台積電的未來

在十幾年前,我在大學期間和同學討論台灣地區的晶元產業。主要是三座高山,難以企及。

  • 晶元設計業的威盛。
  • 晶元製造業的台積電。
  • 晶元封測業的日月光。

這三家企業代表了晶元行業三個重要方向設計,製造,封測,都是全球範圍的佼佼者,而時至今日

威盛被英特爾和AMD夾擊,日薄西山,早已被兆芯收購。

日月光因為大陸封測產業的崛起,從「白月光」變成了「米飯粒」。

只有台積電橫跨幾十年,成為真正了「神山」,帶動了台灣地區半導體產業的發展,在不少台灣地區年輕人眼裡,「圓滿的人生」就是:讀建國(高中),上台大(台灣大學),進台積電(工作)。

而其創始人張忠謀,如今台灣半導體產業的「媽祖」,成為了蔭蔽著全台灣地區最後榮耀的科技之神。

2021年8月,台積電的市值台積電市值達5731 億美元,順利超過騰訊(約 5186 億美元)、阿里巴巴(4364 億美元),位居亞洲第一。

台積電達到了一個頂峰。

第一,技術到頂。技術瓶頸快要到來,納米尺度下量子效應不是人力可為,硅原子本身也才0.12nm。今天的先進位程,早晚都要變成成熟製程。就像2010年前看28nm,高不可攀,2030年後的人看5nm,也一樣。10年後1nm以下還能走多遠,這個很難說,5nm開發成本接近5億美元,至於10年後更先進的工藝,玩得起的廠商就更少了。台積電的技術優勢不是天生的,也不是一成不變的。製程越來越貴,玩家就越來越少。技術瓶頸卻越來越多,疊代周期越來越慢。

第二,佔有率到頂,從全球的競爭態勢,美國,中國,歐洲都想晶元製造業本地化。台積電已經佔有全球代工的53%,第二名是三星,大約15%,未來份額進一步逆水行舟。先進位程有三星,intel的競爭。成熟製程,中國大陸的崛起都是不可避免的,2020年疫情中的半導體設備市場,中國大陸成為了全球最大的半導體市場,大陸佔了26.3%。其次是中國台灣,佔了24%,韓國佔了22%,其次是北美9%,日本10%,歐洲3.9%;中國增長了最多,首次佔據了第一名,大家都知道,中國台灣和韓國投資的主體分別是台積電和三星,大陸買了這麼多的設備,後續幾年陸續投產後就能看到結果,不要著急,需要讓子彈再飛一會。

鮮花著錦,烈火烹油,在目前全球晶元產能緊缺下,台積電作為藍星頂級的晶元製造「神山」,有著其他競爭者難以企及的優勢。
但是人們往往容易高估短期趨勢,而低估長期趨勢。這個領域的競爭,從未結束,也遠沒有結束。


台積電崛起背後的故事:

1:「工研院」的創立

1972年,小蔣擔任台灣地區「行政院長」,為以後接班做準備。小蔣這個蘇聯莫斯科中山大學的畢業生,在其任內,開啟了台灣「十大建設」,小蔣重用了一批理工科基礎的優秀人才,開始了「小蔣時代「在其任內奠定了台灣地區現代化的基礎,也成就了台灣地區「亞洲四小龍」的地位。

「小蔣時代」時代,其中最有影響力的人物就孫運璿。

孫運璿,山東蓬萊人,1934年,第一名的成績畢業於哈爾濱工業大學,孫運璿不願意為當時的偽滿政府和日本人效力。所以畢業后前往天津,投靠當律師的父親,后又經介紹加入江蘇省連雲港電廠建設。1936年因為發表的論文「配電網新演算法」受到當時政府高層的賞識,參與湘潭湘江電廠的籌備與建設。

此後隨國民黨來台,用了二十年時間,孫運璿由處長、總工程師、一路升至台電的總經理,為台灣地區電力事業立下汗馬功勞。憑借在台電的才能,孫運璿升任「經濟部長」。

1973年,孫運璿力排眾議,仿效韓國的「科技研究院」,成立以政府資金為主的半官方機構工業技術研究院,這就是大名鼎鼎的台灣」工研院「。

工研院成立伊始就選擇以整合電路方向為突破口,1975年,台灣工研院以CMOS(互補式金屬氧化層半導體)技術作為引進標的,向十四家美國著名半導體製造廠商發出合作邀請書,經過篩選及協商后,美國RCA公司同意以350萬美金較低的價錢將技術移轉工研院,其中涵蓋培訓電路設計、光罩製造、晶圓製造、封裝測試與生產管理等人才。台灣半導體產業發展由此開始。

