在美國建芯片廠有多難?18000個難題等著你!
中國臺灣的臺積電(TSMC)將鳳凰城打造成半導體制造中心的過程,揭示了美國大型項目建設面臨的重重困境。本文作者彼得?古德曼從事貿易相關報道已有 25 年,其中在亞洲工作超過 10 年,對不同地域的實際情況有深入了解。
在索諾蘭沙漠一片空曠的土地上拔地而起的半導體芯片工廠,彰顯著 “規模宏大” 的真正含義。這個綜合體項目占地 1149 英畝(約 4.65 平方公里),面積比紐約中央公園還要大,總投資額高達 1650 億美元,是全球耗資最高的工程之一。
在鳳凰城(菲尼克斯)北部邊緣,這片工廠集群象征著美國追求工業自給自足的努力。這些工廠專為生產先進半導體芯片而設計 —— 這種芯片堪稱現代制造業的 “大腦”,將為提供人工智能服務的數據中心提供動力支持。
美國政界領導人對這些工廠的落地表示歡迎,認為它們是應對地緣政治動蕩和疫情等災害的 “保障”。無論發生何種情況,美國都將擁有自己的芯片供應來源。但作為這一項目的核心、被視為關乎國家安全的企業,并非美國本土企業。全球半導體行業的領軍者 —— 中國臺灣積體電路制造股份有限公司(臺積電),憑借其投資、人才和專業技術,將這些藍圖變為了現實。
此外,數十家其他企業(部分為美國本土企業,但多數來自東亞)也在當地設立了工廠,為臺積電提供從化學品、零部件到建筑工程服務等各類所需物資和服務。這些企業累計為當地經濟額外投資了 400 億美元。
芯片產業如何布局擴散
鳳凰城的大都市區現有280家半導體及供應鏈企業,員工總數超過 4 萬人。
企業 | 員工人數 |
臺積電(TSMC) | 3000 人(預計) |
Amkor | 3000 人(預計) |
英特爾(Intel) | 12605 人 |
來源:大鳳凰城經濟委員會、馬里科帕縣政府協會、亞利桑那州立大學

鳳凰城周邊的半導體企業分布
鳳凰城能夠轉型為芯片產業中心,背后有一個無可回避的事實:若沒有來自太平洋彼岸的專業技術和資金支持,這一切都無從談起。美國上一座大型本土芯片工廠于 2013 年投產,因此,若沒有大量外部幫助,美國缺乏建設此類工廠的經驗。
即便有了這些支持,建設過程依然波折不斷,不僅失誤頻發,成本也高得驚人。從一片荒蕪之地到如今被稱為 “硅沙漠” 的轉變過程,凸顯了美國社會的一個顯著特征:錯綜復雜的官僚體系常常阻礙宏偉愿景的實現,引發混亂、不確定性和延誤,進而加劇惰性,抑制發展。
在鳳凰城以西、臺積電工廠附近的一個社區,凱西?巴特爾海姆(Kathy Bartelheim)和她的鄰居們從未想過要參與到這場全國性的芯片制造熱潮中。65歲的巴特爾海姆女士居住在一片紅棕色的土地上,周圍點綴著仙人掌和野花。她十年前買下了這棟房子。“我看中的是這里的寧靜、安詳與獨處氛圍,” 她說,“這里有一種神奇的感覺。”
去年,她得知安靠科技(Amkor Technology)計劃在附近建造一座所謂的 “先進半導體封裝廠”,用于組裝臺積電生產的芯片。她和其他居民對此感到震驚。他們腦海中浮現出運送有毒化學品的重型卡車,以及工廠對當地稀缺水資源的大量消耗。于是,他們聯合起來表示反對,擔心安靠科技擬建的工廠會破壞她在鳳凰城附近家園的寧靜與獨處氛圍。他們最終取得了勝利,安靠科技將工廠選址改到了其他地方。
關注環境的房主與關乎國家供應鏈韌性的工廠之間的這場對峙,集中體現了制約美國發展愿景的廣泛力量。這也是從紐約到俄亥俄州再到得克薩斯州的多個芯片產業集群建設遭遇延誤的部分原因,更是全球企業不愿在美國建廠的癥結所在 —— 它們擔心面臨紛繁復雜的監管規定,且難以找到合適的工人。
