美国军用半导体供给体系正处于“危机”中？

2月20日音讯，据EETimes Japan近日报道，半导体业内人士和政府察看人士称，由于对美国对本土半导体产能的投资缺乏，美国国防部（DoD）需求很长时间才干解脱关于亚洲的半导体供给链的依赖。

过去两年爆发的全球半导体供给短缺，曾影响俄乌抵触中运用的武器的消费才干，其中就包含美国国防和航空航天主要供给商洛克希德马丁公司和雷神技术公司。

报道称，美国国防部还应思索竞争以确保晶圆代工消费才干以及军方对过时的半导体供给体系的过度依赖。这惹起了美国政府的担忧，即近十年来美国在处置触及中国台湾关系方面不时面临应战。具有讽刺意味的是，中国台湾是全球半导体制造中心，也是全球最大的晶圆代工厂台积电的所在地，而台积电则是一家向美国国防部供给所需的半导体的晶圆代工厂。

多年来，中国台湾不时处于美国和中国大陆之间日益慌张关系的中心。不久前，美国还经过了《2023年国防受权法案》，决议在未来五年内向中国台湾提供高达2023亿美圆的保险援助。此举引发了中国大陆的激烈不满和抗议，并将触及军售的洛克希德马丁公司和雷神技术公司列入新的“不牢靠实体清单”。

树立充足的美国本土供给链“仍需10年”

台积电亚利桑那工厂估量不会供给给国防部

创建了iDeal Semiconductor和Agere Systems（并入LSI公司）等半导体制造商的 电子工程师迈克·伯恩斯（Mike Burns）说：“美国国防部还需求十年时间才干树立牢靠的国内供给链。” “问题的关键是英特尔能以多快的速度赶上台积电，目前台积电消费前Altera（被英特尔收购）和赛灵思（被AMD收购）的FPGA，以及美国国防部在各种武器系统中运用的各种半导体，如F-10分离攻击战役机，导弹，以及指挥和管理系统。

在接受美国EE Times采访时，伯恩斯说：“这将需求很长时间。

事实上，在2022年12月，台积电将其位于亚利桑那州凤凰城的制造工厂的总投资扩展到400亿美圆，是其初始投资的近三倍，最快将在2024年量产。苹果和AMD未来都将从台积电的亚利桑那州工厂采购半导体芯片，但该工厂聚焦4nm及3nm制程，不太可能成为美国国防部的供给商。

“我不以为台积电会向国防部提供芯片，”伯恩斯说，“假如你看看台积电对美国工程师的态度，你会发现他们不是很称心。台积电坚持将其最尖端制造技术保存在台湾。目前其90%以上的半导体芯片在台湾岛内消费。”

2022年，该公司抢先于美国开端在中国台湾量产3nm节点。台积电在美国延聘工程师在其亚利桑那州工厂工作，但与其中一些存在文化抵触。

“鉴于这一应战以及台积电专注于为苹果和AMD等大客户提供效劳，英特尔的小型代工效劳可能十分合适国防部供给商，”伯恩斯说。

目前英特尔代工效劳 （IFS） 能够消费比台积电工艺落后 1~2 代的专用集成电路 （ASIC）。目前正在逐步减少与台积电的差距。

英特尔几年前收购了FPGA供给商Altera。Altera的FPGA芯片在台积电位于台湾的晶圆代工厂制造。由于FPGA芯片能够中止编程顺应新的需求，而ASIC则不具有这样的灵活性。目前美国国防部在依赖台积电消费的FPGA的同时，它也需求像台积电和三星电子这样有实力的代工厂，为其武器系统消费定制的ASIC。

但是在代工产能的竞争中，像美国国防部这样的小买家的需求量远低于苹果和AMD等商业客户。“即便是总部位于美国的Global Foundries（格芯）也不会十分优先思索国防部的订单，”伯恩斯说。