消化吸收了RCA的技術,工研院後來的一二十年時間陸續孵化了聯電,台積電,世界先進,華邦等知名半導體公司。在人才培養方面,工研院也是台灣電子產業發展的「黃埔」軍校。今許多科技業名人如聯電董事長曹興誠、聯發科董事長蔡明介等人,均出自工研院。孫運璿籌劃的工研院與半導體產業成為1980-2000年代的台灣電子產業的「動力火車」。孫運璿也因此被稱為「工研院之父」。

通過技術引進,消化,吸收,再創新,從而儘快實現技術突破,這個套路被」工研院「玩的很熟,也是后發地區產業發展的有效途徑。

1978年,小蔣開始擔任台灣地區的一把手,隨即任命孫運璿擔任「行政院長」一職。電力工程師出身的孫運璿搞起經濟來是一把好手。他高瞻遠矚,為台灣經濟起飛打下了堅實的基礎。

到了八十年代,美國因長期負債,開始強迫各國各地區貨幣升值,除了美國壓迫的日本,代工產業和電子產業發達的台灣也是壓迫的對象,不到兩年時間,新台幣兌美元的匯率已從40元上升到25元。台灣地區出口競爭力大失,企業紛紛出走,轉戰中國大陸、東南亞等地。

當時中國大陸正值改革開放,國家政策對外資特別是台資青睞有加,加上大陸人力成本非常低,兩岸同文同種,來大陸設廠則是台資的第一選擇,台系工廠也是遍地開花,當時,對於大陸普通人來說,能夠進入台系電子廠也是一個薪資不錯的工作,那段歷史也代表了一段台灣向大陸產業轉移的歷史。

為了尋求突破,避免產業空心化,台灣當局寄希望于以科技帶動產業升級。此時孫運璿人,將目光瞄向了大洋彼岸的美國,希望通過引進科技領頭人,帶動高科技產業升級。

半導體產業則是被第一個瞄上了產業,那誰是當時美國半導體行業的華人職位天花板。

如果答案只有一個,那個人就是張忠謀。

2:晶元大哥

張忠謀,1931年生於寧波。張家書香門第,其父張蔚觀畢業於上海滬江大學,曾擔任寧波財政局長,張忠謀的三叔張思侯,曾在哈佛攻讀電信碩士學位,之後又拿到應用物理博士學位。後來在美國東北大學任教。

18歲以前,張忠謀跟著父母躲戰亂,在日本軍隊的炮火下輾轉過六個城市,動蕩時局下前後換了十所學校。輾轉遷徙于寧波,南京、廣州、重慶、上海、香港。

本文之所以把這些城市事無巨細的全部都列出來,其實是想說一件事。

張忠謀並不是大家想象的那樣,全家從大陸撤退先去台灣,然後再去的美國。

張忠謀成年之前在大陸,成年之後在美國,他和台灣其實沒有什麼的交集。

有趣的是,這位前半生和台灣毫無瓜葛的台灣半導體之父,最終在台灣建立了晶元代工帝國。

1949年,國民黨節節敗退,上海即將解放,有人選擇留下,有人選擇離開。張忠謀一家從上海離開到了香港。在滬江大學才讀了2個月的張忠謀又一次面臨去哪裡學習的問題?當時在美國當教授的三叔,給他出了個主意,去美國哈佛大學讀書。正是張忠謀的三叔這個建議,把這個懵懂小青年帶入了美國哈佛大學,也改變張忠謀的一生。

張忠謀在哈佛大學呆了一年,就轉學到麻省理工。很大原因有兩個,一,哈佛和麻省理工同在波士頓,離得近。二, 選擇麻省理工學院(MIT)機械系,理工科比較好就業。

張忠謀在這裡學習了四年(大學三年,碩士研究生一年)。1955年,完成麻省理工碩士學位課程之後,張忠謀兩度報考MIT博士失敗。

這是他一生中最大的打擊,也是他一生最大的幸運。正是因為進不了博士班,他誤打誤撞地闖進了半導體行業。

當時正值二戰後美國經濟騰飛,到處都是工作機會,特別是對於機械出身的張忠謀來說,可以選擇的範圍很廣。張忠謀畢業收到了幾份offer,其中包括福特這種知名大廠,還有一個不知名的小公司「希凡尼亞」。當時,福特給的工資是479美元每月,而希凡尼亞給出480美元每月.

