過去三年,美國圍繞半導體展開了史上最大規模的產業重構。從《CHIPS Act》補貼,到各州競相引入晶圓廠,再到巨頭擴建研發中心,美國的半導體全圖正在加速改變。SIA所繪製的下面的這張美國半導體生態系統圖密密麻麻的點展示了該行業的廣度,其中包括進行研究和開發 (R&D) 的地點、智慧財產權和晶片設計軟體提供商、晶片設計、半導體製造(晶圓代工),以及半導體製造裝置和材料供應商的製造地點。下面,我們按州和區域維度,系統梳理美國半導體產業的空間佈局與功能分工。(一)加州:全球最大的“設計—軟體—IP—裝置”綜合叢集美國Fabless公司大都集中在加利福尼亞州(CA),以 San Jose(聖荷西)—Santa Clara(聖塔克拉拉)—San Diego(聖地牙哥) 為主軸,並向 Irvine(爾灣)、Los Angeles(洛杉磯)、Seattle(西雅圖)延伸,共同構成了一條覆蓋 GPU、AI、移動通訊與伺服器 SoC的“計算創新走廊”。加州半導體生態佈局情況在這一帶,幾乎所有最具影響力的晶片設計企業都集聚於此,包括NVIDIA、AMD、Broadcom、Qualcomm、Marvell、MediaTek、Silicon Labs(芯科科技)、Synaptics(新突思)、Cirrus Logic、Socionext(索喜)、Navitas(納微半導體)、Ampere(安霸)、SiFive、Lattice Semiconductor(萊迪思)等一系列企業。這些Fabless企業是美國晶片創新體系的“源頭活水”。除了 Fabless 之外,加州更是全球EDA與IP的核心樞紐——Synopsys覆蓋矽谷多個城市、Cadence位於聖荷西與波士頓、Arm與 Ansys均在聖荷西,構成全球晶片設計工具鏈與 IP 生態的絕對中心。同時,加州在半導體裝置與材料領域同樣具有系統性優勢:ASML美國總部坐落於 Silicon Valley(矽谷),Lam Research 分佈在 Fremont(弗裡蒙特)與 Livermore(利弗莫爾),應用材料位於Santa Clara(聖塔克拉拉)與 Sunnyvale(森尼韋爾),KLA在 Milpitas(米爾皮塔斯)設有製造與研發中心,並與Entegris、Coherent、Wacker Chemical 等材料供應商共同構成美國最完善的先進製造裝備生態。總的來說,加州依然是美國半導體的“大腦”,掌控演算法、設計、EDA、裝置、IP這四大核心控制點,牢牢鎖住全球價值鏈高點。(二)亞利桑那州:美國新晶圓製造中心(TSMC + Intel雙引擎)過去 20 年,美國晶圓製造重心從加州、奧勒岡逐漸南移至亞利桑那(AZ),主要原因有:供應鏈安全性(遠離地震帶),環境與建設政策更寬鬆、土地,電力等基礎條件顯著更優,CHIPS Act 資金重點投向亞利桑那州。亞利桑那州半導體生態佈局情況在亞利桑那州,台積電的鳳凰城工廠是先進製程核心基地、英特爾的錢德勒工廠是美國本土最關鍵先進製程研發中心之一、Amkor位於皮歐立亞的工廠是美國最大OSAT基地、此外,還有NXP / onsemi / Analog Devices / 英飛凌 / Marvell / Qorvo / Cirrus Logic 等 IDM與Fabless全面佈局。更值得注意的是,亞利桑那具備美國最完善的半導體材料供應體系,包括SUMCO、Air Liquide、LCY Chemical、Sunlit Chemical、JX Nippon、Solvay 等關鍵材料鏈條;裝備能力由ASM、Applied Materials、Onto Innovation、Yield Engineering Systems 等覆蓋,形成完整製造裝備生態;科研力量由Arizona State University(亞利桑那州立大學)與 University of Arizona(亞利桑那大學)提供持續的人才與技術支撐。在美國,亞利桑那州可以說是唯一同時擁有:先進製程(TSMC + Intel)+ OSAT(Amkor)+ 材料體系 + 裝備體系 + IDM + Fabless + 大學叢集的完整半導體生態區間。美國正在亞利桑那建構一座“第二個台灣竹科”:在本土重建從先進製程到系統封裝的完整能力,並避免全球製造鏈的地緣政治風險,讓亞利桑那州成為未來10~20年美國晶圓製造的主軸地帶。