posts / Science

Terafab:无法用混凝土买到的东西

phoue

1 min read --

足球场1,300个。五角大楼的50倍。

在德克萨斯州格莱姆斯县,吉本斯溪水库旁的农田上,一座如此规模的建筑正在拔地而起。据称,建成后它将成为地球上占地最广、造价最高的建筑。

然而,一件奇怪的事情发生了。决定这项工程成败的关键因素并非混凝土,也不是钢铁,更不是那168亿美元的初期投资。那是一种无法被摄影机捕捉、也无法在蓝图中呈现的东西。半导体行业的人们,将其简单地称为**“文化”**。

a vast semiconductor mega-factory construction site in rural Texas
a vast semiconductor mega-factory construction site in rural Texas

这座建筑的名字叫Terafab。这是特斯拉、SpaceX以及xAI共同参与的合作项目。其目标是每年生产1太瓦(即1,000吉瓦)规模的AI计算硬件。即便将目前全球所有的尖端半导体生产能力加在一起,也无法达到这一数字。据证券界估算,目前全球正在运行的AI运算晶圆厂总输出量仅在20吉瓦左右。这意味着Terafab一家工厂就想承担相当于现有总量50倍的产能。

你可能会问,这与你有什么关系?答案很简单。你现在使用的AI服务变慢、响应中断或新模型发布推迟,很大程度上是因为芯片短缺。云GPU租赁费用居高不下、新款智能手机和笔记本电脑价格难以降低的原因也如出一辙。机器人、自动驾驶汽车、卫星互联网,最终都受制于这一瓶颈。

租用一张GPU需要排队数周,新AI服务必须分地区依次上线,这都是该瓶颈导致的后果。随着运算能力本身成为稀缺资源,谁先抢占了资源,谁的服务就能流畅运行,这种格局正在固化。Terafab所描绘的愿景,正是要颠覆这种格局。这也意味着,拥有自主造芯能力的公司与无法造芯的公司之间的差距,可能会比现在大得多。

Terafab的宣言就是彻底解决这一瓶颈。若成功,AI硬件的价格与速度将发生质变;若失败,其失败的规模也将是地球级的。

对于马斯克而言,这个项目不仅仅是为了确保供应链。在今年3月的发布会上,他将Terafab描述为“迈向银河文明的下一步”。在月球建立基地、利用太阳能驱动拍瓦级计算的构想,都是该项目的延伸。1太瓦这一目标值,相当于韩国全国发电装机容量的数倍乃至十倍。这不仅是一个国家,而是一家公司,而且是一家从未进行过半导体大规模量产的公司,抛出的惊人数字。

为何金钱无法解决问题

生物学中有一个古老的分类,用于区分繁殖策略。一种是r-策略,即以最小的投入,尽可能快地产生尽可能多的后代,昆虫或鱼类就是如此。这种策略在环境恶劣且不可预测时极具优势。

另一种是K-策略,即在少数后代身上投入大量的时间和资源,大象就是如此。仅怀孕期就长达22个月,幼崽在完全独立前要待在母亲身边超过10年。虽然成为成体需要时间,但其生存率也相应更高。

尖端半导体工艺更接近后者。从晶圆完成到出厂,需经历数百道工序:光刻、刻蚀、沉积、清洗、离子注入、化学机械研磨——每个环节都交织着数十个变量。良率提升1%往往需要数月时间,而这数月里填充的不是新设备,而是人类积累的判断力。当晶圆出现瑕疵时,判断它是源于设备误差、化学物质纯度问题还是温度偏差,这种直觉无法通过一份说明书传达。

台积电之所以能达到今天的地位,并非因为它比别人更早买到EUV设备,而是因为其组织内部40年来积累了在问题爆发时即便彻夜不眠也要找出原因的习惯。这种习惯只能通过新入职工程师在资深前辈身边观察数年,以“吸收”的方式传给下一代。业界分析认为,英特尔在微缩工艺上落后,原因并非缺设备,而是决策变慢、现场的这种习惯变得松懈了。