一元之差,張忠謀沒有選擇福特而是選擇了「希凡尼亞」,這個選擇誕生了當前半導體行業中最重要的人物。張忠謀在「希凡尼亞」完成了從一個行業小白到半導體工程師的轉變。

當時正值美國半導體行業的大潮,半導體行業缺人現象非常嚴重。所以即使專業不對口也可以獲得一份工作。

同樣,當前中國晶元設計業人才急缺,目前一些從「生化環材」行業轉晶元的同學,也能比較容易的獲得不錯的機會。在時代的風口上,體驗御風飛翔的感覺。

在入門半導體行業之後,擁有三年工作經驗的張忠謀得到了德州儀器的「青睞」。正是在德州儀器,張忠謀認識了一個非常有想法的工程師,這個人叫做傑克.基比。兩人經常一起喝咖啡聊天。一天,傑克告訴張忠謀,他正計劃把電晶體、兩極體,加上電阻,組成一個電路放在同一顆硅晶片上。

在這個之前,所有的電路都是分離的晶體管,通過外部連線進行連接。而傑克.基比的想法是在同一塊硅晶片上將這些整合在一起。他給這個電路起名叫做「整合電路」(integrated circuit),簡稱IC。後來,傑克·基比獲得了諾貝爾物理學獎。

一場革命到來了!

整合電路可以把晶元做的很小,功能卻可以做的很複雜。小小的晶元帶來了卻是電腦技術革命和資訊技術的飛速發展。

「整合電路上可以容納的晶體管數目在大約每經過18個月便會增加一倍。換言之,處理器的性能每隔兩年翻一倍」。這就是整合電路的摩爾定律

憑借在整合電路方向的積累,德州儀器成為晶元行業頭部的公司,一直到現在。

從此以後,張忠謀就和整合電路結下了不解之緣。張忠謀在德州儀器的專長是晶元的製造。他的工作很快獲得了公司的認可,德州儀器讓他帶薪前往斯坦福大學攻讀博士,而條件只是畢業后需要在德州儀器工作5年。張忠謀在1961年9月順利考取了斯坦福大學電機系的博士生,時年30歲。經過兩年半的艱苦努力終於完成了博士論文。麻省理工博士落榜的陰影一掃而光。而這時他已在三大名校呆過(哈佛大學一年,MIT的學士、碩士,斯坦福大學的博士),光環罩身。

1964年33歲的張忠謀回到德州儀器,這裡將會有更大的舞台等著他。

1965年,張忠謀升任整合電路部門總經理。1972年,張忠謀先後就任德州儀器公司副總裁和資深副總裁,是德州儀器的第三號人物,僅次於董事長和總裁。此時德州儀器早已成為世界第一,在全球有6萬員工,其中一半歸張忠謀管。是最早進入美國大型公司最高管理層的華人。

張忠謀成為了華人之光,自然也吸引了孫運璿的目光。

3:三顧茅廬

1982年,身為台灣地區的二把手,「行政院首腦」孫運璿,給張忠謀發了一封英文版的offer letter,在信中,孫運璿誠懇的希望張忠謀擔任工研院院長一職。工研院是孫運璿的一手創造的,被視為「親兒子」。這個職位分量很重,也很有誠意。

而當時是德州儀器副總裁,三把手的張忠謀卻拒絕了孫運璿。

張忠謀說。「談過之後,我發現他們對於美國企業主管的待遇不太了解」。潛台詞是說,雖然台灣是亞洲四小龍,但是給的待遇還是太小氣了。

一顧茅廬,出師不利。

孫運璿比小蔣小4歲,一度被看作小蔣的接班人。但天不隨人願,1984年,孫運璿腦溢血,隨經救治挽回生命,但已退出了政治舞台。

沒有了孫運璿,繼任者仍然不放棄招攬張忠謀的想法。

一年後,1985年,新任「行政院首腦」俞國華、「政務委員」李國鼎、工研院董事長徐賢修又發出了對張忠謀的邀請。二顧茅廬,這次陣容更為強大。

俞國華,浙江奉化人,從籍貫就能看出來,是老蔣老鄉,也是蔣家的嫡系,被稱為「蔣家賬房」,擅長經濟。

徐賢修,浙江溫州人,曾考入清華大學,1946年赴美留學並留美任教,在蔣經國時代,出任台灣「國家科委」主任,主持修建了新竹工業園,使之成為東方的「矽谷」,被譽為」新竹之父「,迄今為止仍然是台灣高科技產業集聚地,後來的台積電的大本營就在新竹科技園,新竹的特產就是「晶元」,全世界很大一部分的晶元就產自新竹,台積電工程師工資也很高,新竹是全台灣地區平均薪資最高的地區,以至於新竹房價漲幅是台灣之冠。

