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當前位置:政策資訊 > 企業課堂 > 臺積電創始人張忠謀:臺積電,這家卡脖子企業如何起于臺灣

臺積電創始人張忠謀:臺積電,這家卡脖子企業如何起于臺灣

時間:2020-06-10 15:26 瀏覽:772

  這家工廠,是被華為、蘋果、高通、英偉達、AMD等芯片設計大佬集體下單的頂級制造商;

  這家工廠,不僅2020年Q1利潤是華為的兩倍,平均毛利率長年保持在40%以上。

  究其地位,彭博給它這樣一句評價——“鳥瞰整個半導體產業鏈”。

  然而,成立30多年來,這家全名叫做“臺灣積體電路制造公司”的芯片廠,從不像一眾互聯網或軟件企業那樣,被普羅大眾視為高科技創富的風口代表。

  “很多東西大家一聽代工,就以為是低端的加工廠。這讓臺積電在歷史上的很長一段時間里被認為是那種勞動密集型的組裝加工車間。但事實上,臺積電工廠里的精密設備、半導體工藝以及人才,才是真正難以被復制的寶藏?!边@讓一位芯片設計從業者不由感慨,半導體的苦和累太難被外界知曉。

  歷時兩年的“華為受虐史”與噴涌的中國造芯潮,讓素來習慣沉默的半導體產業受到越來越多普通中國人關注。大家終于認清了一個基本事實:在所謂的大數據與人工智能背后,半導體產業具有更高的準入門檻,更龐大的價值與供需鏈條。一旦某一環被掐住脖子,巨頭也有斃命危機。

  而臺積電,便是其中極具傳奇性的“扼喉之手”。


      從無到有

  成立于1987年的臺積電只做一門生意,就是把畫在圖紙上的晶體管給造出來。

  如果用更加專業的語言描述,就是我們熟知的芯片大佬們,如高通、博通、AMD、英偉達、英飛凌、華為海思,都叫做“無廠化半導體企業”——他們只負責設計和銷售,但生產得外包給專門的半導體制造廠商。

  這門生意現在看很大,但如果回溯至30多年前,美國和日本的半導體巨頭們還堅守IDM模式——做芯片都是大包大攬,從設計、制造,再到封裝、測試,一定都要握在自己手里才能安心。而如今,全世界只剩下英特爾有覆蓋全套流程的強悍能力(三星在設計上稍遜色)。

  因此,在上世紀80年代所有芯片公司都以擁有晶圓鑄造廠為榮的背景下,臺積電創始人張忠謀創立的芯片垂直分工時代的開幕,并不是一個“振臂一呼,應者云集”的英雄故事。

  當時主導這個行業的是英特爾與AMD,兩者都對此非常不屑。

  有個小插曲可以說明臺積電當時的境遇。20世紀90年代,芯片設計公司將制造業務的風潮漸起,關于“是不是要把生產制造分出去”的討論逐漸熱烈,AMD聯合創始人Jerry Sanders說過一句在當時很有名的膈應話:“真男人都要自己制造芯片(Real men have fabs)?!?/p>

  這明顯是一種侮辱。

  且不論別的,單說資金,對從零起步的臺積電就是第一大挑戰。為了購買設備,建設廠房,臺積電一開始就需要很多很多的錢。但無論是美日芯片大佬,還是島內的半導體公司,對“借錢”這件事無不擺出一副“拒之門外”的姿態。

  1987年,在加州理工火箭噴射推進實檢室做研究員的張肇壯,在翻閱臺積電投資文件時發現,臺積電2億多美元的啟動資金,除了48.3%都是由政府出資,其余27.5%是由荷蘭飛利浦承擔,24.2%由省內企業分擔。有趣的是,投資的省內企業無一家跟半導體產業相關。

  “這雖然很反常,但不是不能理解。文件寫著工廠要掌握幾個制程,生產不同種類的電路產品 , 包括存儲、邏輯芯片以及一些ASIC專用芯片。但對于采用何種技術與何種半導體去生產則解釋地非常模糊,而以當時臺灣省的科技人才以及產業規模 , 是很難辦好的。所以臺灣相關企業不會相信臺積電?!?他簡單總結了原因。

  看來,每一個寶藏產業“不被看好”的歷史總是相似的。

  幾年發展之后,1990年時的臺積電終于不用再租借工業研究所的廠房,有了第一個全資工廠;1993年又建起了臺灣第一個8英寸芯片廠。為了籌集更多的錢擴建工廠,臺積電在1994年申請了IPO。