在中國臺灣島內,臺積電習慣了雷厲風行的行事風格,能夠獲取推進其驚人擴張所需的一切資源、人才和監管批準。然而在鳳凰城,臺積電及其供應商卻不得不應對一套完全不同的復雜體系。他們被繁瑣難懂的許可審批流程困擾,難以找到具備所需技能的工人,還得應對高昂的營商成本,最終憑借堅定的意志和巨額資金投入才得以推進項目。
在美國政府要求其本土建廠的壓力下,臺積電已完成一座所謂的 “晶圓廠”(目前已投入芯片生產),同時仍在繼續建設另外兩座。該公司還規劃在鳳凰城基地再建三座工廠,以及兩座先進封裝設施。這些計劃全部完成后,臺積電預計將有近三分之一的先進芯片在美國生產。
“我們一開始就知道這會非常困難,” 臺積電亞利桑那州總裁羅斯?卡斯塔涅斯(Rose Castanares)在最近的一次采訪中表示,“我們從中吸取了教訓。”
這一挑戰既反映了將太平洋彼岸的成功模式引入美國的復雜性,也凸顯了美國治理體系的多個層面。特朗普總統誓言要推動美國制造業復蘇,并將其作為經濟計劃的核心。他在很大程度上依賴關稅手段,迫使企業在美國建廠并雇傭美國工人。他堅信,全球最大消費市場的吸引力足以讓企業克服其他挑戰。但這一簡單的解決方案卻面臨著一個現實:美國缺乏具備所需技能的工人。
三年前,就在臺積電準備進駐鳳凰城之際,其創始人張忠謀(Morris Chang)指出,在俄勒岡州一座規模較小的工廠生產芯片的成本,比在中國臺灣高出50%。他預測亞利桑那州的情況也會類似。“這將是一場代價高昂卻徒勞無功的嘗試,” 張忠謀在接受布魯金斯學會采訪時表示,“在全球市場上,它將缺乏競爭力。”
在中國臺灣,臺積電及其供應商在專門的工業區建設設施,通常只需獲得主管部門的一項許可。而在亞利桑那州,他們必須遵守市、縣、州和聯邦四級監管規定,需要獲得數千項批準。
“每一步都需要許可,而且許可獲批后,所需時間至少是中國臺灣的兩倍,” 臺積電董事長兼首席執行官魏哲家(C.C. Wei)2025年在臺大表示。
該公司需要獲得市縣當局的許可,以遵守州和聯邦的相關法規。在許多情況下,當地并不存在針對半導體行業的專項法規,因此臺積電不得不組建專家團隊,自行制定相關條款并爭取批準。“我們最終制定了 18000 項規則,為此花費了 3500 萬美元。” 魏哲家說。
在本土習慣了高效建設流程的臺積電,在鳳凰城面臨著層層疊疊的監管規定。這樣的抱怨源于美國曾經的一項非凡成就。幾十年來,美國通過監管減少了空氣和水污染,同時提高了工作場所的安全性。但圍繞這些規則形成的官僚體系,往往缺乏連貫性。“阻礙美國制造業發展的一些主要問題,與實質性的環境標準幾乎沒有關系,” 美國創新基金會(一家與硅谷相關聯的研究機構)基礎設施政策主任托馬斯?霍克曼(Thomas Hochman)表示。
他提到了《國家環境政策法》,該法案要求聯邦機構考慮和評估項目的影響,但并未強制要求采取具體行動。“它并沒有規定‘你不能排放X污染物’,” 霍克曼說,“也沒有規定‘你不能排放Y污染物’,它只是要求‘你需要提交相關文件’。”
環保人士對這一說法提出了質疑,他們認為文件要求在迫使機構記錄開發項目對自然環境的影響方面發揮著至關重要的作用。該法律還要求當局考慮危害性較小的替代方案。