Terafab正试图以昆虫的速度,去创造大象的成果。 马斯克要求该项目“以光速”推进,甚至出现了周五向供应商询价、周一就要求回复的情况。

在招聘方式上也能看到同样的模式。特斯拉一直倾向于发布公告后几周内迅速决策的“速度战”招聘。相反,台积电或三星等企业则是招入新人后,通过数年时间在多个工序间轮岗来培养人才。前者是多产、快增的r-策略,后者是少招、长育的K-策略。问题在于,半导体良率这一结果,只能在后者的模式下稳定产生。无论招聘速度提高多少,新人获得实际判断力所需的时间是无法缩短的。

问题在于,无论放出多少繁殖速度快的物种,在需要缓慢成熟的生态系统中都难以生存。

如果将这种区分进一步推演,会看到一个有趣的现象。r-策略生物中,即使单个个体死亡,对整个生态系统也不会造成太大打击,因为它们繁殖得太多了。相反,K-策略生物中,损失一个个体就是整个系统的损失。象群中如果死了一头年长的雌象,那头象所掌握的水坑位置和度过干旱的方法也会随之消失。

以判断力如何实际发挥作用为例:在晶圆上涂抹光刻胶的工序中,如果厚度偏差达到纳米级,整个电路图案就会错位。资深工程师仅凭几行数据就能指出该误差的根源。是喷嘴磨损、湿度变化,还是原料批次的粘度差异,全凭直觉区分。这种直觉不会总结在论文或手册里,而是留在多次经历过失败的身体里。

半导体工厂的资深工程师也是如此。台积电创始人张忠谋在1987年创立公司后,历经数十年打造出了一种即便有问题也要彻夜排查的组织文化。这种文化不是存储在手册里,而是存储在人的身体里。那种只能通过新工程师在前辈身边观察数年才能吸收的知识,业界称为“隐性知识”。就像象群中年长的雌象一样,一旦掌握这种隐性知识的人离开组织,知识也会随之流失。 即使聘请了替代人员,那个人要具备同样的直觉也需要数年时间。

身体感知的数字

Terafab的占地面积约为900万平方米,换算成足球场大约1,300多个,是首尔汝矣岛面积的三倍多。马斯克曾亲口表示,该建筑建成后将是五角大楼的50倍大。

投资规模随着每次发布不断变动。3月的发布会上介绍规模为250亿美元,7月增加到了550亿美元。8月6日,路透社确认的第一阶段确定投资额为168亿美元。公司表示,全部扩建完成后,金额最高可增至1,190亿美元。这意味着近170万亿韩元的资金将埋在德克萨斯州水库旁的土地上。

数字在短短五个月内变了三次,这直接表明该计划目前是多么不稳定。

其追求的压缩目标在其他数字中表现得更为明显。目前半导体行业从设计芯片到实际生产,通常需要6~9个月。Terafab声称要将这一周期缩短至几周。其算盘是将从掩模制作到光刻、尖端封装、测试等环节全部集中在一个屋檐下,消除各工序间分散的物流和等待时间。

产能目标也同样惊人。构想是初期达到2纳米晶圆月产10万张,最终增加到月产100万张。据证券分析,这相当于台积电总产能的70%左右。预计大部分产量将分配给SpaceX卫星和太空数据中心,其余将用于特斯拉的自动驾驶和人形机器人Optimus。同时还宣布了至少新聘3,000人以上的计划。

如果换个角度计算,压力会变得更加明显。在一个工厂新招3,000人,意味着必须从某处挖来同等数量的熟练人才。半导体工艺人才并非在大学学几个学期就能直接投入现场。必须从现有工厂挖走有经验的人,或者招新人从头培养。无论哪种方法,都需要时间。

