历史进程中的台积电

2020-05-28     新10亿商业参考

原标题:历史进程中的台积电

1985年,54岁的张忠谋最后看了一眼德克萨斯州,登上了一架跨越太平洋、飞向台湾岛的飞机。

自此,他与过往的职业生涯作别,出任台湾工业技术研究院院长,开始了人生的下半场。

两年后,在台湾的新竹科学园区,张忠谋创建了台湾积体电路制造公司,即台积电——全球第一家专业代工公司。

上世纪八十年代的台湾,还以劳动力密集的轻工业、加工出口业为主,因此既没有多少人了解半导体产业,也没有多少人看好张忠谋创立的台积电。

然而正是这个横空出世的半导体企业,在33年的时间里,以一己之力改变了全球半导体产业的生产链,也重塑了台湾地区的经济命脉。

01

张忠谋的下半场:回台湾,创办台积电

虽然顶着“亚洲四小龙”的光环,但上世纪70年代,台湾的经济走入了一个窄胡同。

当时,台湾主要的经济支柱,还以劳动力密集的轻工业、加工出口业为主。而这些产业在发展多年后,已经到了一个增长的瓶颈期。

而70年代欧美爆发石油经济危机后,台湾受原材料价格影响,更是苦不堪言。以至于后来回忆当时的情况,孙运璿都不禁感叹:

此乃今后存亡之关键所在,我如失败,将成为千古罪人矣。

在这样的背景下,推动产业结构升级势在必行。

1972年,在孙运璿的推动下,一个以政府资金为主的半官方机构——工业技术研究院诞生了。

先有工研院,后有台湾半导体。在成立后,作为台湾最大的产业技术研发机构,工研院成了半导体产业从无到有的先锋。

1974年,在台北南阳街一家叫做“小欣欣豆浆店”的早餐店,孙运璿和美国无线电公司(RCA)的研究主任潘文渊畅谈了一个小时,定下了台湾未来的发展方针:

集成电路将成为下一代产业蓝图。

为了争取时效,尽可能快的推进台湾的半导体产业,孙运璿和潘文渊还确定了一件事:从美国寻求合作伙伴,以及挖美国牛人。

台湾的半导体产业,在“豆浆会议”后正式启程了。

1975年,美国RCA公司获选为台湾集成电路合作计划的伙伴。第二年,工研院派出了一个19人的年轻工程师团队。

回过头再来看,当初的这个工程师团队可谓是大佬云集,包括后来联发科董事长蔡明介、联电董事长曹兴诚、台积电副董事长曾繁城,都曾是这个团队的一员。

而除了推动工研院成立、确立发展方针外,孙运璿对台湾半导体产业还有一个重要的贡献,就是挖回了张忠谋。

孙运璿就像是张忠谋的伯乐,在功成名就后他曾回忆道:

“没有孙运璿,1985不回台。”

那孙运璿为什么要挖张忠谋回台呢?

当时,张忠谋是世界顶尖的半导体人才。早在20世纪60、70年代,张忠谋就带领德州仪器在全球掀起过半导体大战,在这个行业里,他是一个“让竞争对手发抖的人”。

1983年,已经做到了德州仪器“三把手”的张忠谋,因和集团理念不合选择分道扬镳,辞去了集团总经理的职位。

1985年,张忠谋收到了孙运璿的邀请,出任工研院院长一职。两年多后,工研院推进了和荷兰飞利浦电子合资成立半导体制造公司。

而这个半导体制造公司,正是位于新竹科学园区的台湾积体电路制造公司,即台积电——全球第一家专业代工公司。

台积电是怎样一家公司呢?

集成电路,即芯片的整个生产流程,主要分为三个部分:前端的芯片设计(design)、后端的晶圆制造(mfg)、封装测试(package)。

在台积电成立前,半导体公司们只有一种运作模式,即一揽子全包,由一家公司来独立完成设计、制造、封装测试等环节,这种模式被称为IDM(Integrated Design and Manufacture),典型公司有Intel、镁光、三星、德州仪器等。

但IDM的门槛实在是太高了。仅以IC制造环节为例,要通过近5000道工序,把数亿个晶体管,在一片只有指甲盖大小的硅芯片上制造出来。

坊间形容IC制造的难度,还有一个形象的比喻:

相当于在一个几厘米见方的小地方,建造一座千万级规模的超级城市。

而企业如果要做IDM,就意味着要再加上设计、封装测试等环节,难度不言而喻。

台积电成立后,这一整套生产环节被分割成了设计端和制造端,也出现了两个细分行业:

从事IC设计的,没有代工厂,这类公司被称为Fabless,比如苹果、高通、华为海思、展讯、联发科等。

从事IC制造的,不做设计,这类公司被称为Foundry,最典型的就是台积电,还有中芯国际、华力微、联电等公司。

因此,台积电创建的Foundry代工模式,可以说彻底改变了半导体产业的生产流程,就连美国《商业周刊》也称:

“他的决定成为半导体历史的分水岭。”

而过去几十年的经验也证明,这种分工的模式确实效率更高、成本更低。

在张忠谋的带领下,台积电进入了发展的快车道。

1994年,台积电在台湾证券交易所上市;1997年,台积电开始在纽交所挂牌交易。

2000年,台积电推出了“群山计划”:针对五家采用先进工艺的IDM大厂,为其量身订做解决方案。

通过“群山计划”,德州仪器、意法半导体、摩托罗拉等越来越多的巨头开始尝试放弃自建晶圆厂,也意味着它们越来越依赖台积电的生产线。

台积电开始弯道超车,毕竟在制造行业,

谁掌握了生产,谁就掌握了话语权。

02

台积电狙击中芯国际

在半导体产业史上,有一场必须提的、旷日持久的官司,即台积电和中芯国际的恩怨纠葛。

其实,台积电的创始人张忠谋和中芯国际的创始人张汝京渊源颇深,两人的经历有很多神奇的重叠之处。

比如张汝京是在1977年加入德州仪器,此后20年都在此履职;而张忠谋离开德州仪器,是在1985年。因此有8年时间,虽然没有任何交集,但两人也算的上是同事。

但年龄相差17岁的两人,在德州仪器的职位等级差别也很大。

根据张汝京后来的回忆,自己的老板是Martin Cooper,Martin的老板叫Kirk Pond,Kirk的老板是Ron Richie,Ron的老板才是Morris,即张忠谋。

再比如两人建厂的第一站,都是台湾。

1997年,张汝京回岛创办世大半导体,继台积电和联电之后台湾的第三家晶圆代工厂商。

但张汝京和张忠谋在半导体商场上的第一次会晤,还没开始交手,就以张汝京出局终场。

世大成立三年后,大股东以50亿美元的价格把公司卖给了台积电。

那台积电为什么要收购世大半导体呢?其实,最关键的原因在于:扩大产能。

当时,芯片的需求愈发旺盛,而台积电的竞争对手联电,则在1999年合并了5家公司,资本额超过了800亿。

因此,台积电想要在竞争中不落败,就势必要走上并购扩张的路子。

而在世大被收购后的第二个月,张汝京筹资14.8亿美元,在开曼群岛注册成立了中芯国际集成电路制造有限公司。

踌躇满志许富贵,无言相告走麦城。这一次,张汝京把中芯国际开在了上海浦东的张江高科技园区,开始了大陆晶圆制造的民营时代。

中芯国际的上半场是2000年到2003年之间,“建厂大师”张汝京所向披靡,在不到四年时间里,中芯国际就拥有了4座八英寸厂,还有1座12英寸厂。

到了2003年,中芯国际的产能达到了每月6万片,累计销售收入达到30亿元。除了中国的消化能力外,中芯国际大部分订单来自海外,并成功联姻多个国际巨头,比如IBM、东芝、高通、博通……

据AI财经社报道,有知情人士回忆,当时的张汝京曾私下称:

当时中芯国际与台积电的差距只有一两年,甚至他只要9个月就能赶上新竹那个老大哥,并预计90nm的工艺将超过台积电。

但商场如战场,更何况张忠谋是一个掀起过全球半导体大战的人,很快,台积电的反击袭来,中芯国际也进入了挫败重重的下半场。

2003年,台积电陆续向美国多个地区法院,以及美国国际贸易委员会提起诉讼,请求判定中芯国际侵犯其专利权、窃取商业秘密、不正当竞争和干扰经营,要求其支付10亿美元违约金。

当时有分析称,台积电对于起诉的时间点有深层考虑:

1、遏制当时因为低价格与中芯国际签单的北美客户群;
2、让中芯的IPO计划受挫。

台积电和中芯国际的官司一打就打了六年。

2005年时,双方曾达成过一次和解,中芯国际向台积电支付了大约1.75亿美元。

一年半后,台积电再次状告中芯国际,称它违反了2005年达成的一项和解协议,盗用公司商业机密。

对于台积电再掀战火,有分析认为,可能是针对中芯国际90纳米技术而来。

“当时,中芯国际已将工艺迅速推进到0.13微米甚至90纳米,而台积电在大陆还只能提供0.25微米的工艺,于是台积电再次打官司阻止中芯国际。”

两次诉讼,都是以台积电胜诉告终。

2009年,中芯国际再次与台积电签订和解协议:向台积电分期4年支付2亿美元现金,同时向台积电发行新股及授予认股权证,交易完成后台积电将持有中芯国际10%股份。

据传,事后台湾媒体曾得意地称:

“我们从此控制了大陆芯片业的半壁江山!”

