美国的芯片制造企业是否弱于台积电、三星？这么重要的环节会不担心么？
你提出的这个问题非常尖锐，也触及了当前全球科技领域一个极为核心的痛点。美国在半导体产业的整体实力，尤其是在最先进的芯片制造方面，确实存在被普遍认为的“弱于”台积电和三星的情况。这背后牵扯着历史演变、产业生态、技术路线以及地缘政治等多种复杂因素，并且美国决策者和业界对此确实有着深切的忧虑。
为什么会给人留下美国芯片制造“弱于”台积电、三星的印象？
要理解这一点，我们得先拆解“芯片制造”这个环节。它并非铁板一块，而是包含了设计、制造（晶圆代工）、封装和测试等多个关键环节。
芯片设计（Fabless）： 在这个环节，美国一直拥有绝对的领先优势。英伟达（Nvidia）、高通（Qualcomm）、AMD、苹果（Apple）等公司都是全球顶级的芯片设计公司，它们创造了全球最先进、最复杂的芯片架构和设计。这部分可以说是美国半导体产业的“大脑”。
芯片制造（Foundry/Manufacturing）： 这才是你重点提及的“制造”环节，也就是将设计蓝图转化为实体芯片的过程，尤其指的是晶圆代工。这里是美国相对的短板所在。
技术壁垒极高： 最先进的芯片制造，尤其是进入到7纳米、5纳米甚至3纳米及以下的技术节点，需要极其庞大的资本投入（动辄数百亿美元建设一座先进晶圆厂）、极其尖端的光刻技术（如EUV光刻机，目前主要由ASML一家公司掌握）、极其复杂的工艺流程和高度专业化的技术人才。
台积电的绝对优势： 台积电（TSMC）以其卓越的制造工艺、庞大的产能规模、完善的工艺节点覆盖以及对研发的持续巨额投入，成为了全球晶圆代工市场的绝对领导者。它不仅是苹果A系列芯片、高通骁龙系列芯片的主要代工厂，也为众多其他科技巨头提供制造服务。台积电的“先进制程”能力是其核心竞争力，让其他竞争对手难以企及。
三星的追赶与多元化： 三星电子（Samsung Electronics）是全球少数几家能够与台积电在先进制程上竞争的公司，同样掌握着7纳米、5纳米等先进技术。三星的优势在于其拥有从内存芯片（DRAM、NAND Flash）到逻辑芯片（CPU、GPU等）的垂直整合能力，以及本身巨大的电子产品消费市场。它在制造技术上与台积电是亦敌亦友的关系。
美国的“缺席”： 相较于台积电和三星，美国的本土晶圆代工厂在先进制造领域“缺席”了相当长一段时间。英特尔（Intel）虽然拥有自己的制造能力，并且曾经在很长一段时间里是业界的领导者，但近年来在制程节点上落后于台积电和三星，并且其“IDM（整合设备制造商）”模式（自己设计也自己制造）与台积电、三星的“纯代工”或“半代工”模式有所不同。除了英特尔，美国本土在最尖端逻辑芯片制造领域几乎没有其他大型的纯晶圆代工厂。
封装和测试（OSAT）： 这个环节虽然不如制造那么受关注，但也至关重要。它负责将制造好的芯片进行封装、测试，并最终送到客户手中。传统上，这个环节的产能主要集中在亚洲，包括中国台湾、中国大陆、韩国和东南亚等地。尽管美国也有一些封装测试企业，但规模和技术先进性上与亚洲的领头羊相比，也存在差距。
美国为何会担心？—— 这不仅仅是商业竞争，更是国家安全和经济命脉
美国对这种局面感到“不担心”是不可能的，事实上是 极度担忧。这种担忧体现在多个层面：
1. 国家安全与国防：
军事技术的依赖： 现代军事装备，从战斗机、导弹到通信系统，都高度依赖于先进的半导体芯片。如果美国在最关键的芯片制造环节依赖于其他国家，特别是在地缘政治紧张的背景下，这种依赖就可能成为国家安全的致命弱点。一旦供应链中断或被操纵，美国的国防能力将受到严重威胁。
技术自主性： 一个国家能否自主研发和生产最尖端的技术，是其主权和独立性的重要体现。在芯片这个“工业的食粮”上受制于人，意味着在科技进步和国防现代化方面都可能被牵制。
2. 经济竞争力与产业根基：