最後一個台積電成立的關鍵人物出場了,李國鼎。有人說,沒有李國鼎就沒有台積電。

李國鼎,江蘇南京人,後來在國立中央大學(今南京大學)讀物理,後來去劍橋大學留學,因七七事變,日軍全面侵華,毅然中斷學業選擇了報效國家。海外經歷,物理背景,讓李國鼎可以快速理解半導體等新技術。在台灣高科技產業起飛時期,李國鼎招攬了很多海外華人來台灣創業。

李國鼎認為,單純的自由貿易區不適合台灣,因為附加價值不高,「我們需要充分就業,所以用人力做加工的工作,以增加產品的出口價值。加工出口區可以藉由加工增加經濟價值。」

李國鼎後來主管科技事務,成為台灣電子科技產業騰飛的教父。

工研院,新竹工業園,出口加工區,那是台灣科技產業高光的時刻,一批孫運璿,李國鼎,徐修賢等等從大陸去台灣的外省官員和大陸去美國的高科技人才起到了決定性的作用。實際上包括台積電、鴻海、宏碁、台達電、日月光、大立光等公司,都是在上個世紀七八十年代成立的。在這些人的努力下,或引進人才,或招商引資,或產業立園,台灣終於成了全球電子產業鏈上不可或缺的一環。

這次,有三位重量級人物的邀請,同時張忠謀的地位也已發生了變化,儘管他已經跳槽到通用器材擔任了一年半的總裁,但是,已經不再是在德州儀器那樣呼風喚雨的風雲人物了。

已經53歲的張忠謀,早已經實現了財務自由,這次也不再計較台灣工作能拿多少薪水,就接下了工研院院長的職務。

台灣的這些主政者,三顧茅廬,請來了張忠謀,也給台灣半導體行業搬來了一座「神山」。

4:晶元代工

要說張忠謀來台灣開始就要創建台積電,成為世界代工之王,這個就有太「扯」了。這時的張忠謀,53歲,來台灣幹什麼是不清楚的。

實際上,台灣的第一家半導體廠商,根本不是台積電,而是聯電,並且在張忠謀來台灣前就有了。並且也有一員干將,曹興誠,後來成為了張忠謀最大的對手。

曹興誠,1974年進入孫運璿創辦的工研院,加入RCA項目。得到去美國學習的機會,成為半導體行業的大牛。

1982年,台灣第一家半導體電路公司聯華電子成立。這時的聯華電子既做晶元設計,又做晶元製造,是按照IDM的模式管理的。當時,還是一個工研院工程師的曹興誠便力排眾議主動爭取機會,從工研院電子所獲調聯電副總經理,其後更進而接任董事長職務。

曹興誠在管理聯華的時候發現,又做IC設計又做製造,兩頭不討好。這種情況下,他突發奇想想到了專注晶元代工的策略,據說還專門去向張忠謀進行討教。

按照曹興誠的說法,回到台灣擔任工研院院長的張忠謀「剽竊」了自己晶元代工的想法。

張忠謀的回憶則是另一個故事,他本來以為來台灣就是擔任工研院院長,結果一來兩個星期,李國鼎便找他商談,說政府想以合資的方式,建立一個超大型半導體電路製造公司,請張忠謀主持。

張忠謀則認為,這純粹是自己跟李國鼎交流中,針對台灣半導體問題而想出的解決方案,又想設計晶元,又想製造兼銷售,妄圖吃下整個產業鏈的結果就是什麼也吃不到,因此只做晶元製造代工是唯一的出路。當時台灣「工研院電子所」技術也落後國際2到3代,如果又辦一家IDM廠將無法競爭。

但是「成王敗寇」,「台積電」成為晶元代工產業的第一,也成就了張忠謀台灣」半導體之父「的美名。

是英雄所見略同,還是兄弟鬩牆,都無所謂了。

總之,一種嶄新的模式誕生了。

當時,基本上所有的晶元公司都是IDM,就是設計,生產都是在一起的,包括英特爾,IBM,以及張忠謀的老東家德州儀器等等。甚至AMD也是有自己的產線的,只不過2008年才賣給了沙特財團,改名叫GlobalFoundries(格芯)。

而台積電專注晶元生產代工,而把設計交給客戶,自己不參與設計與客戶競爭。專注「晶元代工」是一個創造性的想法。也是是一次商業模式創新。

有了晶元代工廠,晶元設計公司(fabless)就可以以極小的代價來設計晶元,只需要把最後的晶元設計文件(gds)交付為生產廠家就可以了,極大的降低了設計行業的門檻。晶元設計就不再是巨頭才能玩的遊戲了。必然帶動更多的玩家進入這個領域。