台积电的两次阻击,正好都打在了中芯国际的七寸上,不仅让它元气大伤,更是拖垮了它发展的脚步。

自此以后,苦于没有ASML的高端光刻机,中芯国际一直只能接中低端的代工订单。

中芯国际有错么?确实有,但代价过于沉重。

据说,在接到律师通知的那一刻,张汝京在电话前放声痛哭。第三天,张汝京引咎辞职,离开了为之奋斗了9年的中芯国际,称

“由我来做个了结。”

近几年来,作为国产代工企业的龙头,中芯国际一直在制造工艺上猛追不舍,但还是落后于第一梯队(台积电、英特尔、三星)。

而台积电的命运则和中芯国际云泥之别。

2017年,台积电承包了全世界56%的晶圆代工业务,规模和技术均列全球第一,并且台积电的市值已经超过了英特尔,成为全球第一的半导体企业。

在打官司期间,中芯国际于2004年于纽交所上市,不被美国股市待见,最终于2019年从纽交所退市。

而据统计,自上市以来,截至2019年9月5日,台积电的市值已经成长了近97倍。

另外,大陆的半导体产业,和张忠谋、台积电之间的纠葛还远未结束。

目前,有不少出身台积电的重要人物出走,投身进了大陆半导体事业。

比如出走台积电投奔三星的梁孟松,曾帮三星夺得了苹果A9处理器的订单。2018年,梁梦松又成为中芯国际的联合CEO,快速拉升中芯国际的工艺研发速度。

03

博弈风暴中的华为与台积电

2019年6月18日,台积电在上海举行技术研讨会,并首次对大陆媒体开放。

会上,台积电总裁魏哲家说了一句话,台下的客户们都发出了默契的笑声:

“有一个人把世界搞得很凄惨。”

台积电的技术研讨会,每年都会有数十家企业如期参与,而2019年有一个特别之处,在研讨会的签到处,台积电给华为海思开辟了一条单独通道。

其实,就在这场研讨会发布前不久,特朗普将华为列入了实体清单:

销售给华为的产品当中,涵盖硬件、软件等的美国技术含量超过 25%(包括制造地位于美国、技术源于美国,以及源自美国的内容超过 25%,但在美国以外制造都算),就会被要求“断供” 华为。

禁令发布后,英特尔、高通、博通、美光……诸多美国半导体巨头,都立刻发出声明,冻结出货给华为。

一时之间,全球半导体产业风声鹤唳。

而华为海思的总裁何庭波立刻进行了回应,称将启用“备胎”计划,

“这是历史的选择,所有我们曾经打造的备胎,一夜之间全部‘转正’!”

但华为海思只是芯片的设计端,那芯片的制造怎么办呢?

来自海峡彼岸的半导体巨头台积电,在“实体清单”公布后的第一时间表示,

经过评估后,源自美国的技术含量并未超过25% ,认为出货给华为海思并没有违反出口管制规范,将会持续出货。

华为站在了中美两国科技摩擦的风口浪尖,而海思的IC设计、台积电的IC制造,则成了华为正面硬刚、持续出货的底气所在。

那台积电为何要力挺华为呢?从商业的角度来看,商人都是逐利的,而华为对于台积电而言,是不可或缺的大客户之一。

由于台积电不透露客户的具体名单,有业内人士曾预测:

目前台积电前两大客户分别是苹果与华为海思,两大手机芯片巨头贡献台积电收入超过40%。

而紧跟其后的,才是高通、博通、NVIDIA、AMD、联发科等世界上最著名的IC设计企业。

但树大容易招风,企业越大,越是会牵一发而动全身。

因此在中美贸易持续摩擦的特殊阶段,半导体制造巨头台积电的一举一动都备受关注,它牵动着产业链上下游的命脉。

2019年,已退休的张忠谋回台积电致辞时,曾说过这样一句话:

“世界局势变化大、不再平静,但台积电已成为地缘战略家的必争之地。”