电力和水的消耗量同样惊人。1太瓦的目标值相当于数百座核电站同时运转的输出功率。一座尖端晶圆厂消耗的电力相当于一座小城市。该设施建成后对德克萨斯州电网造成何种负担,仍是一个未知变量。这也是从选址阶段起,电力网和水资源保障就成为讨论重点的原因。

人们选择了相反的方向

然而,人才的动向却截然相反。

主导特斯拉自主芯片设计的吉姆·凯勒(Jim Keller)和彼得·班农(Peter Bannon)已经离职。领导Optimus工程的米兰·科瓦奇(Milan Kovac)、软件工程副总裁大卫·劳(David Lau)也于2025年离职。

领导AI训练超级计算机Dojo的加内什·文卡塔拉马南(Ganesh Venkataramanan)也是如此。2025年8月,Dojo项目本身被叫停。马斯克当时宣布Dojo二代已进入“进化的死胡同”,理由是将资源分散在两种不同的芯片设计上是不合理的。该团队约20名工程师集体离职,创立了一家名为“Density AI”的初创公司。他们现在制造机器人和自动驾驶AI芯片,将特斯拉积累的经验应用在竞争市场中。

在宣布要建造世界上最快工厂的同时,该工厂所需的经验丰富的大脑们却悄然离去。 证券界分析称,人才流失的背景是日益激烈的竞争、销量下降以及对马斯克政治活动的抵触。

当然,Dojo在2026年1月以“Dojo 3”的名字复活了,理由是新的AI5芯片设计已进入稳定轨道。马斯克再次发布招聘公告,称要寻找能制造世界上产量最高芯片的人才。

然而,一旦团队解散,团队积累的判断力并不会像预算一样通过重新分配就能原样回归。离开Dojo的人们现在正在另一个屋檐下,凭借在特斯拉积累的直觉,制造其他公司的芯片。

将文化连同人才一起搬来的尝试

马斯克最终选择的解法还是人。今年7月,特斯拉聘请了在英特尔工作近18年的加里·江(Gary Jiang)担任Terafab的总监。

加里·江在清华大学主修材料工程,在半导体量测设备厂商Rudolph Technologies开始职业生涯。在英特尔,他负责将俄勒冈研发工厂的技术转移到亚利桑那量产工厂,即主导了所谓的18A工艺的工厂迁移。他被公认为少数拥有“工厂复制”经验的人物之一,擅长将新工厂快速稳定在与现有生产线同等的良率水平。

一个人的跳槽之所以不同寻常,是因为尖端工艺的核心人才跳槽到竞争对手,且未引起行业内巨大反弹的情况极罕见。他带走的不仅是一份简历,而是18年来在英特尔洁净室里,面对失败的晶圆批次、追查原因时积累的判断力本身。这可以说是试图将组织文化加载在一个人身上进行搬迁的尝试。

photograph of hands reviewing technical wafer inspection charts
photograph of hands reviewing technical wafer inspection charts

他上任后做的第一件事也极具象征意义。据称,他没有急于订购新设备,而是先联系了英特尔时期共事过的几位工艺工程师。这是先确保人、后确保建筑的顺序。半导体工厂并不会因为安装了设备就立刻运转,只有懂操作的人先到位,建筑才能作为工厂发挥功能。

尽管如此,Terafab仍未找到负责整个项目的最高负责人。虽然从今年3月起持续公开招聘技术项目经理,但据业界观察,一直未能找到合适人选。移植的器官要融入身体需要时间,有时还会产生排异反应。即便带走几位英特尔的工艺专家,台积电和英特尔现场40年积累的习惯,也不会立刻在德克萨斯的新地点扎根。

被要求追求速度的不仅是新聘人员。一位半导体设备厂商的负责人曾在周五休假时收到报价要求,截止日期是下周一。他或许是在翻阅光刻掩模或刻蚀机的规格书中度过了周末。那个人的周末,就是该项目所要求的“速度”的实体。