(三)德州:美國最大的IDM + MCU + 汽車電子中心德州半導體生態佈局情況從地圖分佈可以看到,Marvell、MediaTek、Cirrus Logic、AMD、IBM、Silicon Labs、NVIDIA 在德州均設立重要設計中心,包括Austin(奧斯汀)、Dallas(達拉斯)、Allen(艾倫)。與加州不同,德州並非傳統意義上的Fabless起源地,但卻長期沉澱了兩項關鍵優勢:完整而龐大的車規與電源晶片體系(特別是電動汽車與智能能源方向)深厚的嵌入式應用需求(工業、能源、石油、電力、製造業等產業基礎密集)核心力量包括:德州儀器(達拉斯 + Sherman + Richardson)、三星(Austin + Taylor)、恩智浦(Austin)、GlobalWafers(Sherman)、Applied Materials(Austin)。正因為這種“需求驅動 + 製造根系”的結構,Austin 逐步演變為美國第二重要的 AI SoC + MCU + DSP + 車規半導體創新支點,並在汽車、電力與能源基礎設施賽道中孕育出與加州不同的技術增長曲線。值得注意的是,隨著特斯拉、重卡與電力電子向德州轉移,這裡正在出現一個新的趨勢:車規功率—嵌入式—AI 控制—MCU 正形成高度耦合的創新鏈條,使 Texas 從“配角”變成美國半導體版圖中無法替代的新增長極。(四)東北:科研 + R&D 的頂級科研走廊從New York(紐約州)—Massachusetts(麻薩諸塞,MA)—New Jersey(紐澤西,NJ)延展的“東北科技走廊”是美國科研密度最高的半導體區域,這裡聚集了MIT(麻省理工)、Harvard University(哈佛大學)、Boston University(波士頓大學)、Northeastern University(東北大學)、Cornell University(康乃爾大學)、RPI(壬色列理工學院)、SUNY(紐約州立大學體系)、Columbia University(哥倫比亞大學)、New York University(紐約大學),以及IMEC USA(北美佈局實驗中心)和NY CREATES(IBM / Micron / Applied Materials / TEL 聯合研發平台)。企業集聚同樣覆蓋核心技術鏈條:IBM在奧爾巴尼(Albany)和約克鎮高地(Yorktown Heights)設有關鍵研發中心,專注於推動半導體技術的創新前沿。GlobalFoundries 在馬耳他(Malta)建立了美國最大的晶圓製造基地之一,提供了重要的製造產能支援。此外,在波士頓及周邊地區,聚集了如 Analog Devices(ADI)、位於安多佛(Andover)的 Skyworks,以及MACOM、Qorvo、Marvell 和 MediaTek等眾多設計與專業晶片公司,共同構成了模擬、射頻和連接晶片領域的強大叢集。最後,Micron(美光)也在紐約州建立了先進製造基地。紐約州和紐澤西州半導體生態佈局情況麻薩諸塞州半導體生態佈局情況這一科研體系事實上向北延伸至康乃狄克州(CT)、佛蒙特州(VT),向南覆蓋德拉瓦州(DE)、華盛頓哥倫比亞特區(DC)、馬里蘭州(MD)和維吉尼亞州(VA),形成覆蓋光刻裝置、材料科學、國防電子與大學科研體系的完整東北科研帶。例如 Connecticut 擁有 ASML、University of Connecticut 等關鍵光刻和材料力量;Maryland 則聚合 Northrup Grumman、Skyworks、Johns Hopkins University 等軍事電子與通訊方向的研發力量;Delaware(DE)佈局 DuPont Semiconductor Technologies、University of Delaware 與 Coherent 特色製造體系;Vermont(VT)則擁有 GlobalFoundries Essex Junction 全流程製造平台。康乃狄克州(CT)、佛蒙特州(VT)、德拉瓦州(DE)、華盛頓哥倫比亞特區(DC)、馬里蘭州(MD)和維吉尼亞州(VA)半導體生態佈局情況這一科研帶還涉及新罕布夏(NH)與羅德島(RI)等新英格蘭地區州份:NH 內聚集 BAE Systems、安森美、Allegro、pSemi、Skyworks 等國防電子與射頻 IDM 勢力,而羅德島(RI)則由 Brown University、安森美、英飛凌形成“材料 + 功率器件 + 大學科研”協同體系,更進一步強化東北區域在國防電子、功率電子與科研體系的深度連結。