  這樣的故事開頭讓臺積電以后的發展愈加具有戲劇性——如今,它不僅成為最受東西方資本追捧的半導體大佬之一,也開始左右全球半導體行業的走向。

  現在的臺積電,具備了1年內為499個客戶生產10761種產品的能力,芯片年產量超過1200萬塊。這些芯片,都需要用到臺積電多達272種不同的制造技術和復雜的產線管理流程。其市值,也從1997年的149億美金一路躍升至現在的2828億。

  舉個例子,手機里與通信網絡密切相關的射頻(RF)模塊,背后就藏著一個市值高達197億美元的美國射頻巨頭Skyworks。而他們的射頻芯片,就需要交給臺積電,因為后者擁有先進的射頻制造工藝。

  2019年,臺積電連續第4年成為中國臺灣地區的專利大王。除了有1333種發明專利被申請,申請專利的員工人數也首次了突破1000人。

  所以它被稱為世界上“最能給技術和人才買保險的公司”一點都不為過。

  在競爭慘烈的半導體產業,臺積電的成長是一個讓世人矚目的奇跡。而晶圓代工這種“開天辟地”的模式,也向所有半導體新興企業證明——以弱勝強更是可以做到的。

  技術:決定著臺積電的上升曲線

  為德州儀器效力了30年的張忠謀明白,“用技術可以干掉大公司”是被自己老東家驗證過的真命題。

  1954年的德州儀器還是一個很不起眼的小公司。但就在這一年,被德州儀器從貝爾實驗室挖走的半導體專家戈登·蒂爾在一個枯燥的學術會議上,面無表情地向外界宣布了“德儀研發出了世界上第一塊商用硅晶體管”這個消息,立馬驚醒了臺下一眾昏昏欲睡的觀眾。


  自此,德州儀器開啟了稱霸半導體行業長達20年的黃金時代

  這件事,對4年后進入德州儀器的張忠謀影響深遠。他在自傳里用幾個“嘆號”表達了當時的澎湃心情:

  “德儀在硅晶體管上的突破,立刻重劃了半導體市場的版圖。它為此后無數小科技公司建立一個典范:以小搏大是可能的!以小搏大有成功的機會!

  “尋根究底,科技進步的腳步在二次大戰后明顯加速,‘技術轉折點’層出不窮。在每一個‘技術轉折點’出現 時,大公司不見得比小公司強,小公司與大公司幾乎有均等的機會?!?/p>

  此后數十年里,他見證了若干次因為技術革新而帶來的新生與死亡。而臺積電成立后,因為技術未達標導致訂單遭搶奪的數次意外,更讓他清晰認識到,只有把最先進的技術握在自己手里,才能避免“猝死”。

  1995年之前,雖然臺積電作為一個只做晶圓代工的“異類”備受質疑,但由于競爭者較少,同時又剛好趕上了英特爾奔騰MMX微處理器與PC市場的“起飛”時期,因此,產能吃緊的芯片公司不得不開始向臺積電洽談代工的可能性。趁著這個機會,臺積電向IDM們提出了條件:

  “為了幫你們把芯片做好,請把你們先進的工藝技術轉移到我們的產線上來?!?/p>

  這也就能解釋“為何90年代初英特爾會接受邀請,為臺積電產線解決了200多個技術問題,讓良率有了質的提升”。因此,在創立的前幾年里,臺積電雖然連續虧損,但卻取得了精進武藝的絕佳機會,為未來快速擴大產能和提升工藝奠定了基礎。

  1995年后,隨著新加坡特許半導體與聯華電子等強大對手的加入,專業晶圓代工廠正式進入了“拼工藝”的追趕時代。

  一方面,工藝的升級與摩爾定律有關。每一次縮短芯片制程(單位:μm、nm),相當于在一塊同等大小的芯片上,塞進更多的晶體管,讓電路與電路之間的距離變得更小。

  而電子運行距離變短,自然能節省更多時間和能量,整塊芯片運行效率也就更高。但這也意味著,制造工藝的難度也呈指數級變大,投入成本更加高昂——更加精密的設備,更加復雜的生產流程,興建一座又一座新工廠。

  另一方面,以英飛凌為代表的系統芯片廠商與英偉達等繪圖加速器設計公司的崛起,成為了一股推動制造工藝微縮化的重要力量。

  以GPU為例,其設計過程使用的3D繪圖技術必須要依賴先進工藝才能提高運算性能,同時還有降低成本的硬性需求。為了爭奪這類客戶群體,代工廠被倒逼著加速研發出更先進的制造技術。

