台積電美國設廠貴又慢？工程師揭關鍵：EUV機台組裝超乎想像

邱怡萱

台積電熊本廠已在2月底開幕，美國亞利桑那州新廠卻從2024年遞延至2025年量產，美國一名結構工程師撰文指出，在美國蓋晶圓廠的速度比世界其他地方慢，建造成本也比世界其他地區高出30%到4倍。而蓋晶圓廠比想像中複雜，以ASML的一台先進EUV曝光機為例，可能裝在40個貨櫃中，需要漫長而仔細的組裝過程。

美國進步中心（Institute of Progress）學者、結構工程師波特（Brian Potter）以如何建造一座價值200億美元的半導體廠為題撰文指出，隨著摩爾定律的發展，晶片已變得越來越小、越來越便宜，從20世紀50年代以來，晶片的成本已下降了約3億倍，半導體元件縮小，價格也比以往便宜，但與此同時，製造半導體的設施卻越來越昂貴。

回顧60年代末和70年代初，半導體製造廠的成本約為400萬美元，如今一座現代化晶圓廠的成本可能高達100億至200億美元甚至更多，以英特爾正在亞利桑那州建造兩座工廠為例，預計每座耗資150億美元，三星位於德州泰勒的工廠，則預計耗資250億美元。

文章並說明興建晶圓廠成本高昂的關鍵，整個晶圓廠的核心就是無塵室，一般大型晶圓廠擁有數十萬平方英尺的無塵室，該設施可能占地數百英畝，建造需要數萬噸結構鋼和非常多的混凝土，英特爾透露其工廠使用的混凝土為杜拜哈里發塔的2倍，金屬的使用量亦是艾菲爾鐵塔的5倍。

要將這種材料安裝到位，需要數千名經過專門培訓的建築工人，像英特爾在德國馬德堡的新工廠，預計高峰期需要超過9300名工人，台積電在亞利桑那州建造的新工廠，則需要大約1萬2000名工人。

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再來是安裝製程工具，設備可能會分成許多單獨的元件，需要漫長而仔細的組裝過程，像ASML的一台先進EUV曝光機，可能裝在40個貨櫃中，分散在20多輛卡車和3架貨機上，一旦安裝設備，可能需要六個月到一年的時間才能達到晶圓廠可接受的製程產量。

而且在美國，晶圓廠的建造速度比世界其他地方慢，美國晶圓廠建廠時間從1990年代的平均650多天，增加到2010年代的平均 900天以上，亞洲國家平均建廠時間則約600至700 天。此外，美國晶圓廠的建造成本也比世界其他地區更高，估計貴出30%到4倍。

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