搬走台积电不如重造

观察者网：我记得您说过，半导体厂无法搬走。发展到现在，用于制作芯片的半导体产业真的与文明中的奇观建筑类似吗？您认为台积电向日本和美国的转移会是什么结果？

芯声：一个半导体厂的精密程度远超想象，常人以为建厂不过是打好地基、搬进设备安装即可。而实际上，对于台积电那些所有的先进制程半导体厂而言，厂内所有设备都必须单独打地基，因为半导体的芯片加工制造精度要求已经达到nm甚至Å级别（埃米，1Å＝0.1nm），经不起任何风吹雨打，任何微小振动都将导致制造出芯片无法正常工作。

假设我们要将一台设备从台湾搬到中国大陆的南京，由于纬度、海拔、温湿度与气压的差异，装备拆卸和重新安装完成后我们都需要重新调试。无论多先进的光刻机，也只能等待那些在厂里工作十余年的“光刻机仙人”团队花数月甚至一年时间将光刻机重新调试至最优状态后，才能进行正常工作。

所以即便美国人希望台积电把现有产能搬往日本或美国，整个搬迁的成本和时间和新建一家工厂没有区别。哪怕他们省下购机时间与成本，但是相关方面仍需长时间“调教”与联动各项生产要素，这几乎无异于重造。

而且半导体制造业对供应链集成度的要求极高，尤其是无法离开稳定的材料与服务，包括氟化氢、光刻胶、特种气体和靶材等耗材必须随时备用，这需要半导体产业中心周围配置有技术领先的化工产业作支撑。

台湾岛与日本距离接近，许多日本化学品企业便在台南、新竹等台积电厂区附近设立前体加工厂，将进口的前体化学品转化为半导体所需材料。而台积电厂区本身靠海，便于海运大宗化学品，也使得供应链成本可以得到有效控制。

反观美国，台积电亚利桑那州工厂位于内陆，既不靠海，运输成本较高；也缺乏成型的化工配套产业园。所有化学品成品只能先漂洋过海运抵圣地亚哥港，再以大卡车长途跋涉六小时才能送达厂区。这会导致该厂区运输成本和运营成本大幅上升。

根据我的估算，综合设备折旧、物流与材料高价等因素，该厂的生产成本约为台南新竹园区的三倍左右，我预计该工厂出厂的芯片成本将彻底失控。

当然美国也在强压台湾企业将技术向日本转移，但日本本身没有那么大的需求。台积电前往日本，很大程度上是受到日本公司的邀请，本质上仍是给索尼“打工”。整体产业链的上下游配套齐全，可以在一个“舒适区”内完成生产，但是最终产能也仅仅能覆盖日本市场需求。相比之下，短期内台湾仍凭借其完整的产业链上下游与供应链优势，保持其高效、连续运营“最佳战场”的地位。

成熟制程芯片已经饱和

观察者网：在现在看来，随着中国的加入，成熟制程的半导体产能似乎即将迎来饱和，这对于欧美半导体产业冲击有多大？对全球半导体格局有多大影响？

芯声：其实在我看来，成熟制程的芯片目前产能并非即将走向饱和，而是已经彻底饱和了。如今你会常听到欧美媒体指责中国存在“产能过剩”问题，这是从全球视角对产能问题做出的评判。然而，我们还必须考虑极端情形，比如在极端情况下，我国的半导体设备与原材料都无法从外部获得。

那么在这种极端条件下，即使是成熟制程的产能，在中国大陆是否足够？我们也需要做出评估。若条件不那么极限，那么竞争就回归到技术和成本实力本身。相对而言，成熟制程技术门槛并不高，谁拥有产能、谁有优势，各凭本事。届时，落败方很可能被迫裁撤落后或过剩产能，从而缓解产能过剩。

从现在的情况看，欧美企业在成熟半导体领域几乎没有进一步发展的空间。过去几年里，无论是德州仪器、微芯科技，还是欧洲的恩智浦、英飞凌等公司，其在成熟制程领域的亏损高达20%到50%不等。如此持续亏损，迟早会迫使它们削减产能。

它们若转向尖端制程，又要面对台积电与英伟达等企业形成的强大竞争壁垒。对于这种新一轮竞争，我们既希望也衷心祝福这些欧美厂商能够脱颖而出，挑战台积电和英伟达的领先地位。

短时间看，西方公司AI芯片领域投入暂时不会受到成熟制程芯片饱和的冲击。英伟达本身并不拥有成熟制程的晶圆厂，它主要通过委托代工完成产品设计与制造；因此，成熟产能的波动对其影响相对有限。

华为部分芯片示意图

而英特尔则以14nm为主营盈利节点，并将10nm产能用于PC和服务器芯片的生产，所以同样不太受成熟制程饱和的冲击。真正受到影响的，则是那些以成熟制程为主业的传统半导体厂商——当它们的主力盈利来源受到挤压，就会率先承压。未来只能“祝他们好运”了。

中国半导体发展的上限和下限

观察者网：近年来，关于碳基芯片在内的新芯片路径讨论相当火热，从您的角度看，包括碳纳米管等路线的前景如何？我们与国外相比，差距有多大？

芯声：碳纳米管技术未来之所以至今未成为主流，是因为现在的芯片价格还不够高。我个人估计，碳纳米管路线和硅基半导体路线的盈亏平衡点会出现在硅基芯片制程达到等效1nm的时候，也就是大概在2030年前后。所以我也认为2030年是一道坎。

北大的彭练矛院士是我国碳基芯片的领军人物之一

在我们搞定14nm安全化路线后，我们可以加速推进两条腿走路，不能在碳纳米管路线上延缓研究进度。等到2035年的时候，我们可能会采用别的架构乃至别的材料去替代目前的硅晶圆了，避免陷入西方半导体产业的高成本路线。

而且由于美国对我们碳纳米管相关方面的管控并没有硅基半导体方面那么严，我会认为，相比于光刻机相较于先进水平落后约20年的现状，我国在碳纳米管方面落后世界先进水平大约3年左右。

观察者网：展望未来，您如何看待中国半导体发展的上限和下限？

芯声：以2035年为时间节点，对中国而言，这个“上限”意味着要彻底啃下几乎整个半导体产业链，实现从成熟制程到3nm、5nm制程芯片的量产。这样到2035年，我们可以在芯片领域实现像在造船和集装箱领域那样产业优势，如洪水过境般势不可挡。

而“下限”则是大陆半导体产业在保有一定尖端能力的同时，让消费级产品彻底平民化，届时即便我们一时无法量产最先进的3nm、5nm芯片，只要保持充足的7nm产能，并大量维持14nm节点，就能逼迫欧美厂商将资源投入极尖端领域。

在这种情况下，欧美继续往2nm以下制程推进将对中国国家安全影响寥寥，而且那个时候他们会遇到一个困境：高投入、高售价，而愿意买单的消费者寥寥无几。

在2022年Marvell公司的报告中提到了各个工艺下芯片开发成本，其中28nm工艺只要4280万美元，22nm工艺需要6300万美元，16nm工艺需要8960万美元。而更先进工艺的开发成本则呈直线上涨趋势，7nm需要2.486亿美元，5nm需要4.487亿美元，3nm需要5.811亿美元，而2nm工艺需要的开发资金是7.248亿美元。未来再进一步，芯片开发成本上百亿人民币不是梦。

到时候，手机加上潜在关税，可能就不是一万人民币左右买一台苹果了，而是一万美元买一台苹果了。

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