设备本身也不充裕。2纳米工艺所需的最新EUV光刻机由荷兰ASML独家全球供应。这种单台价格高达2亿美元的设备,年产量仅在30~50台左右。好几年都没能达到目标产量。台积电、三星和英特尔已经提前锁定了数年的产能。无论Terafab多么着急,有些设备就是必须排队等待。

关于工艺文化的争议还有另一面。马斯克最近主张传统的洁净室设计本身就是错误的。他认为空气净化成本是资源浪费,只要将硅晶圆工艺区间密封隔离就足够了。

“可以在吃芝士汉堡、抽雪茄的同时运行2纳米工厂。”

尖端代工的洁净室通常是ISO 1~3级,即每立方米0.1微米大小的颗粒物不得超过10个。一缕烟雾就能轻松破坏这一标准。如果知道在光刻工艺中一颗灰尘就能毁掉整片晶圆,那么听到这番话的人会感到不安。

这也不是马斯克第一次进行这种赌博。在2020年电池日上,他承诺到2022年生产100吉瓦时的4680电池,并将成本降低56%。五年半后的2025年,实际产量仅在20吉瓦时左右。 业界普遍认为,电池电芯制造比尖端半导体制造简单得多。即便在更简单的制造工艺中,目标与结果之间的差距也如此之大。

水的问题依然存在。Terafab从邻近的吉本斯溪水库抽取工业用水。尖端工艺消耗大量超纯水。德克萨斯是一个干旱频发的地区,与当地社区的水资源管理协议是该项目的另一个变量。在听证会上,居民们最先问的不是半导体技术,而是水库的水位。

成功与失败之后

成功场景很明确。如果Terafab达到了目标良率,特斯拉和SpaceX就不必看外部代工厂的脸色,可以按需生产芯片。自动驾驶出租车和Optimus的量产进度将不再受限于芯片供应,而是仅由技术问题决定。SpaceX的太空数据中心构想,瓶颈也会从发射器转变为计算获取速度。从整个行业来看,这意味着在一直偏向台积电和三星两家的尖端代工地图上,出现了第三根支柱。

失败场景也同样清晰。以低良率开始,几年间在产能爬坡(Ramp-up)上失败,仅陷于资本消耗。已有先例,2020年电池日的承诺与2025年实际产量之间的差距就是缩影。半导体工艺比电池复杂得多。如果同样的模式重复,168亿美元可能只是一个开始。届时承担损失的不仅是投资者,还有曾对3,000人招聘计划、地区经济发展抱有期待、并签署了用水协议的格莱姆斯县居民们。

行业怀疑论者的目光也更倾向于这种失败场景。一家毫无尖端代工经验的公司要在几年内建成世界最大规模的工厂,不少人将此视为“马斯克式的又一次夸大”。半导体行业人士指出,新工厂和芯片设计达到试点阶段通常需要数月到数年。有分析认为,年内产出有意义产量的可能性几乎为零。尽管如此,该项目仍备受关注,是因为无论成败,其结果都将作为整个行业的参考案例。

韩国不是旁观者

这个故事之所以不仅被视为他国的工厂琐事,是因为特斯拉已经与三星电子签署了到2033年供应AI半导体的协议,并决定在德克萨斯泰勒工厂生产下一代AI6芯片。Dojo中断时,特斯拉依靠的也是三星和英特尔。在Terafab完成自主生产体系之前,特斯拉相当一部分的芯片需求将由韩国代工厂承担。

同时,如果Terafab真的走上正轨,情况将发生变化。半导体供应的主导权从代工专业企业向直接使用芯片的平台企业转移的趋势将变得明显。韩国的汽车及零部件企业也可能迎来重新规划海外生产基地供应策略的契机。Terafab的成败虽然在德克萨斯水库旁的工地上定夺,但其影响范围远不止于此。