创新生态的维系： 芯片制造与芯片设计紧密相连，互为因果。先进的设计需要先进的制造来支持，而先进的制造又会为设计创新提供新的可能性。如果美国在制造环节长期落后，可能会影响到其本土设计公司的创新步伐，甚至长远来看可能削弱其在设计领域的领导地位。
就业与经济增长： 半导体产业是高附加值、高技术含量的产业，能够创造大量高质量的就业机会，并带动相关产业的发展。将制造环节拱手让人，意味着美国失去了大量与之相关的经济增长和就业机会。
供应链韧性： 全球化带来了效率和成本优势，但也带来了供应链的脆弱性。近年来频发的全球性事件（如疫情、地缘政治冲突）已经暴露了过度集中、单一依赖的风险。美国希望通过重塑本土供应链来提高其经济的韧性。
3. 地缘政治考量：
“芯片战争”的阴影： 在当前复杂的地缘政治格局下，科技已成为大国竞争的核心领域。半导体产业更是被视为“新石油”，谁掌握了最先进的芯片制造能力，谁就在科技和经济领域拥有了更大的话语权。美国不希望看到在这一关键领域被潜在的对手超越或控制。
对中国崛起的警惕： 美国非常关注中国在半导体产业的快速发展，并采取了一系列措施来限制中国获取先进芯片制造技术和设备。在这种背景下，确保美国自身在关键制造环节的实力，也是其战略布局的重要一环。
美国正在做什么？—— “芯片法案”与重塑本土制造
美国政府和业界深知问题的严重性，并已开始采取前所未有的措施来扭转局面：
《CHIPS and Science Act》（芯片与科学法案）： 这是美国近年来最重要的产业政策之一。该法案旨在通过提供巨额补贴和税收优惠，鼓励半导体制造商在美国本土建立先进的晶圆厂（特别是先进制程工厂），并支持相关的研发和人才培养。
吸引外资设厂： 法案的核心目标之一是吸引像台积电、三星、英特尔等全球顶级的芯片制造商赴美投资建厂。目前，台积电正在亚利桑那州建设其先进的芯片工厂，三星也在德克萨斯州进行投资。
推动英特尔转型： 美国政府也大力支持英特尔进行“IDM 2.0”转型，使其不仅继续自主设计和制造，还能成为其他公司提供代工服务的“晶圆代工厂”（Foundry），增加美国本土的先进制造能力。
投资研发与人才： 法案还包括了对半导体研发、材料科学、先进封装技术以及相关领域人才培养的大量投资，旨在从根本上提升美国在整个半导体产业链上的竞争力。
挑战依然严峻
尽管美国正在大力推进本土芯片制造的回归和发展，但要完全赶上甚至超越台积电、三星的现有水平，依然面临巨大的挑战：
时间： 建设一座先进的晶圆厂需要数年时间，从设计到量产更是漫长的过程。
成本： 美国本土的劳动力成本、环保成本、运营成本普遍高于亚洲地区，这增加了建厂和运营的成本。
人才： 培养和吸引能够操作和维护最先进芯片制造设备、能够解决复杂工艺问题的专业人才，是一个长期而艰巨的任务。
产业生态： 半导体制造不仅仅是工厂本身，还包括围绕其发展的材料、设备、零配件、服务等一系列配套产业。美国的半导体产业生态在设计环节非常强大，但在制造配套环节则相对薄弱。
国际合作与竞争： 即使美国大力发展本土制造，也无法完全脱离全球化的合作与竞争。台积电和三星作为成熟的代工巨头，其技术和管理经验依然是行业标杆。
总结来说，美国的芯片制造能力在最尖端的逻辑芯片制造环节，目前确实被认为弱于台积电和三星。这种“弱”并非体现在设计能力上，而是核心的、资本密集且技术门槛极高的晶圆代工制造能力。这种状况令美国感到极度担忧，因为这触及了其国家安全、经济命脉和科技领导力。为此，美国已经启动了大规模的国家战略，通过《CHIPS法案》等措施，试图重振本土芯片制造，但这将是一个漫长而充满挑战的过程。
为什么会给人留下美国芯片制造“弱于”台积电、三星的印象？
要理解这一点，我们得先拆解“芯片制造”这个环节。它并非铁板一块，而是包含了设计、制造（晶圆代工）、封装和测试等多个关键环节。
芯片设计（Fabless）： 在这个环节，美国一直拥有绝对的领先优势。英伟达（Nvidia）、高通（Qualcomm）、AMD、苹果（Apple）等公司都是全球顶级的芯片设计公司，它们创造了全球最先进、最复杂的芯片架构和设计。这部分可以说是美国半导体产业的“大脑”。
