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探秘Tower Semiconductor的美國晶圓廠

2022-01-26 10:24 半導體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞:晶圓廠芯片半導體

導讀:Tower 在全球擁有 8 家晶圓廠,他們于 2016 年以 4000 萬美元的股票交易從總部位于加利福尼亞的 Maxim Integrated 手中收購了圣安東尼奧工廠。

  由于制造商在全球短缺的情況下要求購買計算機芯片,總部位于以色列的 Tower Semiconductor 位于圣安東尼奧遠西區(qū)的龐大工廠正在加班。

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

  Tower 在全球擁有 8 家晶圓廠,他們于 2016 年以 4000 萬美元的股票交易從總部位于加利福尼亞的 Maxim Integrated 手中收購了圣安東尼奧工廠。

  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 25%。Tower 的高管表示,鑒于需求的增長,他們正在決定是繼續(xù)擴大雇傭 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?shù)貑T工每周輪班 12 小時,在工廠工作三四天或一夜。Tower 的許多入門級操作員、技術(shù)人員和工程師都擁有德克薩斯州社區(qū)學院和大學的學位。其中一些更是來自麻省理工學院、加州大學伯克利分校和劍橋大學。

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  制造計算機芯片是一個漫長而費力的過程。工人們在硅盤上涂上化學物質(zhì),蝕刻它們,注入離子以改變硅中的導電性或電流,并拋光、加熱和測試被稱為晶圓的產(chǎn)品。制作 25 個晶圓需要兩到三個月的時間。

  在最近的一個周五下午,在圣安東尼奧工廠,Rohn Rao 身穿白色防護服,走進了一個無塵、氣候可控的“潔凈室”,借助佳能 FPA 3000 i4 步進機,使用一種稱為“光刻膠”的感光材料”將圖案或“藍圖”分層“印”到黑色硅片上。

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

  59 歲的 Rao 說,他從印度搬到德克薩斯州,在圣安東尼奧學院獲得心理學副學士學位。1995 年,一位朋友鼓勵他應(yīng)聘該工廠的工作,他就應(yīng)聘了。他最初是一名操作員,多年來晉升為培訓師、首席運營經(jīng)理,現(xiàn)在是 80,000 平方英尺的 1 號樓的部門經(jīng)理。

  每個工作日,Rao 都會穿上一雙無塵靴子和褲子,穿上一件滌綸制成的夾克和頭套。然后他走進一個“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。

  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。地板上滿是坑坑洼洼,一個高效的空氣過濾系統(tǒng)在后臺嗡嗡作響,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。

  該公司的人力資源總監(jiān)David Moss也在場。43 歲的莫斯 (Moss) 是愛荷華州汽車修理工的兒子,看著機器,他說他對“制造半導體的魔力”非常著迷。

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  Tower 是一家上市公司,在以色列經(jīng)營著兩家工廠,在日本經(jīng)營著三家,最近宣布將通過合資企業(yè)在意大利開設(shè)另一家工廠。它擁有約 5,500 名員工,并在中國大陸、韓國和中國臺灣設(shè)有銷售辦事處。

  在美國,該制造商除了在圣安東尼奧開展業(yè)務(wù)外,還在加利福尼亞州紐波特海灘經(jīng)營一家工廠。在當?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)半導體工廠。該制造貢茶給你現(xiàn)在是國家安全局秘密的德克薩斯密碼中心的所在地。

  Tower 的工廠幾乎全速運轉(zhuǎn)。

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

  當汽車制造商重新上線時,他們面臨著計算機芯片的短缺。時機很糟糕,許多買家希望將刺激支票花在車輛上。

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

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

  該公司目前專注于制造芯片以提高 5G 手機和電動汽車電池管理系統(tǒng)的無線電頻率。

  Tower 高級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,但對于我們的客戶來說,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,以便能夠隨著時間的推移緩解整個行業(yè)的供應(yīng)短缺?!?/p>

  資料顯示,Tower公司成立于 1993 年,隨后他們收購了美國國家半導體在以色列的工廠。2008 年,該公司收購了 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)以擴大日本晶圓廠的產(chǎn)能后采用了 TowerJazz 的名稱。

  2020 年,在收購 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,請拿出您的智能手機。它使用天線向基站發(fā)送無線信號。為了發(fā)送這些信號,手機需要將高頻電流驅(qū)動到天線中。

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  擁有卡內(nèi)基梅隆大學電氣工程博士學位的 Racanelli 說:“它正在驅(qū)動那些將 (Tower 的) 芯片與以小功率進行計算的縮小芯片區(qū)分開來的宏觀信號?!?“這些芯片必須能夠處理微小的信號,同時為處理器供電和保護,這些處理器相對于電池的現(xiàn)實世界來說是脆弱的。”

  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)相機以及醫(yī)療和牙科 X 光機。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和移動通信行業(yè)。

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

  Racanelli 表示,Tower 正在尋求在美國和國際上擴張,以滿足當前的芯片需求——并預(yù)計電動汽車產(chǎn)量將大幅增加,手機技術(shù)也會取得進步。將手機從 4G 升級到 5G 需要多出 40% 的模擬芯片。

  隨著手機成為虛擬現(xiàn)實應(yīng)用的另一個出口,他們將需要更多的半導體。

  “這是一個拐點,”拉卡內(nèi)利說。

  Tower 正在權(quán)衡美國的擴張計劃,因為國會希望促進建設(shè)更多的國內(nèi)晶圓廠——以滿足未來的需求并減少該國對其他國家半導體的依賴。

  據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,美國工廠僅生產(chǎn)12%的芯片,遠遠低于 1990 年代的 37%。

  白宮支持兩黨制定有益的激勵措施,為美國生產(chǎn)半導體或芯片法案。該立法將向芯片制造商提供 520 億美元的補貼,以在美國建廠。參議院于 6 月通過了這項立法,作為國防預(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 和美國眾議員邁克爾麥考爾 (R-Austin)會面。豐田汽車制造公司德州總裁 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的一些幫助公司在美國擴張。”他還表示,圣安東尼奧工廠“將是我們最容易擴張的地方”。

  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張,但這在很大程度上取決于立法的通過。“我們積極參與 CHIPS 法案,如果有任何相關(guān)內(nèi)容,我們可能會考慮擴大我們在圣安東尼奧的存在和制造能力,”她寫道?!澳壳埃€沒有具體的計劃。”

  德州人并不是唯一向制造商“求愛”的人。

  上個月,參議院多數(shù)黨領(lǐng)袖查克舒默說他給埃爾萬格打了一個“私人電話”。這位紐約民主黨人在新聞稿中表示,他“向 Tower 明確表示,我強烈支持將他們的新半導體芯片工廠設(shè)在紐約?!?/p>

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