探秘Tower Semiconductor的美国晶圆厂

半导体行业观察 · 半导体行业观察·2022-01-22 09:40

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来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank) 编译自expressnews ,谢谢。


由于制造商在全球短缺的情况下要求购买计算机芯片,总部位于以色列的 Tower Semiconductor 位于圣安东尼奥远西区的庞大工厂正在加班。

它被称为制造设施或“工厂”,每年生产约 5 亿个微电子电路,用于制造汽车、笔记本电脑、手机和数字设备。它为航空航天、汽车、移动通信和医疗保健行业的客户生产芯片。

Tower 在全球拥有 8 家晶圆厂,他们于 2016 年以 4000 万美元的股票交易从总部位于加利福尼亚的 Maxim Integrated 手中收购了圣安东尼奥工厂。

制造商正在全球搜寻芯片,而 Tower 是受益者之一。11 月,该公司报告第三季度所有业务收入为 3.867 亿美元,比去年同期的 3.1 亿美元增长 25%。Tower 的高管表示,鉴于需求的增长,他们正在决定是继续扩大雇佣 660 名工人的圣安东尼奥工厂,还是在其他地方建造新工厂。

据介绍,Tower的圣东尼奥工厂有大约 440 名当地员工每周轮班 12 小时,在工厂工作三四天或一夜。Tower 的许多入门级操作员、技术人员和工程师都拥有德克萨斯州社区学院和大学的学位。其中一些更是来自麻省理工学院、加州大学伯克利分校和剑桥大学。


制造计算机芯片是一个漫长而费力的过程。工人们在硅盘上涂上化学物质,蚀刻它们,注入离子以改变硅中的导电性或电流,并抛光、加热和测试被称为晶圆的产品。制作 25 个晶圆需要两到三个月的时间。

在最近的一个周五下午,在圣安东尼奥工厂,Rohn Rao 身穿白色防护服,走进了一个无尘、气候可控的“洁净室”,借助佳能 FPA 3000 i4 步进机,使用一种称为“光刻胶”的感光材料”将图案或“蓝图”分层“印”到黑色硅片上。

附近的一台Lam Research机器也正在一批硅片上喷洒化学物质——根据客户的规格,每批晶片携带 200 到 10,000 个芯片——以去除金属、氧化物和氮化物。

59 岁的 Rao 说,他从印度搬到德克萨斯州,在圣安东尼奥学院获得心理学副学士学位。1995 年,一位朋友鼓励他应聘该工厂的工作,他就应聘了。他最初是一名操作员,多年来晋升为培训师、首席运营经理,现在是 80,000 平方英尺的 1 号楼的部门经理。

每个工作日,Rao 都会穿上一双无尘靴子和裤子,穿上一件涤纶制成的夹克和头套。然后他走进一个“空气淋浴”房,可以吹走颗粒。

“我们不能让任何东西落在产品上,甚至连一根睫毛也不行,”Rao 说。

在温度保持在 68 度、湿度保持在 25% 的洁净室里,他站在技术人员中间,他们也戴着面具,穿着西装,在昏暗的黄灯下工作。地板上满是坑坑洼洼,一个高效的空气过滤系统在后台嗡嗡作响,每分钟回收六次氧气。

“在我的第一天,我想,'我到底要在这里做什么?' 但现在,我就在这种环境中,”Rao 说。

该公司的人力资源总监David Moss也在场。43 岁的莫斯 (Moss) 是爱荷华州汽车修理工的儿子,看着机器,他说他对“制造半导体的魔力”非常着迷。


Tower 是一家上市公司,在以色列经营着两家工厂,在日本经营着三家,最近宣布将通过合资企业在意大利开设另一家工厂。它拥有约 5,500 名员工,并在中国大陆、韩国和中国台湾设有销售办事处。

在美国,该制造商除了在圣安东尼奥开展业务外,还在加利福尼亚州纽波特海滩经营一家工厂。在当地,Tower 是镇上唯一的芯片制造商。

2003 年,日本索尼公司关闭了其西北侧半导体工厂。该制造贡茶给你现在是国家安全局秘密的德克萨斯密码中心的所在地。

Tower 的工厂几乎全速运转。

在大流行初期,主要汽车制造商预计销量会下降,因此关闭了工厂数周并取消了芯片订单。与此同时,随着在家工作的工人增加网上购物,消费品制造商吞噬了芯片供应。他们购买了很多笔记本电脑、视频游戏系统和其他电子产品。

当汽车制造商重新上线时,他们面临着计算机芯片的短缺。时机很糟糕,许多买家希望将刺激支票花在车辆上。

芯片短缺削弱了各种制造业,但对通用汽车和福特等汽车制造商的打击尤其严重。(总部位于奥斯汀的电动汽车制造商特斯拉是例外之一。首席执行官埃隆马斯克没有关闭商店,而是让工人抢购可用的芯片并重写软件。)