握緊拳頭,手裡是空的;伸開雙手,擁有全世界。

著名管理學家Michael Porter總結說,台積電的晶元代工模式「創造自己的行業,也創造了客戶的行業。」

曹興誠對張忠謀以及台積電的自吹自擂非常的不屑一顧,他認為聯電才是英雄創造了時勢,而台積電只不過是時勢創造的英雄而已。

可惜的事,英雄是通過成敗來論定的。

5:資本為王

在張忠謀回台灣兩年後,1987年,台積電成立了。張忠謀也從工研院院長轉任執掌台積電。

晶圓代工,就是要建廠,建廠涉及到一系列設備採購,一系列材料採購。建廠的地皮要掏錢,運行廠房的人力也是很多錢。

一個字,就是要很多錢。

金錢就是門檻,金錢就是門票,金錢就是時間。在晶元代工領域沒有錢一切都免談。

代工行業,是資本密集型。和今天中國大陸面臨的情況類似。作為后發者,有足夠的錢是必備條件,沒有錢免談。今天的大陸面臨的環境除了錢以外,還有包括EUV光刻機以及材料禁運的威脅,比當時的台積電的環境要惡劣的多。

錢怎麼來? 李國鼎成為張忠謀背後的男人,他來想辦法。

李國鼎擔任過「經濟部長」以及「政務委員」,資歷深,能服眾。這位幕後推手為了台積電成立四處奔波,他要做的就是說服各路人馬支持台積電的建立。

一句話,就是籌錢,

李國鼎逐一拜會欠他人情的台灣企業家,逼著他們投資台積電。

這些人中包括台塑大哥王永慶、台南幫大哥吳修齊,聯華神通董事長苗豐強等。

王永慶,台塑的董事長,從米店小夥計成長為化工行業的大哥,被譽為中國台灣的「經營之神」。他的女兒王雪紅就是威盛的董事長,後來也是智能手機時代的HTC的老闆。

吳修齊,台南幫的大哥,從布行的夥計出身,後來聯合自己叔叔吳三連,弟弟吳尊賢創辦台南紡織。後來吳修齊資助自己手下 高畫質願創辦統一集團,並擔任統一集團的第一任董事長,統一集團在大陸已經家譽戶曉,「統一」這個名稱也是最討大陸人民喜歡的台灣品牌。當年阿里的二把手蔡崇信,曾經馬雲的左膀右臂,現在NBA球隊布魯克林籃網的老闆,他的妻子,就是台南幫吳三連孫女吳明華

苗豐強,加州大學柏克萊分校電機電腦工程學士和聖塔克拉拉大學的企管碩士。曾任職於美國英特爾公司,曾經是開發知名的8080微處理器的設計小組成員之一。苗豐強美國英特爾公司返回台灣加入神通電腦,1983年,美商ITT要進入個人電腦業。當時已七十多歲,擔任政務委員的李國鼎,認為這個單子一定要給台灣加工製造。後來單子分為兩半,一半給宏碁,一半給神通。「這算是台灣電腦業第一筆大單」。李國鼎對神通有恩,現在是需要苗豐強報恩的時候了。

我們現在看福布斯排行榜就知道中國大陸誰最有錢,在當時的台灣,不用看榜,江湖傳聞「北台塑」和「南台南」,就是台灣兩個最有錢的家族。

王永慶和吳修齊分別就是北台塑和台南幫的大哥。這個就是台灣傳統行業的有錢人(Old Money),而通過神達電腦創業挖到金的從美國回台灣的IT創業人苗豐強,則是新貴(New Money)

不論是Old money, 還是剛剛崛起的New money, 都被李國鼎要求出錢。

台積電的建廠的錢就是這樣被李國鼎軟硬兼施給籌備齊了。

不過這些投資,以現在的眼光看,回報率是相當的高,這些投資者也賺的盤滿缽滿。但是在當時,恐怕不會有人這麼想。否則也不會需要李國鼎去「逼迫」他們出資。

時任台灣行政單位首長俞國華指示張忠謀除了政府投資以外,還要找一家跨國半導體公司當股東,這樣有一些外資背景,能夠顯得國際化一點。

這是一個「神來之筆」,但是卻差點完不成,因為找外資入股的事情「募資遇到很大挫折。」

張忠謀依靠美國的人脈,找過英特爾和老東家德州儀器,但是這兩家根本不感興趣。

最後卻只有荷蘭廠商飛利浦答應投資。核心原因是晶元代工這個模式打動了飛利浦,要是IDM的話可能投資就談不成了。

之所以說這次投資是神來之筆,是因為通過這次投資,台積電收穫了一個同盟軍,一家對台積電非常重要的公司,荷蘭的光刻機廠商ASML,ASML曾經是飛利浦的一個實驗室,後來飛利浦和ASM成立合資公司就有了ASML,有這層關係,就會明白為什麼ASML和台積電關係為什麼這麼鐵。

