美國《芯片法案》正式簽署已一年多，雖然拜登政府此前承諾給臺積電或英特爾等芯片廠提供補貼和優(yōu)惠，但截至目前并未向這些廠商落實過一分錢。ZUqesmc

再加上，美國缺乏熟練的建筑工人。去年7月，俄亥俄州哥倫布市建筑業(yè)委員會負責(zé)人表示，當?shù)丶夹g(shù)純熟的建筑工人年薪已經(jīng)漲到12.5萬美元(約合人民幣90萬元)，但還是招不夠人。ZUqesmc

受以上因素的影響，多家芯片巨頭推遲了在美晶圓廠的建設(shè)進度，臺積電、英特爾、三星等都已宣布在美新工廠延期投產(chǎn)。ZUqesmc

• 2022年1月，英特爾曾宣布將投資超過200億美元，在哥倫布市附近建設(shè)兩座芯片工廠，預(yù)計將于2025年投產(chǎn)，直到6月，英特爾宣布推遲在俄亥俄州建廠奠基儀式時間；
• 2023年7月，臺積電宣布推遲其亞利桑那第一座工廠的建設(shè)進度，將其投產(chǎn)時間從2024年延長至2025年；
• 2023年12月，三星電子位于美國得克薩斯州泰勒的新半導(dǎo)體工廠的量產(chǎn)啟動時間推遲到2025年，該廠最初的目標是2024年開始量產(chǎn)；
• 2024年1月19日，臺積電又宣布推遲其亞利桑那第二座工廠的投產(chǎn)，該工廠此前計劃于2026年起生產(chǎn)3納米芯片，現(xiàn)在將延至2027年或2028年。

實際上，即使美國政府如期下發(fā)補貼，且芯片巨頭順利完成建廠工作，新晶圓廠也會面臨“缺乏芯片人才”的問題。SIA與牛津經(jīng)濟研究院發(fā)布的一份報告顯示：預(yù)計到2030年，美國半導(dǎo)體行業(yè)將短缺6.7萬名技術(shù)人才(包括制造工程師、軟件工程師和計算機科學(xué)家等)，約58%的新制造和設(shè)計崗位面臨空缺的風(fēng)險。ZUqesmc

近期，《國際電子商情》姊妹刊《EE Times》獨家專訪了SEMI基金會(SEMI旗下專注于勞動力發(fā)展計劃的非營利機構(gòu))執(zhí)行董事Shari Liss，她強調(diào)了充足的熟練工人對芯片建廠的重要性，還介紹了美國正在重啟的學(xué)徒制。在文章的后半部分，《EE Times》還列舉了其他受訪人圍繞美國建廠話題的精彩發(fā)言。ZUqesmc

以下為翻譯內(nèi)容：ZUqesmc

據(jù)Liss透露，SEMI正與美國亞利桑那州立大學(xué)合作開發(fā)建筑工人學(xué)徒制。她對此評價說：“我們之前太專注于行業(yè)本身，過于專注如何運營晶圓廠，以及如何讓工人進入晶圓廠。”ZUqesmc

據(jù)了解，亞利桑那州的許多組織都對與SEMI的合作有濃厚興趣。比如，馬里科帕社區(qū)學(xué)院、亞利桑那州立大學(xué)和亞利桑那州政府，它們都有意與SEMI建立合作關(guān)系來推進學(xué)徒制，好滿足州內(nèi)的技術(shù)工和操作工的需求。ZUqesmc

Liss介紹說：“我們已經(jīng)與會員公司展開合作，在晶圓廠內(nèi)部，針對不同崗位和角色，建立了一套完整的能力體系。同時，SEMI還向亞利桑那州商務(wù)局提交了建立注冊學(xué)徒制的提案，一旦支持這項工作的資源到位，我相信生態(tài)系統(tǒng)的參與者就能快速響應(yīng)和協(xié)作。”ZUqesmc

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SEMI的Shari Liss表示，隨著晶圓廠投資項目的增加，缺乏熟練的建筑工人正在成為一個令人擔(dān)憂的問題。圖片來源：SEMIZUqesmc

而建立注冊學(xué)徒計劃需要一年左右的時間，來完成前期的規(guī)劃和籌備工作，而后續(xù)計劃的實施和運行，又需要18到24個月的時間。亞利桑那州的許多公司都在積極參與SEMI的學(xué)徒計劃。ZUqesmc

最近幾個月以來，Liss在許多采訪中都提到了“美國晶圓廠建設(shè)進度慢”的話題。她認為，建設(shè)“瓶頸”可能會讓美國快速實現(xiàn)半導(dǎo)體制造業(yè)本土化的目標變得更加復(fù)雜。ZUqesmc

Liss估計，美國有18個重要晶圓廠項目正在建設(shè)中。但迄今為止，還沒有晶圓廠項目獲得《芯片法案》的資助，美國商務(wù)部芯片計劃辦公室還未批準任何一筆資金。而根據(jù)SEMI全球晶圓廠預(yù)測報告：這些新晶圓廠會在2026年結(jié)束前在美國投產(chǎn)，其中的6個晶圓廠將在今年內(nèi)投產(chǎn)。ZUqesmc

芯片制造廠如何脫穎而出？

為了創(chuàng)造無污染的生產(chǎn)環(huán)境，半導(dǎo)體潔凈室的清潔措施要求非常嚴格。半導(dǎo)體潔凈室下還布有多層地下室分隔間，每個分隔間有復(fù)雜的化學(xué)品管理系統(tǒng)和水凈化系統(tǒng)。其上方空間甚至屋頂，都用于空氣處理和減排系統(tǒng)。ZUqesmc