伯恩斯解释称：“GlobalFoundries有很多商业客户寻求大范围消费，当谈到军用晶圆的增长时，我们不知道这将持续多久。军用晶圆通常是昂贵的，小批量消费和不可预测的数量。

美国智库哈德逊研讨所（Hudson Institute）高级研讨员布莱恩·克拉克（Bryan Clark）表示，美国军方依赖于目前尚未普遍运用的传统架构，即较旧的半导体架构，别无选择，只能小批量消费。

“假如国防部运用更多具有商业架构的尖端半导体，并在封装和软件中对其中止调整，美国军方将能够应用商业消费的范围来减少其对半导体供给中缀的脆弱性。”克拉克说道。

美国最近实施的半导体出口管制措施的中国大陆也面临着自己的供给链问题。美国将中国大陆视为“战略竞争对手”，以为其在5G（第五代移动通讯）和人工智能（AI）等技术范畴构成要挟。

克拉克说：“大陆军方曾经运用了相当大比例的新的架构和制程的半导体，但这些半导体的制造则依赖于西方技术。

“因而，固然大陆军用芯片能够在疫情影响下的供给中缀中坚持韧性，但它还没有准备好应对出于国度保险缘由呈现的供给限制。

无法满足美国国防部的前沿需求

伯恩斯说：“美国国防部需求确保它有一些制造才干，为俄乌抵触进一步持续所构成的需求激增做好准备。三年前，他向美国国会倡议，美国政府应该补贴与台积电等尖端代工厂的合资企业，以确保国防部的专用半导体消费配额。“美国的小型代工厂，如SkyWater Technology，无法满足国防部的尖端半导体需求，”他弥补说。

“国防部运用SkyWater的90nm和130nm工艺，”伯恩斯说，“这需求先进的计算，但尚未取得。没有“可信晶圆厂”在5nm工艺上工作。因而，FPGA通常是在美国置办和配置的优先选择，在那里信息能够失密。但是，关于任何FPGA，都需求在性能上中止权衡，由于专用ASIC速度更快。

雷神公司等武器系统供给商表示，缺乏半导体供给，限制了他们扩展消费的才干。

雷神公司首席执行官格雷格·海斯于 2022 年 12 月 7 日接受了 CNBC 的采访时表示：“没有神奇的措施能够加快供给链中的消费，我们正在尽一切努力缩短交货时间。但是有成千上万的组件，当然，半导体是武器系统的重要组成部分。我们正在与美国国防部协作，为一些供给商寻觅其他替代制造商。”

洛克希德马丁公司在 2022 年 10 月中旬举行的财报发布会上表示，“2022 年的销售额将与 2021 年简直相同。固然遭到 COVID-19 大盛行和供给链应战的持续影响，但该公司估量将在 2024 年恢复增长轨迹。”

雷神公司和洛克希德马丁公司在美国国防部的值得信任的供给商名单上，但他们在美国运营的半导体工厂正在老化。

俄乌抵触引发对美国武器耗费的担忧

雷神公司和洛克希德马丁公司消费了标枪和毒刺等武器，向乌克兰提供了大量援助。但据美国智库战略与国际研讨中心（CSIS）称，人们担忧美国的部分武器将被耗尽。

CSIS在2022年9月的一份讲演中表示，“美国的一些武器已抵达战争计划和锻炼所需的最低水平。”

依据CSIS的讲演，美国国防部正在寻求国会批准提供资金以增加消费才干，包含高机动性火炮火箭系统（HIMARS）和制导多管火箭系统（GMLRS）。该讲演还指出，“该行业普遍以为国防部需求从事多年的收购活动，以证明其投资以飙升产能的合理性。”

CSIS对在紧急状况下改换国防工业基地的才干的研讨发现，大多数产品估量需求很多年才干完成这一过程。

依据CSIS的说法，HIMARS和GMLRS是十分有用的制导火箭，但它们的数量有限。

依据CSIS的讲演，“到目前为止，美国所具有的55000枚火箭中，有25000~33000枚是库存。假如美国向乌克兰提供其总库存的三分之一，就像它对标枪和毒刺所做的那样，乌克兰将收到8000～10000枚火箭， 估量库存将可持续耗费数月。”但是，库存用完的时分可能没有替代品。由于其年产量总共约为5000枚。美国最近似乎为了增加其数量而分配了资金，但要完成还需求几年。”