張忠謀也用自己在美國的關係搞到了「敲開磚」,1988年,台積電拿下英特爾的大單,借著獲得英特爾流程認證,通過給英特爾做低級晶圓零件代工的方式,讓台積電一戰成名。

高通的創始人Irwin Jacobs是張忠謀在MIT的師弟,當時他拿到了無線晶元的獨家專利,但是設計晶元和製造這是兩回事,能設計的公司不一定有資金實力來製造。這種情況下Irwin Jacobs和張忠謀一拍即可,高通來設計,台積電做製造,成就了台積電和高通的長期合作的「兄弟」情誼。

這個兩個例子非常有代表性,剛創立的公司如果能夠拿到業內大哥(英特爾)的訂單,這個說明流程質量被認可,具有很大的示範效應,值得後來的創業公司學習。而能夠同有潛力的公司(高通)共同成長,也是非常考驗創業公司智慧的地方,對企業長遠發展意義深遠。在這兩點上,張忠謀都做對了。

用了整整十年,台積電在晶圓代工領域正式封王,1997年張忠謀敲響了紐交所上市的鐘聲。

而張忠謀的「老冤家」曹興誠所帶領的聯電也在日後成為了全球第二大晶圓代工廠。

6:三雄爭霸

「我一直在等一個機會,不是證明我多了不起,我是要把我失去奪回來。」—《英雄本色》

聯電的曹興誠可不是一個這麼容易認輸的人。

1999年,曹興誠突然宣布合併旗下4家半導體代工廠,與聯電「五合一」整體經營。此舉引發聯電股價大漲,客戶也聞風而至。合併后的聯電,產值僅次於英特爾和台積電,成為世界第三大半導體公司,市值則居全球產業第四。

為了應對競爭,台積電毫不示弱「強行」併購了世大半導體公司。

科技創業領域,有很多雙雄競爭的例子,並且都能極大促進雙方在這個領域的實力,比如大家熟知的華為和中興,海康和大華等等,而台積電和聯華也是如此。

兩強爭霸,殃及世大。

世大半導體的創世人就是張汝京

張汝京1948年出生於南京,1949在襁褓中被帶去台灣,並在台灣大學機器工程專業畢業,後來轉到了美國紐約的州立大學獲得博士學位。1977年,和前輩張忠謀一樣,畢業后加入了大名鼎鼎的德州儀器公司。在德州儀器公司,張汝京建了9座廠房。後來因為DRAM市場被日本公司所搶佔(見日本晶元產業大敗局),德州儀器DRAM事業不斷虧損,德州儀器只能裁掉DRAM全部的員工,風光無限的張汝京也失業了。於是張汝京回台灣創立了世大半導體公司。

兩大巨頭的戰鬥「殃及池魚」,據說直到世大被賣,張汝京毫不知情。也有說,張汝京參與了台積電的談判,但是無論如何,這次世大半導體被收購的後果,就是誕生了大陸最先進的晶元代工廠。

2000年4月,賣掉了世大半導體的張汝京,帶著400人的團隊毅然來到大陸,與政府合作,拉來投資,建立了中國最先進的晶元廠,中芯國際。

2000年8月24日,中芯國際在上海浦東張江打下第一根地樁;次年9月25日,中芯國際就開始晶元試產。

到了2003年,中芯國際就從「一無所有」一下子衝到了世界第四,2004年銷售額即達到9.75億美元,產能也迅速進入全球半導體代工廠的前三甲,擴張迅速。

「矽谷」之火終於在21世紀之初從「新竹」燒到了「張江」。

本來這裡應該有一個中芯國際逆襲稱王的故事,但是遺憾的是,夢想很豐滿,現實命運多舛。

面對風頭正勁的中芯國際,台當局()的打壓和台積電的狙擊接踵而至。台當局先以未經相關部門許可到上海投資為由罰張汝京500萬元台幣,收購天津摩托羅拉工廠后,再罰500萬台幣,投資北京12英寸廠后,又罰了500萬台幣。