這意味著，建筑工人要經(jīng)過相關(guān)培訓(xùn)，在具備專業(yè)技能之后，才能建設(shè)晶圓廠和安裝相關(guān)的設(shè)施。ZUqesmc

此前，Objective Analysis首席分析師Jim Handy在接受《EE Times》的獨家采訪時，講述了他于20世紀80年代中期，在IDT加州薩利納斯新晶圓廠工作的經(jīng)歷。由于該晶圓廠的位置不在硅谷，在建廠過程中也面臨了一些難題。ZUqesmc

Handy介紹說，建造一座晶圓廠遠比建造一個沃爾瑪更難，雖然兩者會使用一些相同的建筑技術(shù)，但是建設(shè)晶圓廠有許多復(fù)雜要求。ZUqesmc

比如，晶圓廠往往建在一個緩沖墊上，以吸收地震或其他地表震動的沖擊，與大多數(shù)疊合式建筑存在較大的差別。ZUqesmc

工會規(guī)則可能讓事情變得更復(fù)雜

Handy還指出，IDT在薩利納斯建設(shè)晶圓廠時，工會規(guī)定他們要聘用當?shù)氐乃芄?。但當?shù)厝藳]有接受過在晶圓廠中安裝復(fù)雜管道的培訓(xùn)，因此IDT不得不花錢在硅谷培訓(xùn)來自薩利納斯的水管工。ZUqesmc

Handy還表示，晶圓廠中的氣候控制和空氣過濾是一回事。與零售業(yè)和醫(yī)院使用的HVAC(供暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié))系統(tǒng)相比，晶圓廠的空氣凈化系統(tǒng)更加昂貴。ZUqesmc

此外，晶圓廠的其他獨特要求還包括安裝氦氣檢漏回收系統(tǒng)，這要在氦氣管道的外層，再屏蔽一層較大的管道來收集泄漏的氦氣；晶圓廠還要安裝緊急切斷系統(tǒng)，以防硅烷等易燃氣體從管道破裂處泄漏。以上這些都不是普通水管工需要處理的問題。ZUqesmc

Handy補充說，大多數(shù)半導(dǎo)體制造工廠都采用冗余電力供應(yīng)。“許多社區(qū)的電工都不知道該如何處理這種情況。如果廠址附近沒有互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心或其他的晶圓廠，那么你就有可能需要引進人才來建立電氣系統(tǒng)。”ZUqesmc

區(qū)域關(guān)系至關(guān)重要

如果建造晶圓廠需要具備特定的專業(yè)知識，那么SkyWater Technology(天水科技)在這方面就做得很好。ZUqesmc

天水科技技術(shù)和生產(chǎn)運營執(zhí)行副總裁Paul Sura表示，建造晶圓廠需要的熟練建筑工人，對該公司來說并不是挑戰(zhàn)。ZUqesmc

他說：“明尼阿波利斯的圣保羅，是一個不斷擴張的大型都市區(qū)，這里有很多大中小型建筑公司。我們與當?shù)氐姆职逃兄L期且良好的合作關(guān)系，在按時、按預(yù)算完成項目方面沒有任何問題。”ZUqesmc

天水科技正在密切關(guān)注那些在當?shù)夭⒉怀Ｒ姷陌雽?dǎo)體特種行業(yè)，雖然這些行業(yè)目前還沒有影響到公司的建筑或設(shè)備安裝項目。ZUqesmc

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天水科技的高管與明尼阿波利斯圣保羅地區(qū)的建筑商人關(guān)系密切，預(yù)計在實現(xiàn)擴張目標方面不會遇到困難。不過，隨著大型項目的啟動，他們正在密切關(guān)注晶圓廠建設(shè)技術(shù)的可用性。(圖片來源：天水科技）ZUqesmc

Sura說，對于晶圓廠建設(shè)和設(shè)備安裝來說，高純度管道和潔凈室協(xié)議知識是至關(guān)重要的兩個特種行業(yè)。ZUqesmc

他指出，在半導(dǎo)體潔凈室中，空氣要被凈化到“10級”，即每立方英尺空氣中只有10個0.5μm大小的微粒，而醫(yī)院病房的空氣凈化等級一般為“10萬級”。ZUqesmc

Sura說：“為了達到‘10級’標準，我們需要更嚴格的過濾和更大的空氣流量。半導(dǎo)體潔凈室的高標準要求，推動了建筑行業(yè)的專業(yè)度。”ZUqesmc

在制造芯片的過程中，對溫度和濕度也有非常嚴格的要求，如溫度±1.5℉，濕度±3%，在許多地方采用閉環(huán)反饋控制來維持精度。此外，水也要經(jīng)過過濾、去離子和脫氧處理，達到非常高的純化水平——比標準生活用水高出許多倍。ZUqesmc

半導(dǎo)體晶圓廠是高價值的建筑，其建造標準比一般的辦公樓更高，它可以更好地抵御地震和颶風(fēng)。晶圓廠通常365天、24小時不間斷運行。這意味著，天水科技必須在所有設(shè)施和處理系統(tǒng)中建立多重冗余。ZUqesmc

目前，天水科技的項目計劃有足夠的施工資源可用。Sura還表示：“隨著美國許多大型項目開始啟動，施工資源可能會變得稀缺，因此我們計劃進行長期監(jiān)控。” ZUqesmc

本文翻譯自《國際電子商情》姊妹刊EETimes，原文標題：Urgency Felt Around Finding Chip Fab Construction TalentZUqesmc