  因此,高端制造工藝能力也成為了確保獲得更多利潤的必要條件。

  也正是瞅準了專業代工市場潛藏的豐厚收益,臺積電的最大競爭對手在這時陸續出現。

  盡管1998年才進軍專業晶圓代工市場,但成立于1980年的聯電在決定轉型前就早已涉足代工業務,對制造生意有很大的把握。

  《半導體雜志》在1995年做了一項很有意思的統計——聯電無論是“人均員工產值”,還是“人均員工盈利”,在同年均高于臺積電,被視為臺灣島上最會賺錢的半導體公司。



  然而,“逆襲”卻在2000年左右發生了

  原因雖然有很多,但有一個對摩爾定律影響深遠的關鍵技術節點恰恰在這時候出現了——1999 年,加州伯克利大學電子工程與計算機專業教授胡正明研發出一種名叫“鰭型晶體管”(FinFET)的 3D 晶體管技術,并在 2001 年被臺積電聘為技術執行長。

  這項技術的重要性已經無須贅述。英特爾之所以能在 12 年后率先量產出 22nm 晶體管,臺積電與三星順利過渡至 16/14nm 制程節點,FinFET功不可沒。正是胡正明的這項“發明”,摩爾定律才得以“延壽”數十年。

  當然,雖然 FinFET 在 20 世紀初還沒有發揮真正效用,但胡正明在擔任技術執行長的 4 年任期里,除了升級 90nm 工藝,也幫臺積電完成了對 FinFET 的技術積累。

  同時,這個時間點也是半導體從8英寸向12英寸轉型的關鍵時期。臺積電又趁此機會不惜投入大量資本建設12英寸工廠,研發12英寸工藝,抓住了產品迭代的重要機會。

  此外,也有臺灣行業人士給了我們另一個信息:聯電當時的工廠設備相對老舊,生產效率一直不及臺積電。因此2000年前后的收入差距雖然不大,但是利潤的差額卻愈加明顯。

  此后數年,晶圓代工市場排位更迭頻繁,競爭可用慘烈來形容。聯電在 2015 年被收購了 IBM 技術的格羅方德超越;2005 年進入代工產業的三星又在拿下蘋果訂單后,于 2018 年超越格羅方德,排位上升至第二。

  只有臺積電,靠著將最先進的工藝牢牢握在手里,將老大的位置一路坐到了現在。

  可見,盡管但讓企業由盛及衰,由衰至盛的本質從未改變——掌握最先進工藝,便有最大的選擇權。

  在很多人的筆下,臺積電與其領導者張忠謀就像是一個“通關奇才”,總是能在關鍵時刻“一招制敵”。但在2003年,IBM在0.13微米制程工藝上的幾項突破,卻曾將臺積電置于了自成立以來最為兇險的境遇里。

  隨著工藝技術的演進 , 晶體管中電子遷移距離的不斷縮短,似乎應該都是順理成章的。然而,芯片制程被臺積電與聯電平穩縮進至0.15微米時,卻怎么也縮不動了。

  最大的原因,便是半導體組件內部導線對電子傳輸效率的影響開始大于晶體管距離造成的差異 , 因此 , 改進導線技術,就成為一個新技術節點。

  若想要增加電子的傳輸效率 , 第一個方法就是減少導線中的電阻 。因此,銅這種導電性強的材質,自然就成了最好的選擇之一。而率先在 1998 年取得銅布線技術突破的,便是 IBM。

  2000年以后,包括英飛凌、AMD在內至少20家芯片頭部企業開始追隨IBM用銅布線技術,幾乎相當于“拋棄”了臺積電與聯電。

  而臺積電在拒絕 IBM 有意將技術高價賣給自己的同時,又遲遲沒有開發出成熟的 0.13 微米制程工藝。除了訂單接連被搶,臺積電的商業模式也再次受到了外界自 1987 年成立以來最大的質疑。

  最讓人唏噓的,是臺積電的“老朋友”英偉達突然“倒戈”,在2003年4月宣布將把自己下一代Geforce繪圖芯片的訂單,移交給IBM;而高通也已在一年前,將基帶處理器訂單中非常重要的射頻與模擬芯片模塊交給IBM。

  就這樣,晶圓代工市場的“雙雄稱霸”局面(臺積電與聯電)在2003年被IBM撕開了一個大口子。但好在臺積電具備IBM所欠缺的產能優勢,而高端芯片的需求量當時還沒有那么大,后者只能依靠有限的產能接有限的訂單,因此臺積電還有“安全期”可供其喘息和追趕。


  有趣的是,在此關口,臺積電與聯電做出了不同選擇

  聯電選擇購買IBM的技術,并與英飛凌等設計公司一起開發90nm制程技術,算是保住了地位;而臺積電在2004年,終于趕上了這趟“制程大升級”的一班列車,開發出可以量產的0.13微米制程成熟工藝,訂單營業額當年便飆升至55億臺幣,是聯電的將近5倍。

