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探秘Tower Semiconductor的美國(guó)晶圓廠

2022-01-26 10:24 半導(dǎo)體行業(yè)觀察

導(dǎo)讀:Tower 在全球擁有 8 家晶圓廠,他們于 2016 年以 4000 萬(wàn)美元的股票交易從總部位于加利福尼亞的 Maxim Integrated 手中收購(gòu)了圣安東尼奧工廠。

  由于制造商在全球短缺的情況下要求購(gòu)買(mǎi)計(jì)算機(jī)芯片,總部位于以色列的 Tower Semiconductor 位于圣安東尼奧遠(yuǎn)西區(qū)的龐大工廠正在加班。

  它被稱(chēng)為制造設(shè)施或“工廠”,每年生產(chǎn)約 5 億個(gè)微電子電路,用于制造汽車(chē)、筆記本電腦、手機(jī)和數(shù)字設(shè)備。它為航空航天、汽車(chē)、移動(dòng)通信和醫(yī)療保健行業(yè)的客戶(hù)生產(chǎn)芯片。

  Tower 在全球擁有 8 家晶圓廠,他們于 2016 年以 4000 萬(wàn)美元的股票交易從總部位于加利福尼亞的 Maxim Integrated 手中收購(gòu)了圣安東尼奧工廠。

  制造商正在全球搜尋芯片,而 Tower 是受益者之一。11 月,該公司報(bào)告第三季度所有業(yè)務(wù)收入為 3.867 億美元,比去年同期的 3.1 億美元增長(zhǎng) 25%。Tower 的高管表示,鑒于需求的增長(zhǎng),他們正在決定是繼續(xù)擴(kuò)大雇傭 660 名工人的圣安東尼奧工廠,還是在其他地方建造新工廠。

  據(jù)介紹,Tower的圣東尼奧工廠有大約 440 名當(dāng)?shù)貑T工每周輪班 12 小時(shí),在工廠工作三四天或一夜。Tower 的許多入門(mén)級(jí)操作員、技術(shù)人員和工程師都擁有德克薩斯州社區(qū)學(xué)院和大學(xué)的學(xué)位。其中一些更是來(lái)自麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校和劍橋大學(xué)。

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  制造計(jì)算機(jī)芯片是一個(gè)漫長(zhǎng)而費(fèi)力的過(guò)程。工人們?cè)诠璞P(pán)上涂上化學(xué)物質(zhì),蝕刻它們,注入離子以改變硅中的導(dǎo)電性或電流,并拋光、加熱和測(cè)試被稱(chēng)為晶圓的產(chǎn)品。制作 25 個(gè)晶圓需要兩到三個(gè)月的時(shí)間。

  在最近的一個(gè)周五下午,在圣安東尼奧工廠,Rohn Rao 身穿白色防護(hù)服,走進(jìn)了一個(gè)無(wú)塵、氣候可控的“潔凈室”,借助佳能 FPA 3000 i4 步進(jìn)機(jī),使用一種稱(chēng)為“光刻膠”的感光材料”將圖案或“藍(lán)圖”分層“印”到黑色硅片上。

  附近的一臺(tái)Lam Research機(jī)器也正在一批硅片上噴灑化學(xué)物質(zhì)——根據(jù)客戶(hù)的規(guī)格,每批晶片攜帶 200 到 10,000 個(gè)芯片——以去除金屬、氧化物和氮化物。

  59 歲的 Rao 說(shuō),他從印度搬到德克薩斯州,在圣安東尼奧學(xué)院獲得心理學(xué)副學(xué)士學(xué)位。1995 年,一位朋友鼓勵(lì)他應(yīng)聘該工廠的工作,他就應(yīng)聘了。他最初是一名操作員,多年來(lái)晉升為培訓(xùn)師、首席運(yùn)營(yíng)經(jīng)理,現(xiàn)在是 80,000 平方英尺的 1 號(hào)樓的部門(mén)經(jīng)理。

  每個(gè)工作日,Rao 都會(huì)穿上一雙無(wú)塵靴子和褲子,穿上一件滌綸制成的夾克和頭套。然后他走進(jìn)一個(gè)“空氣淋浴”房,可以吹走顆粒。

  “我們不能讓任何東西落在產(chǎn)品上,甚至連一根睫毛也不行,”Rao 說(shuō)。

  在溫度保持在 68 度、濕度保持在 25% 的潔凈室里,他站在技術(shù)人員中間,他們也戴著面具,穿著西裝,在昏暗的黃燈下工作。地板上滿(mǎn)是坑坑洼洼,一個(gè)高效的空氣過(guò)濾系統(tǒng)在后臺(tái)嗡嗡作響,每分鐘回收六次氧氣。

