晶片製造商英特爾(Intel)、美光(Micron)、三星(Samsung)和台積電(TSMC)已宣佈計畫在美國建晶圓代工廠，這主要歸功於旨在重建美國半導體製造業實力的《晶片法案》(CHIPS Act)。但供應鏈專家向《EE Times》表示，這項工作應該遠遠超出確保IC在美國供應的範圍。
安富利(Avnet)全球銷售支援和供應商開發副總裁Peggy Carrieres表示：「如果從整體的角度來看，該法案承認了這項技術對產業命脈的重要性。它還旨在為半導體產業的未來做好準備，並為其可持續發展奠定基礎。」
問題在於，美國在晶片生產的關鍵材料和服務上依賴其他國家。比如，中國控制著高科技產品中使用的大部分稀土元素(REE)，中國和日本生產了大量的矽和矽晶圓，大部分晶片製造設備使用的氖氣來自烏克蘭，IC測試和封裝服務高度集中在東南亞。
Anaplan供應鏈資深總監Tom McDonough說：「我擔心的是，目前的模式缺乏替代方案。如果我們在關鍵材料上依賴單一來源，或者這些材料高度集中在一個地區，無論是自然災害還是政治動盪，任何中斷都將對這些商品的供應和價格產生巨大影響。」
這些限制在Covid-19疫情和俄烏衝突期間暴露無遺，然後從2021年初開始的晶片短缺導致整個產業的生產線癱瘓。晶片產能是主要問題，同時供應鏈中斷、熟練勞動力缺乏和不可靠的物流也困擾著產業。
Carrieres指出，科技公司在創新，但創新分散在多個產業。《晶片法案》為解決一個共同問題提供了一種途徑：建立國家半導體生態系統。
科學與人力資本
在眾多措施中，《晶片法案》為基礎能源科學提供資金，包括材料科學與工程、化學科學、物理生物科學、地球科學，以及其他學科。它還呼籲建立全國性的微電子培訓網路，用於跨學術機構(包括為少數民族服務的機構和社區大學)的半導體勞動力發展，並制定全國性的半導體研究議程。
整體解決方案投資了晶片產業所需的許多技能。Carrieres說：「從技術上理解這個產業是如何運作的還需要一段時間。你們有研發和生產、採購和物流，以及供應鏈方面的專家。」
安富利正在與亞利桑那科技學院(Arizona SciTech Institute)合作資助一個項目，該項目指定學生擔任科學長(CSO)。Carrieres說：「我們必須回到小學階段，投資諸如CSO之類的專案，這樣做目的是刺激產業向前發展。」
中佛羅里達大學(UCF)建模、模擬與訓練學院的主任兼教授Grace Bochenek表示，該校正在創建一個數位孿生模型，是由中部佛羅里達(Central Florida)聯盟建造的真實世界的半導體製造廠和製程的虛擬複製品。她補充，UCF還同時在建設/培訓勞動力，以提高美國的半導體設計/生產能力。
Carrieres補充，該產業在供應鏈人力資本方面的投資歷來很少。IPC、ECIA等電子產業協會已經制定了吸引小學和大學學生的教育計畫。
規劃新的晶圓廠
為了防止全球晶片短缺現象再次發生，晶片製造商計畫在全球新建近30個晶圓廠。Carrieres認為：「企業仍在根據資產負債表做決策，資金分配正走向資本支出。但一個可持續的供應鏈也至關重要。」
IPC表示，在不提高相關測試和封裝能力的情況下，增加美國晶片產量只會拉長半導體供應鏈。美國製造的晶片仍需運輸到台灣、日本或韓國進行最終組裝。
專家們對半導體供應鏈能否在任何一個國家複製表示懷疑。「即使晶片是在美國組裝，也有來自世界各地的供應，」IDC製造洞察和全球供應鏈戰略實踐部門負責人Simon Ellis表示，「供應鏈已經糾纏了50年，我們很難看到被解構。」
Carrieres表示，《晶片法案》協助北美公司著眼更長遠的前景，如替代材料和晶片堆疊。「我們希望看到更多國家層面的創新。」
IPC特別指出了美國在IC基板和封裝能力方面的不足。IPC總裁暨執行長John Mitchell在事先準備好的談話中表示：「晶片設計師們越來越依賴於更小型的矽晶片封裝技術的進步，透過更小的晶片尺寸而實現更大功能和效率。如今，晶片封裝是王道，這項立法有助於美國在這項關鍵技術中獲得領先地位。」
更緊迫的是，美國需要投資IC基板的開發和生產，例如PCB。Mitchell補充：「在這些基板方面，美國只具備剛剛起步的能力。」
透過「客戶的眼睛」看世界
作為一家電子元件通路商，安富利是製造晶片的公司和消費晶片企業之間的橋樑。「這對我們來說很重要，因為我們是透過「客戶的眼睛」來看世界的，」Carrieres說，「最終，我們會努力解決客戶的問題。」
雖然通路商可能向市場銷售數百個品牌的產品，但是OEM的生產線會因缺少關鍵元件而停滯不前。《晶片法案》開放了資金，但利益相關者仍需要合作，以確保健康、平衡的供應鏈，確保「全員」能交付最終產品。
Carrieres說：「也許需要《晶片法案》來推動整體變革。不同的事情將推動變革，這是一個圍繞共同問題進行不同思考的機會。」
《晶片法案》的資金去向包括：
向美國國家科學基金會(NSF)撥款130億美元，用於資助涉及科學、技術、工程和數學的教育工作。
撥款200億美元給NSF新設立的負責技術、創新和夥伴關係的理事會。該理事會將加快人工智慧、量子運算、先進製造、6G通訊、能源和材料科學等國家和經濟安全關鍵技術的發展。
美國晶片勞動力和教育基金將在未來五年獲得2億美元的資助。
(參考原文：Supply Chain Experts Weigh In on CHIPS Act，by Barbara Jorgensen)
本文原刊登於國際電子商情網站
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