“東北科研走廊”向南還可以延展至 Pennsylvania(賓夕法尼亞州,PA),形成完整的“中大西洋科研體系”。在大學科研層面,University of Pennsylvania(賓夕法尼亞大學)、Carnegie Mellon University(卡內基梅隆)、University of Pittsburgh(匹茲堡大學)、Pennsylvania State University(賓州州立大學)以及Mid-Atlantic Nanotechnology Hub共同構成材料、EDA、奈米器件、光通訊和整合系統全鏈路研究體系;在材料端,EFC Gases & Advanced Materials、Wacker Chemical、EMD 和 IQE等企業形成矽晶圓、高純材料與外延材料供應鏈;在製造和IDM方向,日本 Mitsubishi Semiconductor(三菱半導體)以及 Coherent、Infinera、onsemi 等企業承擔特色製造與光通訊器件製造能力;而 Ansys 和 Cadence 則構成IP & EDA 的研發力量,Broadcom 也在這裡設有 Fabless 業務,共同推動東北走廊向“材料 + EDA + IDM + 光通訊 + 大學科研”方向深化。賓夕法尼亞州半導體生態佈局情況東北走廊不是傳統的製造中心,卻是整個美國半導體體系中科研最深、材料最強、量測最全、人才最密集的區域,是美國建立長期科技優勢與基礎研究體系的戰略根源地。(五)西北(奧勒岡—華盛頓—科羅拉多):Intel 核心製造 + 材料重地美國西北地區由Oregon(奧勒岡)—Washington(華盛頓)—Colorado(科羅拉多)構成,其產業結構呈現出“製程研發 + 高純材料 + 高端設計”三位一體的獨特格局。奧勒岡的Hillsboro(希爾斯伯勒)是英特爾全球最重要的製程研發中心之一,地位僅與亞利桑那錢德勒並列,是英特爾未來節點(EUV、High-NA、PowerVia、RibbonFET)路線圖的核心輸出地。該地區形成了極具深度的產業群組:Lattice Semiconductor(萊迪思半導體)的總部在這裡,Synopsys(新思科技)在這裡設有EDA 研發中心,Skyworks(思佳訊)與 Alpha & Omega Semiconductor(傑華特)主要是射頻前端與功率器件的 IDM 業務。Entegris、Siltronic、Mitsubishi Gas Chemicals與 Moses Lake Industries共同構成高純化學品、矽晶圓與工藝材料的關鍵供應體系。Onto Innovation與 Lam Research提供檢測、計量、刻蝕與清洗等關鍵前道裝置。疊加安森美、Microchip Technology(微芯科技)、Qorvo、Allegro、Ampere 等在 Beaverton、Eugene、Bend、Gresham 等地的佈局,使得整個奧勒岡從材料、裝置、晶圓製造到晶片設計形成了閉環。再加上 University of Oregon(奧勒岡大學)、Oregon State University(奧勒岡州立大學)、Portland State University(波特蘭州立大學) 等高校與研究機構持續輸出工藝、材料與器件方向的人才和基礎研究。奧勒岡州半導體生態佈局情況華盛頓州(WA)的半導體產業結構主要聚焦於高純度材料供給和特色工藝製造,在核心材料方面,有專注於高純度化學品的 Moses Lake Industries,以及提供矽晶圓的 Shin-Etsu Handotai America(信越半導體美國);此外,Honeywell(霍尼韋爾)也在此提供重要的工業材料和航空電子解決方案。在製造環節,TSMC Camas(台積電卡馬斯)專注於特色工藝製造,為供應鏈提供多樣化的專業晶片產能。Analog Devices(亞德諾)在 Camas 與 Seattle 建立 IDM 業務,面向混合訊號與射頻應用。設計端方面,華盛頓並非傳統 Fabless 核心區,不過也有幾家晶片設計公司:IQE(Bellevue)承擔 GaAs/化合物材料方向的 Fabless 業務,AMD、NVIDIA、安森美等企業。