人才从哪里来

仅靠加里·江一个人无法完整搬迁一种文化。因此,Terafab目前正在全球范围内搜寻工艺人才。招聘人员不仅接触国内半导体人才,还将目标锁定在有海外工厂工作经验的工程师。甚至有消息称,他们正在造访首尔大学和韩国科学技术院(KAIST),通过宣传海外工作条件来吸引人才。

这并非Terafab独有的现象。整个科技巨头行业正在跨越国界,围绕半导体和AI人才展开激烈竞争。但是,单独招募人才与这些人才聚集在一起形成一种组织文化,是两码事。台积电的40年,是同一群人反复经历同样的失败,并相互磨合判断标准的时间。 将来自不同公司、不同国家的人聚集在一个工厂里,并不能压缩那段历史。


此时,问题已经不再是“Terafab能否建成”。真正的问题在于更广阔的层面:为什么美国的尖端制造业,即便拥有世界顶尖的资本和人才,却反复在这个环节栽跟头?

为什么美国制造业反复栽跟头

特斯拉已经撞过一次这堵墙。在引入电池干电极工艺时遭遇了数年延迟,供应链每动荡一次,计划就要重新制定。质疑其能否胜任更精密的2纳米级半导体工艺,是自然而然的。

但这并非特斯拉一家公司的故事。获得政府补贴的大型半导体企业在过去几年里,工厂建设和运营也接连出现延迟。计划落户德克萨斯、亚利桑那和俄亥俄的尖端工厂,各自都多次推迟了完工时间。资本充足,场地也已确保,真正缺乏的是将那些资本转化为良率的组织判断力。

英特尔的情况也如出一辙。英特尔CEO帕特·基辛格(Pat Gelsinger)上任后一直强调简化、快速执行和财务稳健。虽然18A工艺量产取得了成功,但很难找到能证明其资本支出正当性的大型锚定客户。业界解读认为,英特尔加入Terafab并非为了无偿分享技术,而是因为它需要能带来实际收益的合作伙伴。即使是拥有世界顶级工艺技术的公司,如果没有在市场上以价值证明该技术的合作伙伴,也无法正当化资本支出。

这背后有着更深层的结构。美国制造业几十年来一直按照金融逻辑重组组织。季度业绩成了招聘和投资的标准,熟练的现场人才被视为成本项目而非资产。经济不景气时,这些人往往最先被裁掉。半导体设计留在了硅谷,而真正动手抓良率的工艺人才早已转移到了亚洲。

这种趋势的根源相当久远。在20世纪90年代和21世纪初,美国大企业为了降低制造成本,反复做出将生产线转移到海外、缩减研发组织的决定。曾经被誉为世界顶尖产业实验室的机构,也在此过程中缩小了规模。这些决策提高了短期收益率,但代价是失去了那些勇于承担失败、深挖问题根源的组织习惯。美国现在正试图填补这些习惯消失后的空白。问题在于,消除这些习惯仅需几次裁员就足够了,但要恢复它们,却需要远比那漫长得多的时间。

台积电和三星40年来积累的不是专利或设备清单,而是一种循环:反复经历失败,从失败中学习的人,将那份判断力原封不动地传给下一代。新工程师在前辈凌晨三点守着产线排查原因时,在旁边观察几年,从而吸收那种感觉。美国制造业多次切断了这种循环。Terafab更像是试图通过金钱和速度,一次性修复那种被切断的循环。

同时,该项目也是美国试图夺回半导体主权的国家级尝试的缩影。马斯克给出的处方是:问题不在于设备或资本,而在于崩溃的现场文化。接连聘请英特尔工艺专家,终究也是试图以人为单位,紧急移植那种文化的尝试。