过去一年来,台积电夹在中美博弈之间,确实成了众矢之的,美国一直在要求台积电赴美设厂。

但出于种种顾虑,再加上台积电一直宣称要“科技中立”,称自己是“大家的代工厂”,因此它的态度一直很暧昧,既没明确答应,也不直接拒绝。

然而今年,美国直接更改了许可证的条件:

“美国工业与安全部15日宣布新规,要求厂商将使用了美国的技术或设计的半导体芯片出口给华为时,必须得到美国政府的出口许可证,即使是在美国以外生产的厂商也不例外。”

说的通俗点,就是任何与华为有合作关系的上下游企业,都将被美国纳入监管之下。

而在这个关键时刻,在要不要赴美建厂的问题上,台积电迈出了关键性的一步。

5月15日,台积电发表了一份官方声明:

此座将设立于亚利桑那州的厂房将采用台积公司的 5nm 制程技术生产半导体芯片,规划月产能为20000 片晶圆,将直接创造超过 1600 个高科技专业工作机会,并间接创造半导体产业生态系统中上千个工作机会。该晶圆厂将于 2021 年动工,于 2024 年开始量产。2021 年至 2029 年,台积电于此项目上的支出(包括资本支出)约 120 亿美元。

5纳米晶体管芯片,这是目前体积最小、速度最快、能效最高的芯片。但以一座产能20000片的12寸厂而言,投入120亿美元的成本,或许并不是这一笔划算的买卖。

因此,在台积电做出这个决策后,就有分析认为:

台积电却突然下定决心,究其原因,或许是政治因素占主导。在此前多次“婉拒”美国人的“威逼利诱”后,台积电这次态度大转弯背后主要是多种原因在发酵,面临着对美“不敢说不”的巨大压力。

那台积电赴美建厂的影响会是什么呢?

5月18日,“台积电赴美建厂”的消息发酵后,很快就传言满天飞,称“台积电停止接受华为海思新订单”,虽然台积电很快回应是“市场谣言”,但从市场的反应来看,其实大陆最大的担心,正是“台积电是否会断供华为海思芯片”。

而对于台积电赴美建厂一事,业界有一种看法为:

一方面是特朗普政府坚定的 “美国制造” 政策,台积电有压力要需要卖面子给美国,而另一方面,也是想为 “华为难题” 解套。

5月25日,最新消息称台积电正协调高通、联发科、AMD、英伟达等厂商,先挪部分订单给华为。

台媒的说法是:

台积电争取在120天的缓冲期内,先帮华为生产足够的芯片。

另外,台积电对于美国建厂的时间点选择非常微妙。

2024年落成,意味着美国下一任总统任期结束之后才能看到,在IC制造日新月异的当下,届时5纳米工艺早已不是台积电最先进的技术。

由此来看,或许台积电并不愿意将最先进的生产线布局在美国。

结束语

毫不夸张的说,从设计到制造到封装测试,芯片的每一个生产环节,都体现着人类迄今为止最复杂的工艺。

无论是小到日常生活相关的电视机、洗衣机、移动电话、计算机等家用消费品,还是大到传统工业的各类数控机床和国防工业的导弹、卫星、火箭、军舰等,都离不开芯片。

2018年,美国政府制裁中兴通讯,让很多人第一次了解到芯片的重要性,也再一次验证了“落后就要挨打”的真理。

2019年,美国政府将华为列入实体清单,并一直在对华为围追堵截,由此也让我们明白一个道理:

仅有IC设计的能力还远远不够,没有IC制造能力,设计只能是纸上谈兵。

而现状是,在IC设计领域,或许我们还有一定的话语权,但在IC制造领域,大陆最强的中芯国际,距离台积电则还有三到五年的差距。

企业影响越大,越容易牵一发而动全身。作为全球第一的晶圆代工企业,大陆需要台积电代工,而美国也无法容忍台积电“科技中立”。

那台积电的未来会何去何从呢?

在被卷入各种纷争后,夹杂在中美博弈之间的台积电早已不再是“大家的代工厂”,而是中美、两岸博弈过程中,被裹挟的“地缘战略家的必争之地”。

参考资料:

《中国芯酸往事》,饭统戴老板;

《历史转折中的台积电》,AI财经社;

《一个90后看张忠谋:86岁的台湾半导体之父为什么不能退休》,虎嗅;

《台积电还是选边站了:台积电决定在美国建厂,集成电路封锁进入新阶段》,西雅图雷尼尔;

《TMT行业深度研究报告:从台积电核心能力,看半导体行业趋势与国产化路径》,兴业证券;

文章来源: https://twgreatdaily.com/zh-hans/ce5WWXIBnkjnB-0zx3mb.html




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2021-08-19