芯片制造（Foundry/Manufacturing）： 这才是你重点提及的“制造”环节，也就是将设计蓝图转化为实体芯片的过程，尤其指的是晶圆代工。这里是美国相对的短板所在。
技术壁垒极高： 最先进的芯片制造，尤其是进入到7纳米、5纳米甚至3纳米及以下的技术节点，需要极其庞大的资本投入（动辄数百亿美元建设一座先进晶圆厂）、极其尖端的光刻技术（如EUV光刻机，目前主要由ASML一家公司掌握）、极其复杂的工艺流程和高度专业化的技术人才。
台积电的绝对优势： 台积电（TSMC）以其卓越的制造工艺、庞大的产能规模、完善的工艺节点覆盖以及对研发的持续巨额投入，成为了全球晶圆代工市场的绝对领导者。它不仅是苹果A系列芯片、高通骁龙系列芯片的主要代工厂，也为众多其他科技巨头提供制造服务。台积电的“先进制程”能力是其核心竞争力，让其他竞争对手难以企及。
三星的追赶与多元化： 三星电子（Samsung Electronics）是全球少数几家能够与台积电在先进制程上竞争的公司，同样掌握着7纳米、5纳米等先进技术。三星的优势在于其拥有从内存芯片（DRAM、NAND Flash）到逻辑芯片（CPU、GPU等）的垂直整合能力，以及本身巨大的电子产品消费市场。它在制造技术上与台积电是亦敌亦友的关系。
美国的“缺席”： 相较于台积电和三星，美国的本土晶圆代工厂在先进制造领域“缺席”了相当长一段时间。英特尔（Intel）虽然拥有自己的制造能力，并且曾经在很长一段时间里是业界的领导者，但近年来在制程节点上落后于台积电和三星，并且其“IDM（整合设备制造商）”模式（自己设计也自己制造）与台积电、三星的“纯代工”或“半代工”模式有所不同。除了英特尔，美国本土在最尖端逻辑芯片制造领域几乎没有其他大型的纯晶圆代工厂。
封装和测试（OSAT）： 这个环节虽然不如制造那么受关注，但也至关重要。它负责将制造好的芯片进行封装、测试，并最终送到客户手中。传统上，这个环节的产能主要集中在亚洲，包括中国台湾、中国大陆、韩国和东南亚等地。尽管美国也有一些封装测试企业，但规模和技术先进性上与亚洲的领头羊相比，也存在差距。
美国为何会担心？—— 这不仅仅是商业竞争，更是国家安全和经济命脉
美国对这种局面感到“不担心”是不可能的，事实上是 极度担忧。这种担忧体现在多个层面：
1. 国家安全与国防：
军事技术的依赖： 现代军事装备，从战斗机、导弹到通信系统，都高度依赖于先进的半导体芯片。如果美国在最关键的芯片制造环节依赖于其他国家，特别是在地缘政治紧张的背景下，这种依赖就可能成为国家安全的致命弱点。一旦供应链中断或被操纵，美国的国防能力将受到严重威胁。
技术自主性： 一个国家能否自主研发和生产最尖端的技术，是其主权和独立性的重要体现。在芯片这个“工业的食粮”上受制于人，意味着在科技进步和国防现代化方面都可能被牵制。
2. 经济竞争力与产业根基：
创新生态的维系： 芯片制造与芯片设计紧密相连，互为因果。先进的设计需要先进的制造来支持，而先进的制造又会为设计创新提供新的可能性。如果美国在制造环节长期落后，可能会影响到其本土设计公司的创新步伐，甚至长远来看可能削弱其在设计领域的领导地位。
就业与经济增长： 半导体产业是高附加值、高技术含量的产业，能够创造大量高质量的就业机会，并带动相关产业的发展。将制造环节拱手让人，意味着美国失去了大量与之相关的经济增长和就业机会。
供应链韧性： 全球化带来了效率和成本优势，但也带来了供应链的脆弱性。近年来频发的全球性事件（如疫情、地缘政治冲突）已经暴露了过度集中、单一依赖的风险。美国希望通过重塑本土供应链来提高其经济的韧性。
3. 地缘政治考量：
“芯片战争”的阴影： 在当前复杂的地缘政治格局下，科技已成为大国竞争的核心领域。半导体产业更是被视为“新石油”，谁掌握了最先进的芯片制造能力，谁就在科技和经济领域拥有了更大的话语权。美国不希望看到在这一关键领域被潜在的对手超越或控制。