一些人認為,鳳凰城面臨的挑戰更多地反映了東亞地區對半導體行業的特殊扶持,而非美國自身的不足。塔夫茨大學經濟歷史學家、暢銷書《芯片戰爭》(Chip War)的作者克里斯?米勒(Chris Miller)表示,在中國臺灣,經濟增長以芯片制造為主導,因此政府 “專注于簡化一切流程”。“我們沒有理由為了適應芯片行業而改變所有事情。”
通往鳳凰城之路
臺積電進駐鳳凰城,反映了其對地緣政治風險的重新評估。該公司并非是在全球范圍內考察評估后認為鳳凰城是最適合生產芯片的地方,而是應客戶的要求做出的決定。積電不設計芯片,而是為蘋果、英偉達等企業代工生產。其中,英偉達是人工智能爆發式增長的核心企業。近年來,臺積電的客戶越來越擔心其對中國臺灣工廠的依賴 ,臺積電最大的客戶之一敦促該公司在美國建立一座先進制造廠。
“他們在疫情前就向我們提出了這個要求,” 卡斯塔涅斯女士說,“我們只是按照客戶的要求去做。”
拜登政府致力于減少美國對海外工廠的依賴,通過《芯片與科學法案》(CHIPS and Science Act)撥款超過 520 億美元作為補貼,以吸引計算機芯片制造商赴美建廠。其中,臺積電獲得了 66 億美元的資金支持。亞利桑那州商務廳(一家經濟發展機構)積極爭取臺積電的入駐,強調該州作為半導體生產中心的歷史傳承。摩托羅拉早在 20 世紀 50 年代中期就開始在該地區生產計算機芯片,英特爾則于 1980 年在錢德勒市開設了一家晶圓廠。
亞利桑那州立大學也主動展示其行業專業知識和積極的擴張計劃。在過去 15 年里,該校工程專業學生人數從 6000 人增長到了 33000 人。“我們認為:有些東西無論如何都必須在本土制造,” 該校校長邁克爾?克勞(Michael Crow)表示,“除了戰爭時期,我們從未有過這樣的想法。”
但在鳳凰城,任何建設項目都必須考慮水資源問題。水資源短缺已促使州和地方當局限制開發活動。芯片工廠需要消耗大量水資源。臺積電前三座工廠預計每天共需1640 萬加侖(約 6.21 萬立方米)水,相當于20萬戶家庭的日用水量。臺積電表示,這些用水中,來自市政供水的比例將非常小。該公司正在建設一座廢水處理廠,最終將實現幾乎100%的水資源回收利用。
該地區擁有大片未開發土地,氣候條件也十分有利。夏季氣溫超過 110 華氏度(約 43.3 攝氏度),但天氣可預測性強,基本不會發生洪水、龍卷風等災害。
到 2024 年春季,臺積電已承諾在鳳凰城建設三座工廠,投資額達 650 億美元。隨后,特朗普總統重新上任,促使該公司將計劃投資額增加了一倍多。他將臺積電定位為其提升美國制造業水平的競選核心。
人才短缺難題

圖:臺積電鳳凰城工廠的擴建工程現場
制造高性能芯片堪稱一項工業奇跡。通過類似制作攝影底片的工藝,數十億個微型晶體管被壓縮到硅片上。所用設備發射的光束極其纖細,人類頭發的直徑將至少是其5000 倍。
但安裝這些設備并確保其正常運行,需要具備專業培訓和經驗的人員。兩年前,臺積電承認,很難在當地找到掌握相關技能的人才,因此從中國臺灣引進了500多名經驗豐富的工人。當地工會指責臺積電違反了聯邦補貼的精神和相關規定,并敦促移民當局拒絕為這些中國臺灣工人發放簽證。臺積電通過承諾優先雇傭美國工人解決了這一沖突,但勞資糾紛仍在繼續。
28 名臺積電亞利桑那州和加利福尼亞州工廠的前員工及現任員工提起訴訟,指控該公司依賴中國臺灣高管 —— 這些高管用中文處理業務,排擠美國工人,并貶低本地雇員。