如果說台當局最多是噁心張汝京,而台積電卻是下了死手。2003年,台積電向美國加州聯邦地方法院提交訴訟狀,起訴中芯國際侵犯專利及竊取商業秘密,要求賠償10億美元,而2003年中芯的收入僅有3.6億美元。

本來,台積電在美國起訴中芯國際,雙方已於2005年庭外和解,中芯國際賠償台積電1.75億美元。誰也沒有想到的是,一年多以後,2006年,台積電一紙訴狀,又把中芯國際告上了美國的法院。這場官司一打就是三年,結局並不出人意料,中芯國際又輸了,要在4年內賠償台積電2億美元現金,同時向台積電出讓10%的股權。也就是說,台積電不但拿了錢,還拿了股份,成了中芯國際的股東。

這還不是最痛心的,這次最痛心後果就是2009年,張汝京被迫從創立10年的中芯國際離職。

老驥伏櫪,壯心不已,江湖路遠,歸期何年?

5年後,張汝京老爺子重新出山,2014年創建了上海新昇,主要建造矽片,這個賽道選的極好,目前已經在多個晶圓代工廠導入,改寫了大陸沒有大尺寸晶圓的歷史。2018年在青島創建了芯恩,創建國內IDM模式,一期據說也已滿產。晶元江湖,還能看到這位73歲老人為半導體事業奮鬥,其精神足以激勵這個行業後來諸輩。

中芯國際的突飛猛進,曹興誠也感到壓力,來大陸建廠就成了他的發展戰略,於是曹興誠搶先以「援助」的方式創立了蘇州和艦科技。

對於曹興誠強行「登陸」,台當局非常不滿,由此曹興誠遭到嚴厲打擊,引發「檢調」大動作、超頻率搜索聯電,就連高層人員的私人住宅都遭到多次突擊檢查。曹興誠高調對應,想做的事情義無反顧。強硬的態度給曹興誠和聯電帶來了綿延不絕的「政治」麻煩。

為了不波及聯電,2006年,曹興誠突然決定辭去聯電董事長的職務。

晶圓代工王者之夢,戛然而止。

7:金融危機

2002年,全球晶元產業進入發展瓶頸期,摩爾定律也因此止步不前。

台積電林本堅受邀到美國參加一場的研討會,本來大會邀請林本堅是去討論157納米工藝的。結果林本堅直接拋出了「運用水作為193納米浸潤式的介質,可以超過乾式的157納米」的論點,整個會場就像被扔下了一顆炸彈,所有人的思路都被打開了。

高中生都知道,水會改變光的折射率,在透鏡和矽片之間加一層水,原有的193nm激光經過折射,不就直接越過了157nm的天塹,降低到132nm了嗎。

疑問隨之而來?水會不會產生氣泡?水會不會污染設備?是不是要做防水?水遇熱會膨脹,折射率會改變,如何解決?問題的提出者就變成問題的解決者。

林本堅提出的浸潤式光刻技術在台積電高層張忠謀、蔣尚義的大力支持下,開始放手一博。

技術之神眷顧了台積電

台積電成功了,與台積電同進退的ASML也成功了。而轉型慢的尼康卻掉隊了。

技術上壓對寶,競爭中也壓制了對手。

台積電開始人員的調整。

2006年,張忠謀已經75歲了,張忠謀委任蔡力行任CEO,自己只任董事長,開始了退休的計劃,蔡力行成為了台積電的接班人。

蔡力行無疑是非常合適的人選,當時蔡力行在台積電工作20年,從廠長做起,是張忠謀一手訓練出來的左膀右臂。

2008年9月14日,雷曼兄弟提出破產申請,同一時間房利美、房地美被政府接管,全球金融危機正式爆發。當時江湖戲言。美國救」二房「,而沒有救」兄弟「。可見「二房」地位遠高於「兄弟」。金融危機對經濟的破壞和摧殘是全球性的、也是全產業鏈的,半導體產業未能倖免,台積電也未能倖免。

2009年第一季度,台積電業績大幅度萎縮,瀕臨虧損。危急時刻,CEO蔡力行採取了常規的收縮戰術,節流、裁人。由於裁員太多、太猛,引發台積電部分員工和家屬的激烈反彈,有員工家屬給張忠謀寫陳情信,還有人堵在張忠謀的住處外當面求情。

「台積電不是家」,團隊的士氣沒有了。

面對危機。張忠謀親自披掛上陣,以78歲高齡,再次擔任台積電CEO。蔡力行則貶到一個不足十人的新事業部。

張忠謀宣布此前的裁員無效,請已經離開的員工儘快回來上班。他發表演講為台積電員工鼓勁,並在演講中引用了莎士比亞的詩句:「Once more unto the breach, dear friends!(再沖啊,我的朋友們)」。

