拜登『美國晶片夢』面臨供應鏈考驗
科技產業資訊室 (iKnow) - May 發佈於 2021年4月19日
圖、拜登『美國晶片夢』面臨供應鏈考驗
以美國安森美半導體（On Semiconductor）公司為韓國現代汽車的新型電動車IONIQ 5提供晶片為例。首先，由安森美半導體設計的影像感測器晶片，傳送到義大利將複雜的電路印到矽晶圓上，然後，這些晶圓首先被送到臺灣進行封裝和測試，然後送到新加坡存放，再到中國組裝成相機單元，最後送到韓國的現代汽車零件供應商，然後再抵達現代汽車的汽車工廠。
而影像感測器的曲折供應鏈，更是說明了既要提高產能解決當前的短缺問題，又要重新振興美國的晶片製造，是多麼複雜的事情。
美國總統拜登在白宮召集半導體企業高層會議，探討解決晶片危機，在2兆美元基建計畫中，撥出500億美元支援美國本土晶片製造和研究。但產業人士表示，如何解決更廣泛的供應鏈問題更是重要，拜登政府面臨著困難的選擇，要對其中的哪些項目進行補貼。
英特爾新任執行長已喊話，美國占全球半導體製造產能目前僅12%左右，呼籲拜登應該大筆投資美國半導體以拉高產能到33%。目前全球80%以上的晶片都在亞洲生產。
其實，生產一個電腦晶片可能涉及1000多個工序步驟、集合70個跨國企業，其中大部分在亞洲，且有些企業不為公眾所知。這個晶片製造過程從矽原料開始，在被稱為「晶圓廠」的晶片工廠，通過一系列複雜的化學過程，電路蝕刻到矽晶圓上。
還有半導體封裝，更是突顯了產業供應鏈的艱難挑戰。半導體封裝本身也有自己的供應鏈。例如，韓國的Haesung DS為汽車晶片製造封裝零組件，出口到馬來西亞或泰國，供英飛淩（Infineon）、恩智浦（NXP）等公司使用。而這些公司在某些情況下，是為博世（Bosch）和大陸（Continental）等汽車零件供應商提供晶片，最後由汽車零件供應商向汽車製造商提供最終產品。
從晶圓廠出來時，每個晶圓上都有數百甚至數千個指甲大小的晶片，必須再切割後進入封裝中。傳統上，這個過程包含將晶片放在導線架（lead frame）上，將其焊接到電路板上，然後，整個元件被封裝入樹脂封膠保護晶片。由於，封裝勞力密集的特性，晶片公司在幾十年前就決定把它外包給臺灣、馬來西亞、菲律賓和中國等國家。
所以，拜登若要重建美國半導體產業，就應該包括封裝產業。但是，新的晶片封裝技術勞動密集度較低，使得一些美國晶片製造商認為可以將產業移回美國。至少，有能力在美國當地製造生產小批量的晶片，可加快創新速度。
美國的半導體群聚集中於亞利桑那州、華盛頓州、德州和紐約為主，聚集英特爾、台積電、三星和格羅方德（GlobalFoundries）等晶圓代工公司。
還有，美國不僅需要支援新進技術的晶圓廠，還需要支援其他成熟技術。這次汽車晶片嚴重短缺，主要發生在比較成熟的晶片。其實，半導體產業存在資本錯誤配置的問題，過多的資金流向了最先進的技術，例如：手機晶片。反而，汽車晶片、物聯網晶片等使用64nm、28nm成熟製程的晶片生產線不足。
還有，晶片封裝行業一直受到嚴重的價格壓力，導致利潤率比晶片廠和晶片設計公司還要少。從財務和經濟的角度來看，導致大筆投資封裝技術是沒有意義的。事實上，封裝這是一個複雜的問題，無法簡單以資金投入來解決。
未來，拜登政府將如何分配資源於半導體行業，也決定拜登『美國晶片夢』成功實現的機會，後續還有待觀察。(1215字；圖1)
參考資料：
Biden's chip dreams face reality check of supply chain complexity. Japan Today, 2021/4/14.
美國拜登推動2兆基建計畫 重振美國榮景。科技產業資訊室 (iKnow)，2021/4/1。
車用晶片短缺六大主因 迫使汽車製造商減產或停工。科技產業資訊室 (iKnow)，2021/1/15。
全球晶片短缺影響筆電、手機、汽車、電視等生產、8吋晶圓廠代工漲10～20％。科技產業資訊室 (iKnow)，2020/12/29。
相關文章：
1. SIA：強化全球半導體供應鏈 美國必須制定激勵計劃
2. 【美國拜登清查半導體供應鏈】汽車晶片本土製造成為半導體供應鏈重組的前哨戰
3. 【美國拜登清查半導體供應鏈】以台韓為主的晶圓代工模式遭遇拐點
4. 歐盟強化歐洲本土半導體製造，先進製程2030年達20%產能目標
5. 歐洲晶片聯盟募集300億歐元 目標建2奈米晶圓廠
6. 白宮將舉辦半導體高峰會 邀汽車製造及晶片廠共商大計
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------