  “在我的第一天,我想,'我到底要在這里做什么?' 但現(xiàn)在,我就在這種環(huán)境中,”Rao 說(shuō)。

  該公司的人力資源總監(jiān)David Moss也在場(chǎng)。43 歲的莫斯 (Moss) 是愛(ài)荷華州汽車(chē)修理工的兒子,看著機(jī)器,他說(shuō)他對(duì)“制造半導(dǎo)體的魔力”非常著迷。

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  Tower 是一家上市公司,在以色列經(jīng)營(yíng)著兩家工廠,在日本經(jīng)營(yíng)著三家,最近宣布將通過(guò)合資企業(yè)在意大利開(kāi)設(shè)另一家工廠。它擁有約 5,500 名員工,并在中國(guó)大陸、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣設(shè)有銷(xiāo)售辦事處。

  在美國(guó),該制造商除了在圣安東尼奧開(kāi)展業(yè)務(wù)外,還在加利福尼亞州紐波特海灘經(jīng)營(yíng)一家工廠。在當(dāng)?shù)?,Tower 是鎮(zhèn)上唯一的芯片制造商。

  2003 年,日本索尼公司關(guān)閉了其西北側(cè)半導(dǎo)體工廠。該制造貢茶給你現(xiàn)在是國(guó)家安全局秘密的德克薩斯密碼中心的所在地。

  Tower 的工廠幾乎全速運(yùn)轉(zhuǎn)。

  在大流行初期,主要汽車(chē)制造商預(yù)計(jì)銷(xiāo)量會(huì)下降,因此關(guān)閉了工廠數(shù)周并取消了芯片訂單。與此同時(shí),隨著在家工作的工人增加網(wǎng)上購(gòu)物,消費(fèi)品制造商吞噬了芯片供應(yīng)。他們購(gòu)買(mǎi)了很多筆記本電腦、視頻游戲系統(tǒng)和其他電子產(chǎn)品。

  當(dāng)汽車(chē)制造商重新上線(xiàn)時(shí),他們面臨著計(jì)算機(jī)芯片的短缺。時(shí)機(jī)很糟糕,許多買(mǎi)家希望將刺激支票花在車(chē)輛上。

  芯片短缺削弱了各種制造業(yè),但對(duì)通用汽車(chē)和福特等汽車(chē)制造商的打擊尤其嚴(yán)重。(總部位于奧斯汀的電動(dòng)汽車(chē)制造商特斯拉是例外之一。首席執(zhí)行官埃隆馬斯克沒(méi)有關(guān)閉商店,而是讓工人搶購(gòu)可用的芯片并重寫(xiě)軟件。)

  Tower 受益于汽車(chē)制造商和其他公司在全球范圍內(nèi)對(duì)芯片的追逐。11 月,Tower 首席執(zhí)行官 Russell Ellwanger 估計(jì)第四季度收入將達(dá)到 4.1 億美元,比一年前增長(zhǎng) 19%。

  該公司目前專(zhuān)注于制造芯片以提高 5G 手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)電池管理系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)電頻率。

  Tower 高級(jí)副總裁兼加州模擬業(yè)務(wù)部總經(jīng)理 Marco Racanelli 表示:“需求非常好,但對(duì)于我們的客戶(hù)來(lái)說(shuō),短缺并不是那么好?!?“我們正在大力發(fā)展和投資,以增加我們的制造足跡,以便能夠隨著時(shí)間的推移緩解整個(gè)行業(yè)的供應(yīng)短缺?!?/p>

  資料顯示,Tower公司成立于 1993 年,隨后他們收購(gòu)了美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體在以色列的工廠。2008 年,該公司收購(gòu)了 Jazz Semiconductor 在加利福尼亞的晶圓廠,并在與松下公司成立合資企業(yè)以擴(kuò)大日本晶圓廠的產(chǎn)能后采用了 TowerJazz 的名稱(chēng)。

  2020 年,在收購(gòu) San Antonio 近四年后,該公司更名為 Tower Semiconductor。去年,這家芯片制造商與總部位于瑞士的 STMicroelectronics 公司合作,最終在意大利的一家晶圓廠生產(chǎn)半導(dǎo)體。該設(shè)施正在建設(shè)中。

  在圣安東尼奧,Tower 生產(chǎn)模擬芯片。

  要了解它們的工作原理,請(qǐng)拿出您的智能手機(jī)。它使用天線(xiàn)向基站發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號(hào)。為了發(fā)送這些信號(hào),手機(jī)需要將高頻電流驅(qū)動(dòng)到天線(xiàn)中。