  至此,臺積電正式躋身掌握全球最先進芯片制造工藝的企業之一,與英特爾和IBM平起平坐,再無“追趕”之說。

  IBM的教訓再一次表明,晶圓代工產業的競爭雖然不是只有依靠技術,但從長期來看,自主技術能力還是主導晶圓代工接單的根本能力。

  “我們要技術自主,這是第一天就定下來的,是不用問為什么的。難道你會去問為什么英特爾要技術自主嗎?”在一次會議上被質疑時,張忠謀再次表明了自己的立場。

  如今,臺積電之所以能與英特爾、三星呈三足鼎立之勢,臺灣大學國企系教授李吉仁認為最關鍵的因素,便是“張忠謀對技術自主的堅持,以及持續高資本支出的決策膽識”。

  過去 5 年里,臺積電每年的資本支出總額都在 130 億~150 億美元之間,2019年更是達到創記錄的149億美元;同時,作為臺灣地區研發投入最大的企業,臺積電研發投入占總收入比重每年都在 8%左右,基本保持在 20 億~30 億美元。

  2020 年初,盡管受疫情影響半導體市場前景不甚明朗,但臺積電仍然承諾把 2020 年總收入的 9%用于先進技術研發,這意味著研發預算將超過 36 億美元?!耙咔闀緲I務造成一定影響,但我們不會調低相應的支出?!迸_積電高管在 4 月的 Q1 電話會議時再一次強調。

  技術差距,投入數百億美元建新廠的高昂成本,以及上一代制程工廠設備折舊成本與過剩產能,不知讓多少晶圓代工企業陷入財務困境。譬如曾輝煌一時的新加坡特許與以色列 Tower,自臺積電與聯電建立壟斷性優勢后,他們每年產能僅能賣出 6~7 成,不虧損就是奇跡。

  最終,大批晶圓代工廠不得不望著臺積電漸趨漸遠的背影,主動退出主賽道。

  2019 年中旬,臺積電曾經的最大競爭對手格羅方德與聯電公開宣布,由于無法負擔高昂成本,他們已退出 7nm 工藝的開發。這便讓臺積電成為世界上目前唯二可以生產出 7nm 芯片的專業代工廠(另一家是三星)。

  但臺積電仍然在奔跑。他們的5nm芯片已經進入量產階段,耗資預計超130億美元的3nm工廠將在明年試產,2nm工藝也已經在籌備中。

  “半導體人要越跑越快才行,沒有哪怕一分鐘停下來的時刻?!? 一位晶圓廠從業者感慨,臺積電目前只有英特爾的工廠與三星的制程工藝可與其媲美,與中芯國際等大陸廠商的差距至少 5 年。

  “半導體產業是一個憑真本事拼生死的行業。偶爾的取巧不可能保持長時間的強大,必須要有自己傍身的技術,接受自由市場的考驗,然后站在太陽底下去戰斗?!彼f。

  既得是制造匠人,還得是管理大師

  大部分人對張忠謀“時代傳奇”的定義,都是圍繞其開創半導體垂直一體化代工模式展開的。這的確是一個開天辟地式的貢獻——

  從產業鏈往下看,這一模式拯救了資金不足,但想象力豐富的芯片設計人才;

  從歷史節點往后看,半導體產業正式進入了芯片設計巨頭(英特爾、AMD為代表)、代工廠(臺積電為代表)以及IP授權廠商(ARM為代表)的“權力制衡”時代。

  但這些宏觀視角的成就,都不足以刻畫出以張忠謀為首的半導體制造業人才的特有品質。張忠謀的早期經歷告訴我們,有些重要的東西其實被大眾給忽視了。

  “張忠謀擔任德州儀器副總裁時,經常去工廠視察。他會非常嚴格指出產線問題,在場的人大氣不敢出,連旁邊白人高層都沒有他給的壓力大?!? 一位曾經與張忠謀打過交道的國外半導體企業領導,形容他“比任何人都嚴格和可怕”。

  張忠謀自己也說過,有太多人很不喜歡他。但制造業,卻離不開這種人。

  在進入德州儀器之前,張忠謀在一家名叫希凡尼亞的晶體管公司做“產線工頭”,每天都要跟十幾個作業員一起做焊接晶體管的工作。這項工作在當時是個手藝活——你得在一個放大鏡的輔助下,手工把銅絲焊接到電極上。

