编译 | 高歌
编辑 | 心缘
芯东西6月7日消息，近日，中国台湾芯片代工厂商台积电在美国亚利桑那州的5nm晶圆厂已经开始建造，该厂将花费120亿美元，计划于2024年投产。无独有偶，美国芯片厂商英特尔也在此前宣布将耗资200亿美元在亚利桑那州建设两座晶圆厂。
从用水来看，亚利桑那州似乎并不是晶圆厂的最优选择。芯片制造一直是用水大户，据统计，台积电2019年的用水量相当于7.9万个奥运游泳池的容量，1个晶圆厂每天需要使用2-4百万加仑（约合0.757-1.514万立方米）的水。
▲CNBC对晶圆厂用水的描述（来源：CNBC）
但根据美国国家气候数据中心的数据，亚利桑那州在1970年至2000年间，平均降雨量仅为13.6英寸（约合34.544厘米），是美国的第四大干旱州。
为什么亚利桑那州水资源如此匮乏，仍能吸引英特尔、台积电兴建先进晶圆厂？哪些特殊条件吸引了这些顶尖芯片制造商纷至沓来？这对其他地区是否有借鉴意义？对此，美国商业新闻媒体CNBC进行了系统地分析。
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亚利桑那州自然灾害较少，电能充沛
事实上，针对水资源问题，英特尔等厂商早有准备。英特尔官网显示，该公司正在全球各地进行水源修复项目。其中，英特尔在亚利桑那州已经资助了15个水资源修复项目，而这些项目将每年增加9.37亿加仑（约合354.69万立方米）的水资源。
美国市场研究公司Forrester的副总裁兼研究主管Glenn O’Donnell也提到，当前晶圆厂的很多用水可以进行循环利用，虽然对水资源的需求较大，但是在运行过程水资源损耗并没有想象中的那么大。
▲英特尔在亚利桑那州的水资源修复项目（来源：英特尔）
美国市场调研公司Gartner的副总裁兼分析师Alan Priestley称，亚利桑那州的基础设施完备，将会确保足够的水资源供应。该州的用水量也在逐步下降，亚利桑那州的州长Doug Ducey对媒体说：“没有哪个州在水资源方面做的更好，我们将继续关注这一问题。”
除了水资源，亚利桑那州的其他地理环境则对芯片制造来说十分有利。
首先，相比于美国的很多地区，亚利桑那州地震、飓风、野火等自然灾害较少。
O’Donnell强调，芯片的精度要求十分高，即使是微小的震动也会毁掉一整批芯片。之前，英特尔在美国的西海岸有一些晶圆厂，但是因为那里容易受地震影响，英特尔在西海岸的晶圆厂不得不采取很多措施进行防护。
此外，O’Donnel提到，亚利桑那州还拥有充足的阳光，这带来了“可靠、充足的绿色电力”。另外，在亚利桑那州的盐河（Salt River ）上还建有水电项目，该项目可以保障晶圆厂的电能使用。
半导体布局超40年，人才优势显著
除了相对优越的地理环境，亚利桑那州的产业布局也是英特尔、台积电建设晶圆厂的主要原因。
亚利桑那州的半导体产业布局已有数十年的历史，拥有完善的半导体生态。根据亚利桑那州官网，其半导体生态覆盖半导体设备、材料、晶圆制造、封装及测试四个领域，ASML、应用材料、台积电、英特尔、高通、恩智浦等众多行业供应链巨头都在其中。
其中，英特尔从1980年就开始在亚利桑那州制造芯片，自1996年以来，英特尔已经在亚利桑那州投资了500亿美元，并提供了1万6千个工作岗位。
根据统计，亚利桑那州共有155家半导体厂商，其半导体出口金额在美国排第4，相应的工作岗位数量排在全美前三。
▲亚利桑那州的半导体生态（来源：亚利桑那州官网）