金融危機,有人看到危險,有人則看到了機會,反周期投資是三星的拿手好戲,金融危機爆發后,三星召開了內部會議,作出了一個重大決策,利用危機帶來的機遇,加速產能擴張,擴大在面板和存儲晶元領域的市場佔有率,並在邏輯晶元領域持續挺進,最終達到擠垮台積電的目的。

國際金融危機肆虐全球之際,在半導體領域,三星在國際市場攻城略地,金融危機過後,台灣地區的面板、存儲晶元產業急速衰落,只有台積電逆勢增長,頂住了三星的進攻。

和三星的競爭中,目光遠大的張忠謀贏了!

但是,從此和三星在先進位程的爭鬥就成了台積電無盡的煩惱。

8:先進位程

1997年,IBM宣布用銅互連技術,與鋁相比,銅線導電電阻低大約40%,這在技術行業中投下了一顆重磅炸彈。

2000年,台積電在130nm銅製程之戰中,先於IBM一年研發出了當時最先進的130納米晶元並實現量產,技術負責人梁孟松憑借此役一戰成名。

2008年,梁孟松因為人事問題從台積電離職,轉投三星。加入三星后,梁孟松大膽創新,毅然決定直接跳過20nm,從28nm製程升級到14nm,儘管當時很多人覺得不太可能,但是此舉,使三星一舉超過台積電16nm工藝製程,擁有最先進工藝技術。使三星第一次從追趕者變成領先者。

2007年,喬布斯發布了第一代iPhone,它的3.5英寸全觸控螢幕、金屬機身以及iPhoneOS真正推開了智能手機時代的大門。推出了第一代IPhone之後,就像打開了智能手機未來之門。很快蘋果就開始體會了智能手機SOC和功能手機SOC最大不同了,那就是智能手機對手機SOC性能無盡的索取。為了滿足智能手機的性能「黑洞」,蘋果要自研手機SOC。

設計蘋果自己搞定,誰來代工?

蘋果的第一次(A4晶元代工)給了三星,一直到A7蘋果都是與三星合作進行代工生產。

轉機出現在A8晶元,只要鋤頭揮得好沒有牆角挖不倒,張忠謀親自飛到美國密會喬布斯與庫克,終於從三星手裡撬下這個代工單子。

在遇到蘋果之前,台積電的老客戶是高通、英偉達等,張忠謀帶領的台積電靠的是踐行摩爾定律時的「速度」來留住客戶。行內都知道,台積電有出了名的三班倒制度,不眠不休,隨時響應。把代工這件事「做到極致」,不留給對手任何一個機會,張忠謀在占山頭這件事上,永不懈怠。

憑借14nm的領先,和台積電一直關係不錯的高通,在14nm節點上轉投三星的懷抱。從此在先進位程上,三星就成了台積電甩不開的競爭者。不僅如此,蘋果在A9的單子上被三星截胡了一半,但是據說「功耗控制的不好」。

蘋果的A10與A11又回到台積電的生產線上,但是這個領域台積電始終壓力重重,按照張忠謀的話說,死咬納米製程技術才是唯一的出路。

2021年,高通驍龍888改用三星5nm製程,華為的麒麟9000是台積電的5nm,蘋果A14採用台積電5nm工藝製造。

高端的手機SOC,不論是高通的驍龍。華為的麒麟,蘋果的A系列,聯發科的天璣系列,都是高端製程的需求者。

從7nm,5nm製程,手機SOC佔據最大的份額。每年的手機的出貨量達到4億台,大都是是先進位程工藝。

高製程工藝也成為利潤最為豐厚的收入,2020年三季度,5nm工藝貢獻了晶圓代工收入的8%,7nm工藝為35%,16nm工藝為18%,20nm工藝為1%,28nm工藝為12%,其他工藝為26%。

高製程工藝晶圓代工,變成了台積電和三星不能輸的焦灼戰役。手機SOC晶元作為前鋒隊最先用上先進工藝,緊跟著就是CPU和GPU等高性能計算晶元的第二波次衝鋒,等先進工藝變得成熟,其他晶元才逐漸開始逐漸遷移。

即使在辭職信中,這是這個69歲的整合電路製造業老兵的想法也是;EUV到來,仍然可以和目前如日中天的台積電和三星一戰。
可是EUV什麼時候到來?誰也不知道答案。

覃超:Growth Hacking & AB test