  手工,便意味著“不穩定”,因為效果完全取決于單個操作員的焊接水平,因此良率自然不會高。他觀察了幾天,竟然用學過的理論知識搞出一套“間接加溫法”,一下子提高了良率;接著,他又拿著這套新方法“訓練”了兩個作業員,最后,一整條產線換上了他創造的焊接方法。

  這樣的故事,基本貫穿了張忠謀的前半生。

  無論是在希凡尼亞,還是后來進入處于黃金時代的德州儀器,他從未改變過長時間蹲守一線的作風,也從不一味遵從舊的產線規格——一看老方法不奏效,就開始琢磨怎么利用理論知識改進生產流程。

  作為名副其實的流程管理大師,張忠謀贈予整個產業最寶貴的個人財產,便是強大的生產流程管控能力。

  一方面,他懂得將思維程序與理論依據滲透到內核復雜的機械實體中;另一方面,他深知將產線上的“人類”進行合理調配的重要性——將工程師、生產員以及作業員的利用率達到最大化。

  很遺憾的是,這些技能只有親臨現場,才有機會徹底掌握。

  2008年全球金融危機,臺灣半導體產業受到重創。臺灣力晶、茂德等內存廠商出現巨額虧損,一蹶不振,臺積電也沒能幸免,2009年第一季利潤下滑95%;與此同時,AMD公開承認臺積電40納米的良率不足,也有臺媒爆料臺積電良率不足導致許多訂單被搶。

  2009年,張忠謀以78歲高齡重新執掌臺積電,2010年,臺積電第一季稅后盈利達到11億美元,成為當年盈利額最高的臺灣科技公司。


  三年時間,臺積電重回巔峰

  “對于科技產業來說,具備技術門檻是沒錯。但半導體涉及到生產制造。對于整個高端制造行業,比‘技術’更重要的元素,其實是‘管理’。

  當一個問題變成技術流程管理問題的時候,就一定比技術問題復雜?!?/p>

  斯坦福大學畢業,做芯片十余年的芯英科技創始人楊龔軼凡坦言,行業內都清楚一個事實,科技類企業越偏生產制造,“人”的重要性就越強。

  “一旦涉及到生產流程,就意味著有若干道工序,而每個工序又包含著若干臺精密儀器。即便一臺機器的良率能達到99%,那么兩臺、三臺放在一起呢?管理不善的話,整個流程上的二三十臺機器,跑一遍下來可能良率1%都不到?!?/p>

  因此,做高端制造的優秀人才一般都能耐得住寂寞,而且不會太年輕。

  一方面,他要有前線作戰經驗,另一方面,還得管控過整個流程,做出過不錯的量產結果。因為在課堂上你是永遠學不到怎么去管理半導體設備的,只能親自去蹲產線,慢慢做到比較高的職位,縱觀過整個產線的運行方式,才能做出好的流程控制。

  “我每天8點去上班,7點回家吃個晚飯,晚上再去產線繼續盯著。幾個月都沒有起色,但我們一直在不斷變動生產流程,到第四個月,有了質的突破?!痹趶堉抑\自傳中,他管理才能的積累,全都藏在這些一做就是十年的瑣事中。

  也正是由于這種管理人才需要實地培養多年,因此中國大陸著實不多。

  這也是為何以中芯國際代表的大陸晶圓廠們,十幾年來拼命挖臺積電等一流工廠的人才,而且挖的不是一個兵,而是一個“帥”,或是一個“師”。

  當然,這也從反向印證了,為何大陸有些投入百億人民幣建設的晶圓廠,最后因管理不善而倒閉。

  一位匿名芯片從業者認為,中國一直都面臨很嚴重的人才錯位。十幾年前就在說制造業管理人才的重要性,但如今仍然是一個很大的問題。

  “也不能只靠挖人,不然持續訴訟是個很大的麻煩。重點還是要讓老一輩‘匠人’的經驗傳承下去,是時候去重點培養高端制造業的管理人才了?!?/p>

  10年前,有本很暢銷的書叫做《中國不高興》,現在來看雖然有些觀點不一定有人喜歡,但依然很有說服力:

  “曾幾何時,在中國這樣一個說法流行了起來:制造業是低智商、低層次的人干的,其結果是費力而好處全被別人拿走;真正高智慧、高層次的人是從事金融業,打贏金融戰爭。有些書還會舉出種種數據,說明中國從事制造業是多么的‘虧’。

  “就經濟發展戰略,乃至人們的價值導向而言,再沒有比這種說法更誤國誤民的了?!?/p>

  “把臺積電的晶圓切開看,每一寸都刻著‘誠信’”