马克·蒙哥马利（Mark Montgomery）和布拉德利·鲍曼（Bradley Bowman）在《国防新闻》（Defense News）的报道中指出，“固然中国台湾在2015年取得采购批准，能够采购200枚标枪导弹和发射器以及250枚毒刺导弹，但目前依旧无法取得。” 蒙哥马利是美国海军退役少将，目前是美国扞卫民主基金会（FDD）的高级研讨员。鲍曼还是美国捍卫民主阵线军事和政治权益中心的高级主任。

他们说：“鉴于需求供给乌克兰并弥补美国分离库存，从理想的角度来看，我们不太可能在2026~2027年之前提供。”

CSIS还指出，“美国军方首先无法应对旷日耐久的抵触这一事实可能会引发一些关于国度保险系统预算优先事项的争辩。”

往常美国国防部希望经过英特尔的“超越摩尔”计划（Chiplet）来提供军用半导体，这种半新的架构能够经过完成各种小芯片的异构集成来提供附加值，而模仿功用不一定需求基于摩尔定律的进一步小型化。

技术情报效劳公司TechInsights的剖析师丹·哈奇森（Dan Hutcheson）表示，“在美国，智能武器的库存大幅降落，其中大多数依赖的都是传统的半导体架构的处置计划。

“英特尔将需求完成其在以色列收购Tower Semiconductor的计划，以提供完好的‘超越摩尔’处置计划，但随着时间的推移，这种可能性似乎越来越远。”

据了解，以色列Tower Semiconductor工厂依据《国际武器贸易条例》（ITAR）被认证为“可信晶圆厂”。

目前英特尔的晶圆代工部门（IFS）正在努力促使美国国防部成为其关键客户。据英特尔发言人 Jason Gorss 称，IFS 总裁 Randhir Thakur 于 2022 年 11 月 22 日卸任，但将在 2023 年第一季度继续在 IFS 工作，以确保顺利过渡到下一任指导人。

半导体企业家伯恩斯说：“像英特尔这样的集成设备制造商很难变成代工厂，而三星能够做到这一点。台积电是一家从头开端为第三方芯片设计公司效劳的公司。台积电为其客户提供了显著的额外益处，因而从那里转换的成原形当高。

如何处置美国的漏洞？

美国众议院情报特别委员会前主席迈克·罗杰斯（Mike Rogers）在接受美国EE Times采访时表示，“国防部需求几年时间才干树立一个独立于中国大陆和其他亚洲国度及地域的保险半导体供给链。”

“美国具有制造高端半导体的共同才干，但它现有的产能达不到请求的水平。因而，它由来自世界各地的采购来弥补。中国的半导体产能在全球所占的比例最大。假如有军用芯片供给呈现问题，这将使得美国变得脆弱。”罗杰斯说。

“美国《芯片与科学法案》旨在处置其中一些漏洞，”罗杰斯说。

“这当然是一个有缺陷的法案，但它依旧是朝着正确方向迈出的一步，招认美国必须具有自己的消费才干。假如呈现任何实践需求美国制造的半导体的状况，有必要肯定日本均衡的制造才干。要缓和慌张局势，不至于被迫减产、停产、延时消费。为此，经过与我们的盟友和美国自身的力气的密切协作，正在破费大量资金来进步半导体芯片消费才干，“罗杰斯说。

伯恩斯以为，美国政府应该将《芯片与科学法案》527亿美圆补贴的一部分分配给美国军用半导体工厂，由于英特尔、美光科技、德州仪器和台积电等大型芯片制造商可能会取得大量资金。

编辑：芯智讯-林子 来源：EETimes Japan