作為科研支撐體系,Washington State University(Wazzu, Pullman)、University of Washington(UW, Seattle)、Nanowest Nanotechnology Infrastructure at UW等研究機構形成材料、電子、奈米器件研究閉環,為本地製造、航空電子、化學材料體系輸出長期研究能力。華盛頓州半導體生態佈局情況科羅拉多州彙集了眾多全球領先的晶片設計巨頭的重要研發中心:在高性能計算和網路領域,包括在博爾德(Boulder)和柯林斯堡(Fort Collins)設有中心的 NVIDIA(輝達),以及在柯林斯堡和朗蒙特(Longmont)設有分支的 AMD 和 Broadcom(博通)。在儲存和資料結構方面,則有 Micron(美光)(位於朗蒙特)和由 Intel 分拆而來的Solidigm。此外,以科羅拉多大學體系(University of Colorado)為核心的學術資源,為該區域提供了演算法、計算架構和網路晶片設計方面的人才支援和研究合作。這共同構成了美國西部重要的高性能計算、儲存體系結構和網路晶片的研發高地。科羅拉多州半導體生態佈局情況(六)東南(NC—GA—AL—SC—FL):化合物半導體 + 國防電子 + 車規增長美國東南地區以North Carolina(北卡)、Georgia(喬治亞)、Alabama(阿拉巴馬)、South Carolina(南卡)以及 Florida(佛州)構成高速增長的“化合物半導體—國防電子—汽車應用”產業區。在北卡,Wolfspeed與Qorvo構成全球第三代半導體與GaN / SiC 產業代表,同時Skyworks、Infineon、Analog Devices、Cirrus Logic、以及NVIDIA等企業形成RF / Power / AI 晶片設計叢集,並與Duke University、North Carolina State University、UNC Chapel Hill共同構成材料、功率器件與電力電子研究體系。北卡州半導體生態佈局情況佛羅里達州正迅速崛起為一個以車規電子、航空航天、自動駕駛和特殊工藝為主的差異化半導體產業叢集。州內擁有專注於特色工藝代工的製造商,例如 Rogue Valley Microdevices(位於帕姆貝,Palm Bay)和 SkyWater Technology(位於基西米,Kissimmee)。此外還有專注於車規、航空電子和自動駕駛感測器方向的 IDM廠商,如位於帕姆貝的瑞薩,位於阿波普卡側重於航空電子的Northrop Grumman,專注於自動駕駛感測器技術位於奧蘭多的Luminar。Qorvo在阿波普卡和勞德代爾堡(Fort Lauderdale)設有分支,提供射頻(RF)與功率模組的設計能力。AMD 在奧蘭多建立了Fabless的研發力量。科研方面,University of Central Florida(奧蘭多)與 University of Florida(蓋恩斯維爾)承擔光學、材料和自動駕駛方向的科研體系,IMEC 也在 Kissimmee 建立研發中心,使佛羅里達形成“研究—製造—車規應用”鏈條。佛羅里達州半導體生態佈局情況在喬治亞州(GA), Micromize 承擔 IDM 製造與設計職能,Wacker Chemical 和 Absolics 提供關鍵的矽基及先進封裝材料,美光設有晶片設計中心,並由喬治亞理工學院提供強大的科研支撐。相鄰的阿拉巴馬州(AL)則作為補充力量,依託奧本大學的電子材料研究和國防電子體系,並有 NVIDIA(輝達)的晶片設計業務佈局,共同建構了該地區從材料到設計應用的多元化產業鏈。喬治亞州&阿拉巴馬州半導體生態佈局情況南卡羅來納州(SC)圍繞 Clemson University 與 Pallidus 佈局材料、功率器件與大學科研,在車規功率與化合物半導體方向承擔重要補鏈角色。總體來看,東南半導體區域正在成為美國化合物半導體、車規功率電子、國防電子、航天體系以及材料體系的高速增長區,是美國建構第三代半導體戰略供應鏈的重要基地。(七)中西部與內陸:製造基礎 + 材料體系 + 大學科研底盤除了上述這些,橫跨中西部與內陸的若干州,則承擔著製造底盤、材料供應和大學科研網路的“骨架”角色。