对中国崛起的警惕： 美国非常关注中国在半导体产业的快速发展，并采取了一系列措施来限制中国获取先进芯片制造技术和设备。在这种背景下，确保美国自身在关键制造环节的实力，也是其战略布局的重要一环。
美国正在做什么？—— “芯片法案”与重塑本土制造
美国政府和业界深知问题的严重性，并已开始采取前所未有的措施来扭转局面：
《CHIPS and Science Act》（芯片与科学法案）： 这是美国近年来最重要的产业政策之一。该法案旨在通过提供巨额补贴和税收优惠，鼓励半导体制造商在美国本土建立先进的晶圆厂（特别是先进制程工厂），并支持相关的研发和人才培养。
吸引外资设厂： 法案的核心目标之一是吸引像台积电、三星、英特尔等全球顶级的芯片制造商赴美投资建厂。目前，台积电正在亚利桑那州建设其先进的芯片工厂，三星也在德克萨斯州进行投资。
推动英特尔转型： 美国政府也大力支持英特尔进行“IDM 2.0”转型，使其不仅继续自主设计和制造，还能成为其他公司提供代工服务的“晶圆代工厂”（Foundry），增加美国本土的先进制造能力。
投资研发与人才： 法案还包括了对半导体研发、材料科学、先进封装技术以及相关领域人才培养的大量投资，旨在从根本上提升美国在整个半导体产业链上的竞争力。
挑战依然严峻
尽管美国正在大力推进本土芯片制造的回归和发展，但要完全赶上甚至超越台积电、三星的现有水平，依然面临巨大的挑战：
时间： 建设一座先进的晶圆厂需要数年时间，从设计到量产更是漫长的过程。
成本： 美国本土的劳动力成本、环保成本、运营成本普遍高于亚洲地区，这增加了建厂和运营的成本。
人才： 培养和吸引能够操作和维护最先进芯片制造设备、能够解决复杂工艺问题的专业人才，是一个长期而艰巨的任务。
产业生态： 半导体制造不仅仅是工厂本身，还包括围绕其发展的材料、设备、零配件、服务等一系列配套产业。美国的半导体产业生态在设计环节非常强大，但在制造配套环节则相对薄弱。
国际合作与竞争： 即使美国大力发展本土制造，也无法完全脱离全球化的合作与竞争。台积电和三星作为成熟的代工巨头，其技术和管理经验依然是行业标杆。
总结来说，美国的芯片制造能力在最尖端的逻辑芯片制造环节，目前确实被认为弱于台积电和三星。这种“弱”并非体现在设计能力上，而是核心的、资本密集且技术门槛极高的晶圆代工制造能力。这种状况令美国感到极度担忧，因为这触及了其国家安全、经济命脉和科技领导力。为此，美国已经启动了大规模的国家战略，通过《CHIPS法案》等措施，试图重振本土芯片制造，但这将是一个漫长而充满挑战的过程。
网友意见
南韩、台湾，美国顺手就可以踩平，他怕什么？
如果古巴、伊朗芯片设计制造能力都赶上印度了，你看美国用不用核武器！
转简体，顺便补充其他及 X 化镓芯片资料。关于光刻机的问题更新在最下面。
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以前有 Intel，所以美国不担心。不过现在美国是越来越担心了。台积电现在已经出现一骑绝尘的态势。7nm 全球市占率 100%，明年 5nm 上线很可能全面碾压所有竞争者。大陆老喜欢拿三星说事。但是在台积电眼中，并不是那么看得起三星。因为两者有本质区别。不是说三星弱。而是三星强在内存芯片。而台积电主打的是逻辑 IC。内存是大量重复结构，复杂度比逻辑 IC 差远了。
三星看起来在似乎在制程方面不输台积电。但实际上产能及良率差台积电非常多。在产能上面，台积电有动态调配生产线能力，可以将产能利用率逼到 110 ~ 120%。在良率方面，台积电新制程能够接单的门坎一般不低于 75%。成熟的工艺线，则良率可以达到 95 ~ 98%。简单的讲，台积电的竞争力不只来自核心工艺。它的整套内部管理制度才是保证产能与良率的关键。