  我們翻閱臺積電的年報,發現了一個有意思的事情。他們每年年報里的“公司介紹”,開頭總是這句話:“臺積電不以自己的名義設計、制造或銷售任何半導體產品,確保永遠不會與客戶競爭?!?/p>

  張忠謀多年在各地的公開演講,主題有很多,但落腳點只有一個,便是“誠實正直”。他的這句話激勵過無數想要成功的制造企業:“誠實正直是臺積電的經營理念,也是未來最好的保護傘。因為沒有具體的東西可以保護你,只有價值可以,而‘誠信’是價值的一部分?!?/p>

  1999 年,張忠謀去領全球無晶圓半導體產業協會頒給自己的“模范領導獎”時,獲獎感言再一次提到了“誠信”:

  “我非常感動,因為這是客戶給的。我們的理念一直就是為客戶赴湯蹈火,為他們保守秘密,讓大家一起成功。這個獎是對我理念的一個肯定?!?/p>

  保守秘密,說到做到的人都不多,那么一家擁有上萬名員工的國際企業呢?

  “21世紀初的時候,好多公司都揚言說自己可以幫你做代工,但代著代著,你就發現怎么這些代工廠就自己開始做芯片設計了,甚至出去偷偷另開一家IC設計公司,轉身搶你的生意?!痹谝晃慌_灣半導體從業者眼中,這些都是血淚斑斑的產業史。

  他透露,聯電逐漸沒落的原因不全是技術上的落后,還有“能不能為客戶保守機密”的問題。

  作為臺灣第二大晶圓代工廠,聯電曾在1996年被客戶質疑偷偷設立IC設計部門。之后,聯電將設計部門剝離,也就是后來的聯發科、聯詠、聯陽半導體等設計公司。

  “當時很多別的品牌,譬如像高通、索尼把自己的晶片給聯電做,最后就發現,怎么聯電自己就去做IC設計了?這也是為何英特爾還堅持做一體化的部分原因,因為他們覺得代工廠不會幫客戶保守好秘密?!彼H身經歷過那段臺灣半導體產業用訴訟互斗的灰暗時期。

  “但是這么多年,有一家公司真正做到了‘保守秘密’,或者說真正取得了所有芯片設計公司信任。就是臺積電?!?/p>

  張忠謀一直掛在嘴上幾十年的“誠信為本”,如今真的變成了臺積電僅次于生產能力的競爭底牌。

  2005年就大力涉足晶圓代工業務的三星,在2011年被蘋果控告抄襲自己的手機和平板設計后,便陸續丟掉了蘋果后來的處理器代表訂單。而這筆訂單,自然就落在了臺積電手里。

  “沒抄襲是不可能的。拿著別人的芯片設計圖紙,可以順藤摸瓜把手機的設計也搞出來。iPhone 的出貨量后來被三星超了,追根溯源就是找三星做了代工,這是在搬石頭砸自己的腳?!? 一位半導體從業者認為,激烈的競爭、豐厚的利潤和交叉的業務領域,很難不讓半導體企業萌生小心思。

  2019年,高通把自己的旗艦移動處理器驍龍865代工權也交給了臺積電,而不是另一個“熱門候選”三星。有意思的是,盡管高通對此的解釋是“對產能有顧慮”,才沒有把高端系列交給三星。但韓媒Business Korea卻主動揭了自己國民企業的“短處”:

  “三星的制程產能比臺積電提早幾個月,但卻只能負責S765等中端產品,最主要原因就是要防止三星在檢查設計圖時偷走高通的技術。而蘋果的處理器與華為海思,都有同樣的顧慮?!?/p>

  除了做到保守秘密,張忠謀甚至堅持將對客戶的承諾“凌駕”于利潤之上。

  2000年,臺積電工廠的產能緊張,在開會決定產能分配時,很多人建議給出高價的客戶先出貨。張忠謀在討論期間始終保持沉默,但最后卻撂下這樣一段話:

  “大家不要討論這么多。要做到的第一點,便是‘遵守承諾’,假如以前有講過給多少,就先做到給多少。滿足了承諾,看誰跟我們關系最好;如果有多余,再看利潤?!?/p>

  當時一位加入臺積電不就得美國業務副總裁后來提到,他是生平第一次聽到“把利潤放在最后”這種話。

  誠信,是設計公司與晶圓代工廠相互依存的基礎,也是激烈的競爭環境下必然存在的制衡。而最大最后的贏家,便是“不貪”的那個。

  “把臺積電產出的晶圓切開來看,每一寸都刻著誠信?!弊髡哂嘁朔荚凇杜_積電DNA》這本書里如此評價臺積電。


  臺積電不只是“臺積電”