在中西部,Illinois(伊利諾)、Indiana(印第安納)、Ohio(俄亥俄)、Michigan(密西根)、Iowa(愛荷華)、Kansas(堪薩斯)、Missouri(密蘇里)與 Nebraska(內布拉斯加)共同構成了一個“材料 + IDM + 汽車電子 + 大學科研”的綜合帶:Illinois 依託 Argonne National Laboratory、University of Chicago、University of Illinois 系列高校,在 Entegris、pSemi、Littelfuse 等企業帶動下,形成材料、射頻器件與功率器件平行的格局;Indiana 擁有 Purdue University 與 Notre Dame 兩大研究型大學,配合 onsemi、NHanced Semiconductors、SK hynix 等 IDM 企業,強化特色工藝與封裝能力;Ohio 以 Intel New Albany 的先進製程與封裝項目、Lam Research 的裝置製造,以及 Ohio State University 的工藝與器件研究為核心,是美國中部少數兼具“晶圓製造 + 裝置 + 大學科研”的區域之一;Michigan 則在汽車電子鏈條中扮演關鍵角色,KLA、Hemlock Semiconductor、SK Siltron CSS、NXP 與 Analog Devices 等企業疊加 Wayne State University、Michigan State University 與 University of Michigan,成為車規晶片、功率器件與材料體系的重要支點;Iowa 與 Kansas 通過 Iowa State University、University of Kansas 等高校形成奈米器件與輻射檢測等細分方向,EMP Shield、Integra Technologies 等公司則承擔國防與特種電子製造;Missouri 與 Nebraska 側重材料與大學科研,例如 GlobalWafers(MEMC)、Brewer Science 以及 University of Nebraska–Lincoln,為美國本土提供一部分矽材料與塗層技術供應。在美國南部內陸,Arkansas(阿肯色)、Louisiana(路易斯安那)、Kentucky(肯塔基)、Tennessee(田納西)共同承擔材料與裝置補鏈:阿肯色由 Wolfspeed 承擔化合物半導體 IDM,路易斯安那由 Louisiana Tech / LSU 和 K&B Industries構成科研與裝置體系,肯塔基聚合 Wacker Chemical、KY Multi-scale 和 Infineon,田納西則以 Wacker Polysilicon 與 KLA 完成材料與前道裝置補位。進一步向西、向北延伸到 Idaho(愛達荷)、Utah(猶他)、Montana(蒙大拿)、New Mexico(新墨西哥)等“山地州”,則形成了儲存 + 裝置 + 化合物半導體 + 高校研究的內陸技術帶:Idaho 以 Micron Meridian 與 Boise State University 為代表,是儲存與工藝研發的重要基地;Utah 聚集 BYU、Utah State University 與 Onto Innovation,在檢測計量與裝置端具備優勢;Montana 依託 Montana State University 與 Applied Materials 的裝置佈局,承擔部分前道工藝研發;New Mexico 則以 Intel Rio Rancho 的封裝 / IDM 項目、Cadence 的研發中心以及 SUMCO / EMD 等材料企業,為美國西南方向提供製造與設計協同能力。Wyoming(懷俄明)由 Chemtrade 等材料企業承擔化學品與工業材料供應,為內陸地區提供工藝材料補鏈能力。此外,緬因州(ME)由 Diodes Incorporated與 Texas Instruments承擔模擬與特色製程供應鏈,奧克拉荷馬州(OK)則由EMD與Chemtrade提供材料補鏈能力,進一步強化美國南部與內陸製造網路。結語可以看到,美國正在以國家戰略的方式重構其半導體版圖,不再依賴單一地區,也不再侷限於矽谷或傳統製造中心,而是在科研、製造、材料、裝備、封裝和人才等多個維度形成全國性的佈局網路。未來十年,這一佈局會直接影響全球半導體供給鏈、先進製程競爭方向以及材料與裝置的話語權,也將決定美國能否重新掌握全球技術格局的最高制高點。 (半導體行業觀察)