由于亚利桑那州布局的半导体产业的时间超过40年，当地的大学在半导体设计课程和相关研究方面也积累了强劲的实力，可以为半导体厂商提供足够的人才。
事实上，亚利桑那州立大学是全美最大的大学之一，连续6年被《美国新闻与世界报道（U.S. News & World Report）》评为最具创新力的大学。亚利桑那州立大学的Ira A. Fulton工程学院拥有20多个世界一流的机器人和工程实验室，其2019年研发支出超过1.15亿美元。
除此之外，亚利桑那州与洛杉矶相距不远，从斯坦福大学和加州理工到当地只需要不到2个小时，在吸引和留住人才方面位居全美第二。
从政治角度来说，台积电和英特尔带来的投资和工作岗位将为亚利桑那州政府带来大量选票。因此，亚利桑那州州政府也为半导体厂商投资提供了良好的条件。据外媒报道，亚利桑那州的公司税率为4.9%，是全美最低的税率之一；台积电和英特尔的建厂计划也得到了联邦、州、市等各级政府的帮助，亚利桑那州州长Doug Ducey称：“亚利桑那州正在成为世界半导体中心。”
▲亚利桑那州州长出席英特尔活动（来源：CNBC）
得克萨斯州：370家公司构建完备产业生态
与亚利桑那州类似，美国得克萨斯州此前也被恶劣的自然气候所困扰。今年2月份，得克萨斯州发生暴风雪，三星、恩智浦、英飞凌等厂商的工厂纷纷停工。在这之后，韩国半导体厂商三星依旧计划斥资170亿美元在得克萨斯州奥斯汀建设一家3nm晶圆厂。值得注意的是，得克萨斯州奥斯汀与亚利桑那州凤凰城两座城市在很多方面都有相似之处。
在经济发展和人口增幅方面，得克萨斯州和亚利桑那州具有相同的特性。根据彭博社对美国人口普查数据的分析，在七个大都市区中，亚利桑那州首府凤凰城每天净迁移人口数量为213人，排名第1；得克萨斯州达拉斯为183人每天，排名第二；得克萨斯州奥斯汀为183人每天，排名第3。
而根据LinkedIn用户资料的邮编变化，2020年4月到10月期间，德克萨斯州奥斯汀流入人口排名第一，亚利桑那州凤凰城排名第二，其生活费用排名分别为第77名和第76名。
在基建上，得克萨斯州和亚利桑那州两个州的得分也非常高。2020年，得克萨斯州被评为全美基础建设指数最高的州，亚利桑那州则是第三名。
从人才培养上来讲，得克萨斯州也有Rice University等顶级理工类大学。2015年，得克萨斯州还展开了州长大学研究计划（GURI），该计划旨在提升得克萨斯州公立学院及大学的实力，并为杰出的研究人员发放最高达500万美元的研究拨款。
最后，综合得克萨斯州的半导体产业布局，得克萨斯州也具有从设计到制造等多个环节的产业链玩家。具体来说，得克萨斯州的半导体和电子元件工人数量在全美排名第二，共有370家公司，包括德州仪器、三星、英飞凌、恩智浦、英特尔、AMD、高通、英伟达等众多头部厂商。
▲得克萨斯州半导体产业分布（来源：得克萨斯州官网）
结语：人才、基建和生态
成半导体产业发展关键
随着全球缺芯的蔓延，已经有数家公司提出了扩产、建厂计划。但是在行业火热的情况下，我们也看到台积电、联电等企业于今年遭遇缺水、停电、地震等多次事故；而得克萨斯州的暴风雪也引发了当地的大停电，这使恩智浦、英飞凌等公司的芯片工厂都发生了停工。从中，我们也看到了基建保证与正确选址的重要性。
而除了自然环境和基础建设，英特尔、三星、台积电等芯片巨头在挑选工厂选址时，会更加青睐那些人才培养机制完备、产业生态完善的地区。由是可见，人才、基建和产业生态均是半导体产业发展的关键。
