英特尔、台积电为何把芯片工厂建在缺水的亚利

6 月 4 日下午消息,据报道,随着全球芯片短缺危机继续对众多行业造成严重破坏,全球几家最大的半导体制造商正试图迅速建造新工厂。

英特尔今年 3 月宣布,计划斥资 200 亿美元在亚利桑那州新建两家芯片厂。此外,台积电也表示,将在亚利桑那州投资 120 亿美元建造一座工厂。台积电 CEO 魏家哲本周三表示,工厂的建设工作已经启动

需要指出的是,由于高科技制造厂每天要消耗数百万加仑的水,“大峡谷之州”(即亚利桑那州)似乎并不是芯片“代工厂”或“工厂”最适合的地方。当前,面对气候变化,亚利桑那州正面临日益加深的水危机,该州一些至关重要的含水层的未来前景也不明朗。

美国国家海洋和大气管理局(NOAA)气候数据中心的数据显示,1970 年至 2000 年间,亚利桑那州的年平均降雨量仅为 13.6 英寸(约 345.44 毫米),使其成为全美第四干旱的州。相比之下,夏威夷和路易斯安那州的年平均降雨量在同一时间段内是美国最高的,分别为 63.7 英寸和 60.1 英寸。

权威调研机构 Gartner 副总裁艾伦・普利斯特利(Alan Priestley)表示:“水是‘半导体制造业’(semi manufacturing)的关键要素,但亚利桑那州的基础设施已经到位,可以确保有足够的供应来满足该行业当前的需求。”

普利斯特利还称,对于任何新建设项目的一个关键考量因素,很可能是对加强供水基础设施的贡献。

研究公司 Forrester 副总裁兼研究总监格伦・奥唐奈(Glenn O‘Donnell)称,芯片制造厂能够“严格地按规定回收水”,这有点像封闭建筑里的游泳池。

奥唐奈说:“你需要很多东西来填满它,但你不需要添加太多东西来维持它的运转。在封闭的空间里,蒸发的大量水可以用除湿器捕获,并返回水池。工厂也会用自己使用的水做类似的事情。”

而英特尔在其网站上指出,该公司正努力实现亚利桑那州的“净正用水”(net positive water use),并已资助了 15 个旨在造福该州的水恢复项目。英特尔称:“一旦全面实施,这些项目每年将恢复约 9.37 亿加仑的水。”

水之外的其他因素

分析师们表示,作为芯片行业最大的两家重量级企业,台积电和英特尔主要出于其他几个因素而选择在亚利桑那州扩张。

英特尔在亚利桑那州开展业务已经 40 多年,该州拥有完善的半导体生态系统。在亚利桑那州拥有业务的其他主要芯片公司,还包括安森美半导体(On Semiconductor)、恩智浦半导体(NXP)和 Microchip。

目前,英特尔在亚利桑那州拥有超过 12000 名员工,该州是英特尔最新制造工厂 Fab 42 的所在地。

普利斯特利说:“随着英特尔拓展在亚利桑那州的业务,当地的大学在半导体设计课程和研究方面建立了很高的声誉,为当地的半导体业提供了高技能的劳动力。这有助于创建一个由公司组成的生态系统,提供制造芯片所需的产品和服务。”

普利斯特利认为,台积电将“能够充分利用这些资源和供应链供应商的生态系统”。

另外,在最初的选址过程中,当地的税收减免和激励措施,也发挥了重要作用。普利斯特利还指出,土地可获得性、土地成本、住房成本和当地经济也将被考虑在内。

不易发生地震

亚利桑那州的优势还不止于此。奥唐奈说,它的地质稳定性不易发生地震,以及相对较低的其他自然干扰风险,对芯片制造商颇有吸引力。

他说:“芯片工厂不能摇晃,甚至不能轻微的晃动。他们把这样的工厂建在基岩(土层下的岩石)上,让它们保持静止。即使是 0.5 里氏的震荡也可能毁掉整个芯片工厂。”

当然,英特尔在美国西海岸确实有一些芯片厂,那里的地面更容易受到地震的影响。例如,意特尔在俄勒冈州的希尔斯伯勒(Hillsboro)就拥有大量业务。

奥唐奈对此表示:“西海岸确实有晶圆厂,但他们需要采取大量的措施来隔离震动。而在亚利桑那州,他们不需要采取如此激进的措施,因为它的震动要小得多。”

此外,奥唐奈还称,亚利桑那州也不受飓风和野火等大多数其他自然灾害的影响。凭借充足的阳光,亚利桑那州还拥有“可靠、充足和绿色的电力”,而芯片工厂需要钢铁厂规模的电力。

最后,这在很大程度上还要归结为政治问题。奥唐奈说:“亚利桑那州的政治机构决心让该州的商业变得更好,而更多的项目就等于更多、更好的工作,也是对政府的认可。英特尔和台积电都得到了联邦、州和地方政府的大力支持。”

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