訴訟還描述了晶圓廠內存在的危險工作環境,稱臺積電習慣性地從中國臺灣引進工人,而不愿投資培訓本地人。“他們認為美國工人懶惰、無能且愚蠢,”34 歲的原告大衛?阿米里(David Amiri)說。他曾在臺積電擔任消防工程師兩年。“對他們來說,自己動手做事比教別人更容易。”
臺積電拒絕就訴訟發表評論,但在一份聲明中表示,該公司 “致力于為員工提供安全、友好和包容的工作環境”。當地公司總裁卡斯塔涅斯女士承認,在追求項目進度和花時間培養本地勞動力之間存在矛盾。“我們正在努力尋找這種平衡,” 她說。
該公司表示,晶圓廠3000名員工中,大部分是在美國招聘的。為臺積電工作的當地顧問、律師和房地產經紀人表示,臺積電的管理人員面臨著中國臺灣總部設定的截止日期壓力。雇傭不精通中文、不熟悉公司運作方式的人,容易引發溝通失誤。
當地建筑公司也不熟悉中國臺灣開發的專業技術,包括管道鋪設和連接工藝。
“美國承包商經歷了一個巨大的學習過程,” 拜登政府時期芯片計劃辦公室經濟安全主任哈桑?汗(Hassan Khan)說,“臺積電在臺灣擁有一個精細調整的生態系統,有完善的流程。但當他們來到這里,這個生態系統并不存在。”
在中國臺灣,臺積電的管理模式被許多人描述為 “家長式”—— 為員工提供工作保障和培訓,以換取他們無私的奉獻。員工需要在工廠有需求時放下家庭活動。而美國工人則有著更明確的權利意識。
“這是兩個完全不同的世界,” 為入駐的臺積電供應商提供服務的W咨詢公司總裁明迪?吳(Mindy Wu)說。美國工人希望按時下班,或者獲得加班費。“而對于臺灣企業來說,” 她說,“老板希望你留下來完成工作。”
動植物與滅火器引發的難題

臺積電施工現場附近的野生動物警示標識
臺積電及其供應商對美國西南部的開發挑戰感到意外。“他們來得太快了,根本不了解這里的游戲規則,” 與臺積電供應商合作的鳳凰城建筑公司 Archicon 的創始人兼管理合伙人杰里?W?普朗克(Jere W. Planck)說,“他們不知道自己有哪些地方不懂。”
亞利桑那州當局要求該公司對選址進行調查,確保沒有沙漠陸龜棲息。鳳凰城要求臺積電識別并重新種植受保護的沙漠植物物種。去年,美國環境保護署通知包括鳳凰城在內的馬里科帕縣,計劃將當地的臭氧污染威脅等級重新歸類為 “嚴重”。這將使臺積電更難獲得《清潔空氣法》相關批準。不過,在特朗普總統的推動下,該機構放寬了相關標準。
2022 年 6 月,阿米里加入臺積電時,原本以為公司會重視他在適用安全規范方面的知識 —— 他曾擔任鳳凰城消防檢查員三年多。他告訴上司,公司需要擴建自動噴水滅火系統。一些建筑的屋頂延伸到外墻之外,必須在上方安裝噴水器。他說,這是一個關乎安全的實質性問題。但阿米里表示,他對接的中國臺灣經理卻無視了他的擔憂。
“他們想在美國完全照搬中國臺灣的做法,” 他說,“他們的設計一點都沒變。”
阿米里說,臺積電保險公司的一名檢查員后來發現了這個缺陷,并要求整改,整改成本高達 “六位數”。
2024 年 6 月,他因失望而辭職。
為臺積電晶圓廠提供高純度空氣的林德公司(Linde),在工廠旁邊建造了一座設施,包括一條耗資4500萬美元的管道。普朗克說,僅這條管道,林德就需要獲得 150 項許可。甚至堆放場地平整后多余的泥土,也需要獲得許可。每項許可都需要進行多達 15 次檢查。該公司還需要獲得美國聯邦航空管理局的批準,才能建造一座塔樓。
鳳凰城還要求林德從附近的一個射擊場獲得書面承諾,保證不會朝其工廠方向開槍。
芯片需求與社區擔憂的沖突