Tower 受益于汽车制造商和其他公司在全球范围内对芯片的追逐。11 月,Tower 首席执行官 Russell Ellwanger 估计第四季度收入将达到 4.1 亿美元,比一年前增长 19%。

该公司目前专注于制造芯片以提高 5G 手机和电动汽车电池管理系统的无线电频率。

Tower 高级副总裁兼加州模拟业务部总经理 Marco Racanelli 表示:“需求非常好,但对于我们的客户来说,短缺并不是那么好。” “我们正在大力发展和投资,以增加我们的制造足迹,以便能够随着时间的推移缓解整个行业的供应短缺。”

资料显示,Tower公司成立于 1993 年,随后他们收购了美国国家半导体在以色列的工厂。2008 年,该公司收购了 Jazz Semiconductor 在加利福尼亚的晶圆厂,并在与松下公司成立合资企业以扩大日本晶圆厂的产能后采用了 TowerJazz 的名称。

2020 年,在收购 San Antonio 近四年后,该公司更名为 Tower Semiconductor。去年,这家芯片制造商与总部位于瑞士的 STMicroelectronics 公司合作,最终在意大利的一家晶圆厂生产半导体。该设施正在建设中。

在圣安东尼奥,Tower 生产模拟芯片。

要了解它们的工作原理,请拿出您的智能手机。它使用天线向基站发送无线信号。为了发送这些信号,手机需要将高频电流驱动到天线中。

拥有卡内基梅隆大学电气工程博士学位的 Racanelli 说:“它正在驱动那些将 (Tower 的) 芯片与以小功率进行计算的缩小芯片区分开来的宏观信号。” “这些芯片必须能够处理微小的信号,同时为处理器供电和保护,这些处理器相对于电池的现实世界来说是脆弱的。”

在以色列和日本,该公司生产图像传感器芯片,主要用于工业相机以及医疗和牙科 X 光机。它还为电信公司制造高速组件。而圣安东尼奥工厂则植根于汽车和移动通信行业。

这里的很大一部分业务围绕着制造用于手机的射频芯片。该工厂还生产用于手机、笔记本电脑和汽车电池的芯片。

Racanelli 表示,Tower 正在寻求在美国和国际上扩张,以满足当前的芯片需求——并预计电动汽车产量将大幅增加,手机技术也会取得进步。将手机从 4G 升级到 5G 需要多出 40% 的模拟芯片。

随着手机成为虚拟现实应用的另一个出口,他们将需要更多的半导体。

“这是一个拐点,”拉卡内利说。

Tower 正在权衡美国的扩张计划,因为国会希望促进建设更多的国内晶圆厂——以满足未来的需求并减少该国对其他国家半导体的依赖。

据数据统计,美国工厂仅生产12%的芯片,远远低于 1990 年代的 37%。

白宫支持两党制定有益的激励措施,为美国生产半导体或芯片法案。该立法将向芯片制造商提供 520 亿美元的补贴,以在美国建厂。参议院于 6 月通过了这项立法,作为国防预算的一部分。但该法案在众议院陷入僵局。

9 月,Tower 的首席执行官 Ellwanger参观了圣安东尼奥工厂,并与该法案的起草者德克萨斯州共和党参议员 John Cornyn 和美国众议员迈克尔麦考尔 (R-Austin)会面。丰田汽车制造公司德州总裁 Kevin Voelkel 和波音供应链副总裁 William Ampofo 也加入了他们的行列。

Racanelli 表示,Tower 支持 CHIPS 法案,并且“一直非常直言不讳地表示我们打算利用美国的一些帮助公司在美国扩张。”他还表示,圣安东尼奥工厂“将是我们最容易扩张的地方”。

在后续的电子邮件中,Tower 女发言人 Orit Sharar 表示,该公司一直在关注圣安东尼奥可能的扩张,但这在很大程度上取决于立法的通过。“我们积极参与 CHIPS 法案,如果有任何相关内容,我们可能会考虑扩大我们在圣安东尼奥的存在和制造能力,”她写道。“目前,还没有具体的计划。”

德州人并不是唯一向制造商“求爱”的人。

上个月,参议院多数党领袖查克舒默说他给埃尔万格打了一个“私人电话”。这位纽约民主党人在新闻稿中表示,他“向 Tower 明确表示,我强烈支持将他们的新半导体芯片工厂设在纽约。”

舒默表示,Tower 一直在考虑与其他几个州一起在纽约“建造一座价值 50 亿美元的新半导体工厂,该工厂将创造多达 1000 个工作岗位。”


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