同样的，很多人认为台积电专业代工，没有设计能力。这是大错特错。苹果 A8 CPU 当时要从三星转到台积电时，三星扬言诉讼。台积电派出一组人到苹果，花了约两年时间，重新设计出三种版本，完全绕过三星 IP。让苹果顺利转单。
事实上，台积电的设计能力极强。很多新制程上市时，客户根本搞不懂哪些东西应该怎么设计。很多设计都是由台积电内部直接操刀解决。不然你认为 Google 能那么快说要 TPU 就有 TPU？前阵子不是吵过 IC 设计自动化软件巨头 Cadence 拿到美国政府补助吗？大家不是还感叹了一把中国的工业软件之路？我听说的是为了保密及合用性，台积电的内部设计部门根本不用这些套装的辅助设计软件。而是全部自己都是内部开发的。老美当然也知道台积电的重要性。所以传闻台积电内部有老美好几个「强力部门」驻厂盯着。
还有，不要老拿股权说事。没错！台积电 70% 以上是外资。但是所有的技术、资料、人才全掌握在台湾。这世界有钱的很多。知道怎么干的人很少。到了芯片这领域，别以为掌握股权的才是老板。这群人闪了，股票也跟废纸差不多了。
最后再说 X 化镓芯片。或许台积电太耀眼，把这个部分的光芒都掩盖住了。在半导体材料中，化合物砷化镓及氮化镓（GaN）有高电子迁移率、抗噪声、耐电压等特点，所以被拿来做无线通信的基底材料。
在这个领域，台湾有全世界两家产业代工龙头。一家是稳懋，另外一家是宏捷。稳懋的背景是中科院团队，而宏捷背景则来自工研院。这两家的全球合并市占率接近 80%。而且这两家的芯片工艺技术全部都是自行开发的。没有跟任何国外厂商授权。生产工艺上，俄罗斯是 100nm，美国是 40nm，而台湾则是 28nm。X 化镓芯片封装技术，全世界只有美国跟台湾能做。
稳懋是全球最大，也是最先进的砷化镓及氮化镓芯片生产厂商。产品主要是无线通信及光电组件。在HBT/ pHEMT 等无线通信芯片上，它一家公司全球市占率将近 73%。而宏捷主力在 3D 遥测及 PA 功放。它的主要客户就是 Skyworks。
由于 X 化镓芯片在军工上有很多用途。所以美国对这两家盯的比台积电还紧。这两家的代工客户都要经过筛选。没法随便为任何人代工。但是随着 5G、物联网及无人车兴起，在民用领域，他们的选择就比较松了。
在芯片这个领域，中国弱不代表华人弱。而且华人不但不输，反而很多方面是领先西方的。在大陆改革开放之前，其他地方的华人在高科技领域可不是一片空白。
2019-05-05 补充
评论中一大堆人提到因为 ASML 光刻机的原因，所以导致大陆的生产工艺落后。所以才让台积电有机会领先。等到大陆全心投入之后就可以赶上... 在这边做补充说明：
- 台积电从 100nm 到现在的 7nm 用的都是 193nm 的 DUV 光刻机。7nm+ 的才会用到 EUV 光刻机。第一波用到 7nm+ 的估计有 Apple 的 A13 及 AMD 的 NAVI GPU。换句话说，现在市面上根本买不到任何台积电用 EUV 光刻机生产的芯片。
- 193nm 的 DUV 光刻机大陆有多少台？我不知道。但是估计 ASML 的十几二十台跑不掉。上海微电子装备 (SMEE) 甚至可以生产 90nm 的光刻机。材料、工具都在那。煮不出菜，别老怨菜刀不好。
- 芯片产业不可能不砸钱。但光靠砸钱想砸出效果只怕是异想天开。芯片是一个需要成千上万的学霸不断累积的产业。博硕士是基本要求。这些人念了超过 20 年的书，要他们安贫乐道，牺牲奉献是不可能的。一个博士开万把块薪水，是把人当乞丐吗？
- 中国企业「官味」很重。不只国企，民企也一样。知乎上有些在 TSMC 与 SMIC 都工作过的人说在台积电工作像在学校，在 SMIC 像是在政府。芯片生产是科学。不是官大学问大，领导拍脑袋就可以做的事。要拿玩国企，玩房地产那一套来玩芯片。必死无疑。
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