这种趋势并非美国独有。中国多年来投入国家级资金,称要仅凭国产设备完成尖端工艺。日本建立了名为Rapidus的国策代工厂,以2纳米量产为目标奋力追赶,欧盟也通过自身的《芯片法案》试图提高区域内生产比例。各国政府同时意识到一个事实:半导体生产能力不是用钱买来的商品,而是需要一代人培养出来的能力。 然而,所有国家都试图在几年内、在选举周期或季度业绩周期内获取这种能力。Terafab不过是其中最极端的压缩尝试罢了。

或许问题本身就错了。与其询问Terafab能否在几个月内完工、良率提升有多快,不如提出另一个问题:这种积累能否以“速度”作为准绳来衡量?大坝或铁路网等基础设施并非在这一代内完成。半导体制造能力,可能也是一种无法在季度业绩的时间表上完成的东西。

移植的器官能否扎根,还是会产生排异反应——这个问题还没有人有答案。第一阶段工程结束、第一片晶圆产出的时间最早被提及在2027年之后。确认该晶圆是否具有可用良率的时间还要晚得多。可以肯定的是,答案即使在混凝土浇筑完成后,也要很久才会揭晓。

🖼️ 图像提示(生成后请替换上方图片):A quiet dusk photograph of a still reservoir beside a half-built industrial structure in rural Texas, warm fading light on the water, distant construction cranes silhouetted, documentary photography, contemplative mood, no people visible

photograph of a still reservoir beside a half-built industrial structure in rural Texas
photograph of a still reservoir beside a half-built industrial structure in rural Texas

当你现在想快速制造某样东西时,是否曾问过自己,有哪些东西是金钱和速度买不到的? 无论是公司的业绩、团队的实力,还是人与人之间的信任——有些东西只有投入时间才能积累起来。

Terafab只是以地球上最大、最昂贵的方式,提出了那个问题。

参考资料
  1. 每日经济 Marketin, 马斯克半导体自主生产 Terafab 正式化报道
  2. 大纪元, 特斯拉 SpaceX Terafab 启动报道
  3. NewsN Union, Terafab 格莱姆斯县开工宣言报道
  4. CIO, 英特尔-马斯克合作推进 Terafab 报道
  5. TradingKey, 英特尔加入 Terafab 及代工战略分析
  6. 未来韩国, Terafab 是吹牛还是奇迹分析报道
  7. SBS Premium, Terafab 洁净室与“白痴指数”解析报道
  8. Villain City, 马斯克雪茄与芝士汉堡洁净室言论报道
  9. Pressman, Terafab 与 4680 电池日对比分析
  10. ZDNet Korea, 加里·江出任 Terafab 总监报道
  11. AI Times, 英特尔老将加里·江加盟详细报道
  12. AI Times, Dojo 项目中断及 Density AI 创立报道
  13. iRobot News, Dojo 3 项目重启报道
  14. Newsis, ASML High-NA EUV 供应短缺报道
  15. 京乡新闻, ASML EUV 光刻机垄断结构解析
#terafab#elon-musk#tesla-semiconductor#spacex-chip-factory#tsmc-culture#semiconductor-yield#ai-chip-manufacturing#texas-grimes-county#intel-partnership#gary-jiang

Recommended for You

SpaceX真的是火箭公司吗?拆解营收后我明白了

SpaceX真的是火箭公司吗?拆解营收后我明白了

1 min read --
理解SpaceX的六块拼图——火箭、水、土地,还有钱

理解SpaceX的六块拼图——火箭、水、土地,还有钱

1 min read --
Cybercab的海外扩张:无方向盘汽车必须跨越的壁垒

Cybercab的海外扩张:无方向盘汽车必须跨越的壁垒

1 min read --
火箭发动机混合比:为何不将氧气含量加到最大?

火箭发动机混合比:为何不将氧气含量加到最大?

1 min read --
SpaceX为何向得州投入2.2亿美元?

SpaceX为何向得州投入2.2亿美元?

1 min read --
火箭为何装满氧气 — 液氧的真相

火箭为何装满氧气 — 液氧的真相

1 min read --

Advertisement

评论