  “在我眼里,中國大陸就一家高科技公司,就是華為。因為他們做出來了中國在歷史上從來無法與歐美及日本抗衡的東西?!?/p>

  一位芯片從業者直言不諱表達了對華為的尊敬。他指出,華為成功在由數十年被國外嚴防死守的芯片設計防線上,戳了一個小窟窿。

  但也僅僅是一個小窟窿,稍用一些方法,就可以被堵上。

  事實上,中國要想在半導體產業上取得話事權,絕不可能只靠一家甚至兩三家“華為”;而每一家“華為”,也不可能只靠自身或某個區域的合作伙伴。

  首先,像臺積電這種壟斷型半導體企業,其崛起的過程,其實也是一部臺灣半導體產業集群的成長史。在它的背后,是臺灣省強大的消費電子集群與半導體產業集群。

  正如開頭張肇壯所說,臺積電一開始的幾年因為想避開與日韓存儲芯片的正面競爭,只小規模生產一些具備特殊功能的芯片,市場不大,也沒人愿意給臺積電下訂單。除了連年虧損,臺積電甚至于被外界戲稱為飛利浦的“專用代工廠”。

  但很快,臺積電有了越來越多來自島內產業的支持者。威盛、力晶以及茂德等一大批芯片設計廠商陸續進入國際市場,以日月光、京元電子為首的封裝與測試廠商也同樣是在80~90年代崛起,逐漸與臺積電、聯電等企業構建起了相對完整的產業閉環鏈條。

  這在很大程度上要“歸功”于臺灣當時的特殊時代背景。

  80年代的臺灣承接了美國以個人電腦為核心的通訊電子組裝代工產業,宏基、HTC與富士康等企業就是在那個時候完成了第一階段的技術與資本積累;

  但到了90年代,個人電腦產能逐漸超出了消費者的購買能力,激烈的市場競爭讓消費電子硬件的成本被不斷壓制,這便導致本就利潤微薄的組裝產業更是雪上加霜。

  也就是在這時,臺灣本地電子產業的擴張與電腦生產工藝的成熟,開始催生出往中上游延伸的新產業——零部件設計與加工。很多電腦生產商的想法其實很簡單:既然利潤很低了,那芯片就不要進口了,本地搞就好了。

  因此,臺積電等企業的出現更像是一種“配套工序”,但卻最終延伸出一個全新的產業集群,讓臺灣省真正有了技術輸出的底氣。

  其次,從全球整個全球半導體產業的鏈條來看,那就更是一個復雜到驚人的生態了。

  諸如“刻蝕機”、“離子注入機”、“擴散爐”、“涂膠顯影設備”等看著就眼暈的名詞,其重要性和制造的難度完全不亞于光刻機,都是生產線上不可缺少的設備,且必須要交由大量來自不同國家的企業共同制作完成。(見上圖)

  “光芯片制造用的設備就200多種,制造的工序就不少于20道,設備多是歐美和日本制造,而且還需要配套的材料與氣體。

  “可以說,每臺設備,每道工序,就可以形成一個鏈條;而每個鏈條,還有一個子鏈條。每個子鏈條里,都有一兩個不為人熟知的500強企業?!?/p>

  因此一位不愿透露姓名的國內半導體企業高層認為,最近傳聞的“華為正說服臺積電設立非美系設備生產線”的做法,是很不現實的。

  “短時間這樣做是不可能的,中長期犧牲性價比的話是有可能的。但作為商業公司,華為與臺積電都要付出極大的代價?!?/p>

  舉個例子,芯片制造工藝的頂級技術之一——極紫外光刻(EUV)從1996年便開始研發,但直到2014年才被阿斯麥(ASML)應用并制造出7nm工藝的極紫外光刻機。

  而在這整整18年時間里,共有超過5個國家,30多家芯片產業鏈企業與研究機構貢獻了自己的智慧與財力。而其中的關鍵參與者,便是阿斯麥與臺積電,二者幾乎是共進退的關系。