芯片封裝企業安靠科技(Amkor)不僅僅是另一家供應商,更是整個產業鏈拼圖中缺失的關鍵一環。先進封裝技術將新生產的芯片組裝起來,用于消費電子產品等設備。
“它們是核心支柱企業之一,” 亞利桑那州商務廳副總裁邁克爾?羅薩斯(Michael Rosas)說。2023 年底,安靠科技宣布計劃在皮奧里亞市(鳳凰城以西的一座城市)投資 20 億美元建設一座工廠。
“我們需要靠近制造商,” 安靠科技首席運營官凱文?恩格爾(Kevin Engel)在采訪中表示。該項目通過《芯片法案》獲得了 4 億美元的聯邦撥款。雖然這筆資金需達到相關里程碑才能發放,但公司表示有信心獲得。
2024 年 2 月,皮奧里亞市議會與安靠科技達成了開發協議。這座工廠原本計劃建在一片 320 英畝(約 1.29 平方公里)的土地上,該區域原本規劃用于建設住宅、餐廳和辦公場所。
居民們表示強烈反對。一座工廠怎么能與周邊環境兼容?市政府官員做出了保證,稱最高建筑不會超過 54 英尺(約 16.5 米)。然而,到了 2025 年 1 月,規劃中的工廠高度翻了一番,占地面積也擴大到最初的四倍多。
恩格爾說,安靠科技面臨著增加產能的壓力,以滿足臺積電對人工智能芯片不斷增長的需求。其投資額已增至 70 億美元。
維斯塔尼亞社區(Vistancia)的居民擠滿了皮奧里亞市議會會議,要求停止工廠建設,并威脅采取法律行動。市政府在公開場合堅持原有決定。
皮奧里亞市市長杰森?貝克(Jason Beck)已將安靠科技工廠列為主要經濟發展目標。在幕后,他促成了一項協議:市政府通過州土地拍賣購買了一塊更大、更偏遠的地塊。該公司最近已在新址破土動工。
“有時候,事情會變得很棘手,” 貝克說。
“這僅僅是個開始”

圖 光環維斯塔(Halo Vista)是一個大型商業房地產項目,計劃建在臺積電工廠旁邊。
在東邊幾英里外的臺積電廠區,玻璃幕墻的辦公室在陽光下閃閃發光,高大的起重機在淺色的土地上運送物資。運土車在地面作業,揚起陣陣塵土。
穿過一條新鋪設的街道,曼哈頓時代華納中心的開發商麥晉桁房地產集團(Mack Real Estate Group)正在開發一個占地 2300 英畝(約 9.31 平方公里)的完整社區 —— 光環維斯塔(Halo Vista)。該項目第一階段預計于明年初破土動工,將以酒店、大型零售商、汽車經銷商、餐廳和健身房為核心。
未來20年,后續開發階段將包括工業區、辦公區和9000套住房。該項目的前提是,臺積電的供應商將繼續跟隨該公司進駐鳳凰城。
最近一個下午,在臺積電廠區內,中庭中央搭建了一個舞臺,舉行慶祝儀式 —— 為其最重要的客戶之一、硅谷巨頭英偉達(Nvidia)生產先進人工智能芯片。

圖 英偉達首席執行官黃仁勛(Jensen Huang)在鳳凰城工廠發表講話后,為臺積電員工簽名。
英偉達創始人黃仁勛(Jensen Huang)走進大樓,整個設施內頓時響起熱烈的歡呼聲。員工們驚嘆不已,許多人擠在陽臺上,想一睹這位推動他們所生產產品需求的企業家的風采,紛紛舉起手機拍照。
“對美國來說,這是一個非常重要的日子,” 黃仁勛在講臺上說,“這僅僅是個開始。”
他抬頭望向聚集在陽臺上的員工,提到許多人都是遠道而來。
“如果沒有這么多中國臺灣家庭遠赴美國,” 他說,“這一切都不可能實現。”




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