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  擁有卡內(nèi)基梅隆大學(xué)電氣工程博士學(xué)位的 Racanelli 說(shuō):“它正在驅(qū)動(dòng)那些將 (Tower 的) 芯片與以小功率進(jìn)行計(jì)算的縮小芯片區(qū)分開(kāi)來(lái)的宏觀信號(hào)。” “這些芯片必須能夠處理微小的信號(hào),同時(shí)為處理器供電和保護(hù),這些處理器相對(duì)于電池的現(xiàn)實(shí)世界來(lái)說(shuō)是脆弱的?!?/p>

  在以色列和日本,該公司生產(chǎn)圖像傳感器芯片,主要用于工業(yè)相機(jī)以及醫(yī)療和牙科 X 光機(jī)。它還為電信公司制造高速組件。而圣安東尼奧工廠則植根于汽車(chē)和移動(dòng)通信行業(yè)。

  這里的很大一部分業(yè)務(wù)圍繞著制造用于手機(jī)的射頻芯片。該工廠還生產(chǎn)用于手機(jī)、筆記本電腦和汽車(chē)電池的芯片。

  Racanelli 表示,Tower 正在尋求在美國(guó)和國(guó)際上擴(kuò)張,以滿(mǎn)足當(dāng)前的芯片需求——并預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)量將大幅增加,手機(jī)技術(shù)也會(huì)取得進(jìn)步。將手機(jī)從 4G 升級(jí)到 5G 需要多出 40% 的模擬芯片。

  隨著手機(jī)成為虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的另一個(gè)出口,他們將需要更多的半導(dǎo)體。

  “這是一個(gè)拐點(diǎn),”拉卡內(nèi)利說(shuō)。

  Tower 正在權(quán)衡美國(guó)的擴(kuò)張計(jì)劃,因?yàn)閲?guó)會(huì)希望促進(jìn)建設(shè)更多的國(guó)內(nèi)晶圓廠——以滿(mǎn)足未來(lái)的需求并減少該國(guó)對(duì)其他國(guó)家半導(dǎo)體的依賴(lài)。

  據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),美國(guó)工廠僅生產(chǎn)12%的芯片,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 1990 年代的 37%。

  白宮支持兩黨制定有益的激勵(lì)措施,為美國(guó)生產(chǎn)半導(dǎo)體或芯片法案。該立法將向芯片制造商提供 520 億美元的補(bǔ)貼,以在美國(guó)建廠。參議院于 6 月通過(guò)了這項(xiàng)立法,作為國(guó)防預(yù)算的一部分。但該法案在眾議院陷入僵局。

  9 月,Tower 的首席執(zhí)行官 Ellwanger參觀了圣安東尼奧工廠,并與該法案的起草者德克薩斯州共和黨參議員 John Cornyn 和美國(guó)眾議員邁克爾麥考爾 (R-Austin)會(huì)面。豐田汽車(chē)制造公司德州總裁 Kevin Voelkel 和波音供應(yīng)鏈副總裁 William Ampofo 也加入了他們的行列。

  Racanelli 表示,Tower 支持 CHIPS 法案,并且“一直非常直言不諱地表示我們打算利用美國(guó)的一些幫助公司在美國(guó)擴(kuò)張?!彼€表示,圣安東尼奧工廠“將是我們最容易擴(kuò)張的地方”。

  在后續(xù)的電子郵件中,Tower 女發(fā)言人 Orit Sharar 表示,該公司一直在關(guān)注圣安東尼奧可能的擴(kuò)張,但這在很大程度上取決于立法的通過(guò)。“我們積極參與 CHIPS 法案,如果有任何相關(guān)內(nèi)容,我們可能會(huì)考慮擴(kuò)大我們?cè)谑グ矕|尼奧的存在和制造能力,”她寫(xiě)道?!澳壳?,還沒(méi)有具體的計(jì)劃。”

  德州人并不是唯一向制造商“求愛(ài)”的人。

  上個(gè)月,參議院多數(shù)黨領(lǐng)袖查克舒默說(shuō)他給埃爾萬(wàn)格打了一個(gè)“私人電話(huà)”。這位紐約民主黨人在新聞稿中表示,他“向 Tower 明確表示,我強(qiáng)烈支持將他們的新半導(dǎo)體芯片工廠設(shè)在紐約?!?/p>

  舒默表示,Tower 一直在考慮與其他幾個(gè)州一起在紐約“建造一座價(jià)值 50 億美元的新半導(dǎo)體工廠,該工廠將創(chuàng)造多達(dá) 1000 個(gè)工作崗位?!?/p>