  就像阿斯麥與臺積電不可替代的地位一樣,每個半導體強國都有十幾家企業具有壟斷優勢。譬如日本的東京電子、尼康等清洗與顯影設備制造商。

  制造工序中必不可少的清洗、干燥與影像設備,都需要使用一些如“洗滌藥水”、“抗蝕劑”等液體材料進行調配。

  換句話說,以上設備涉及的技術,要通過硬件與液體的精細整合來實現。這完全取決于日本工匠師傅的手藝活,根本無法被轉化成標準化文件。

  這約等于,在這道工序的產業鏈上,其他國家連模仿都搞不來,完全由日本獨霸。

  因此,半導體,既是一個隨時會遭到致命打擊一蹶不振的產業,也是一個絕不可能憑一國之力就能做成的大事。從一誕生,它便帶著“一個好漢三個幫”的天然屬性。

  “你覺得中芯國際與臺積電之間的差距,僅僅是14nm與5nm的制程代際差距嗎?不,是沒有最先進的芯片設計公司給他們‘試錯’?!?/p>

  一位有生產經驗的晶圓工廠管理者列出了中芯國際面臨的三個主要問題:投資、管理,以及到底有多少客戶愿意去“試”他們的產線。

  “你看臺積電為什么越來越強,把別家拋的越來越遠。因為臺積電的新制程都是靠客戶幫他們越調越好的,產線良率當然會‘蹭蹭’往上長?!?/p>

  就像大廚買了一把新鐵鍋,一開始肯定不趁手,但越用越熟練,越用越好使。

  “像臺積電這種代工廠,首先肯定得自己先把這幾十道復雜工序跑通,這也是為什么它之前收購了很多芯片設計公司。跑通了它才能拿去賣,但產線一上來可能良率只有20%~30%,這時候怎么辦?當然是讓英偉達、AMD這種芯片設計公司來幫他調試。

  “不同客戶設計的芯片肯定千奇百怪,中間一定會產生很多問題。一個一個解決了,那么良率就會有很大提升?!?/p>

  7nm,有AMD英偉達以及華為的大筆訂單幫他們去提升良率與產能;5nm,已經被蘋果、華為以及英偉達提前預定。

  也就是說,隨著這些設計領域的核心玩家,用自己最先進的技術能力幫助臺積電調試升級芯片工藝,馬太效應與規模經濟效應將會在臺積電身上加倍呈現。

  還記得臺積電建立初始階段,邀請英特爾為自己“挑錯誤”嗎?那便是格外關鍵的一步。

  因此,外界解讀中芯國際可以幫華為的低端產品緩解一定壓力,其實反過來看,華為也是在“幫”中芯國際向更高的良率和產能沖刺。

  這正如臺積電的崛起給專業芯片設計產業帶來了巨大鼓舞一樣,上世紀90年代以后,設計公司與臺積電便形成了一種良性循環互動——

  得益于90年代中期個人電腦市場巔峰時期對ROM磁盤驅動器、音效調節器等外圍設備芯片的龐大需求,硅谷的芯片設計公司如雨后春筍般冒出來,甚至不少創始人就是臺灣留學生,譬如可編程芯片公司Lattice、存儲技術公司SST、Oak以及控制芯片設計公司Opti等等。

  由于這類產品的規格變動迅速,需求量很大,因此需要晶圓代工廠具備更短的交付周期、靈活的服務以及更好的價格,而傳統IDM們顯然做不到這些。

  “為什么臺積電與很多創業公司保持著良好的關系,其實是延續了他們對待這類客戶的傳統,支持和幫助這些企業逐漸壯大,同時這些企業的新技術也可以分享給自己。

  我們也希望大陸的晶圓廠與芯片設計公司有如此良好的互動。其實中芯國際現在的14納米也沒那么成熟,需要很多國內的芯片設計公司幫他去推進。反過來中芯國際也肯定會促進中國一大批設計公司的崛起?!?/p>


  結尾

  最近越來越多的人在質疑技術產業是否存在“彎道超車”這個詞。

  “一方面,別人用幾十年累起來的東西,我們不要指望用幾年,甚至十年就能趕上,除非對方就停在那里等你。另一方面,這個產業,一開始就是經濟全球化的縮影,‘一個都不能少’”。

  一位專注于半導體領域的投資人指出,芯片這么復雜的一個供應鏈,代工企業中國臺灣最好,設備荷蘭最好,材料是美國和日本最好。萬萬億價值的產業鏈不可能說做就做,說換就換。

  但也不可能什么都不做。

  “中芯國際距離臺積電還有很長的路要走,這是必然的。封裝測試,芯片設計環節我們有了不錯的公司,但整體還是很弱。

  “半導體行業很苦,即便投資再多,整個過程也不可能變的容易。因此,投資領域也需要有跟半導體人一樣吃苦的決心??吹絾栴},解決問題,不要妄自菲薄,但也千萬不要學互聯網那些浮躁的毛病?!?/p>

  不要忘記無數半導體歷史前輩們為我們驗證過的“不可能”:一個技術節點,大象可能被絆倒,而蚍蜉可能因此撼樹。

  或許就如張忠謀所說,在每一個“技術轉折點”出現時,大公司不見得比小公司強,小公司與大公司幾乎有均等的機會。

  以小搏大,是可能的。

  來源:虎嗅科技組的宇多田


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