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臺(tái)積電,到了抉擇的時(shí)刻

發(fā)布人:傳感器技術(shù) 時(shí)間:2022-08-08 來(lái)源:工程師 發(fā)布文章
誰(shuí)能舍身飼鷹救下美國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)?





在本月美國(guó)國(guó)會(huì)休會(huì)之前,兩黨最大的議題就是那個(gè)被拖了許久還遲遲未通過(guò)的《芯片法案》(CHIPS Act)。 2021年中期,參議院批準(zhǔn)了《美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)草案》,該法案希望爭(zhēng)取國(guó)會(huì)的共識(shí),以政府出面出資,鞏固美國(guó)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè),尤其是半導(dǎo)體、先進(jìn)制造等產(chǎn)業(yè)。 圖片 但在國(guó)會(huì)內(nèi)部,這一法案卻被一拖再拖——英特爾等芯片巨企自然鼎力支持,希望能拿到這筆巨額補(bǔ)貼,而包括臺(tái)積電等外企則拼命反對(duì),生怕由于赴美建廠而失去自主性。資本兩方代表的政治勢(shì)力在國(guó)會(huì)上爭(zhēng)吵不休,讓法案冗長(zhǎng)的討論從去年一直拖到今年。 直到7月28日,《芯片與科學(xué)法案》終于趕在國(guó)會(huì)休會(huì)前通過(guò),這個(gè)涉及的資金上限或?qū)⒏哌_(dá)2800億美元的法案將在下周被美國(guó)總統(tǒng)拜登正式簽署,唯一的變數(shù)是這項(xiàng)龐大的撥款,仍需要美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)單獨(dú)的撥款立法。 為了刺激美國(guó)各界對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)能的重視,提醒他們美國(guó)當(dāng)下半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的脆弱,自然要瞄準(zhǔn)擁有大量先進(jìn)半導(dǎo)體制造產(chǎn)能的企業(yè)搞事——那擁有ASML超過(guò)一半產(chǎn)能的EUV光刻機(jī)、產(chǎn)能全球第一毫無(wú)爭(zhēng)議的臺(tái)積電,自然成了這場(chǎng)風(fēng)波的中心。 

 臺(tái)積電:獨(dú)步全球的“芯”產(chǎn)能

 
在全球“芯片荒”臺(tái)的當(dāng)下,沒(méi)有幾家科技企業(yè)能免于仰臺(tái)積電的鼻息。 原因無(wú)他,就是臺(tái)積電的芯片產(chǎn)能太猛了。 此前,據(jù)臺(tái)媒DIGITIMES報(bào)道,當(dāng)臺(tái)積電和其它臺(tái)灣地區(qū)的晶圓廠新增產(chǎn)能上線后,臺(tái)灣地區(qū)的全球代工市場(chǎng)份額有望達(dá)到70%。消息人士稱,僅臺(tái)積電一家就占據(jù)了全球晶圓代工市場(chǎng)約55%的份額。目前,臺(tái)積電和其它臺(tái)灣地區(qū)的代工廠共占據(jù)全球約65%的市場(chǎng)份額。 圖片 而僅次于臺(tái)積電的三星,晶圓代工市場(chǎng)份額只有17%左右。聯(lián)電和格芯各占約7%的市場(chǎng)份額。中芯國(guó)際和華虹的總市場(chǎng)份額達(dá)到6%。 同時(shí)芯片領(lǐng)域幾乎沒(méi)有給新興玩家留機(jī)會(huì)。 消息人士認(rèn)為,2023年后,隨著新增產(chǎn)能全部上線,預(yù)計(jì)上述廠商將共占據(jù)全球代工市場(chǎng)份額的90%。即使有當(dāng)?shù)卣难a(bǔ)貼,留給其他公司的代工業(yè)務(wù)增長(zhǎng)空間也非常小。 那在現(xiàn)有的存量中,臺(tái)積電可以說(shuō)是絕對(duì)的一家獨(dú)大,而且是縱度與廣度上的全方面獨(dú)大—— 鳳凰網(wǎng)《風(fēng)暴眼》發(fā)現(xiàn),無(wú)論在28nm這種面世十多年的工藝還是在5nm等先進(jìn)工藝上,臺(tái)積電均占據(jù)著著重要市場(chǎng)份額。 28nm工藝堪稱臺(tái)積電最長(zhǎng)壽的工藝之一,2021年,28nm晶圓代工總營(yíng)收超過(guò)72億美元(約486.72 億元人民幣),其中臺(tái)積電的28nm晶圓代工營(yíng)收占據(jù)了全球約75%的份額,達(dá)54.11億美元。 圖片 而這僅占據(jù)臺(tái)積電晶圓收入的11%,隨著近年來(lái)臺(tái)積電持續(xù)推進(jìn)先進(jìn)制程,其16nm及以下先進(jìn)制程的出貨金額占據(jù)臺(tái)積電總營(yíng)收占比高達(dá)64%。 先進(jìn)制程5nm和7nm上的優(yōu)勢(shì)成為臺(tái)積電營(yíng)收的主要?jiǎng)恿Γ?nm制程出貨占臺(tái)積電2021年晶圓銷售金額的19%,7nm制程出貨則占了31%。Gartner數(shù)據(jù)顯示,臺(tái)積電5nm工藝的市占率已達(dá)到了90%以上,7nm工藝的市占率則達(dá)到了80%以上。 而且臺(tái)積電沒(méi)有滿足于暫時(shí)領(lǐng)先的現(xiàn)狀,面對(duì)三星等廠商的追擊,其在更先進(jìn)的2nm與3nm工藝上動(dòng)作頻頻。 目前,臺(tái)積電在3nm工藝開(kāi)發(fā)方面取得了重大突破,8月份有望將“N3B”投片,而作為臺(tái)積電第三版3nm制程的“N3E”也有望盡快面市,以“狙擊”三星在3nm上引入的GAAFET全環(huán)繞柵極晶體管技術(shù)。這也被外界視為兩大晶圓頭部廠商在先進(jìn)制程上的一場(chǎng)精彩對(duì)弈。  同時(shí),臺(tái)積電將于2022年底在中國(guó)臺(tái)灣設(shè)立新工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)2nm工藝芯片,并計(jì)劃于2024年開(kāi)始量產(chǎn)。 而其主要對(duì)手三星則在去年宣布從2025年開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)2nm芯片,英特爾也宣布了加強(qiáng)代工計(jì)劃,并希望在2025年前能趕上臺(tái)積電和三星等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。 不過(guò)回溯半導(dǎo)體歷史,英特爾和三星卯著勁追趕了這么多年卻愈發(fā)顯得有心無(wú)力,甚至被這個(gè)曾經(jīng)被它倆提攜的“后輩”甩得越來(lái)越遠(yuǎn)。
 

源起:出徒IBM,卻亂拳打死老師傅

 
1985年,生在大陸、長(zhǎng)在美國(guó)的張忠謀受孫運(yùn)璿之邀,來(lái)到陌生的臺(tái)灣省擔(dān)任“工研院院長(zhǎng)”。 而芯片巨頭群雄環(huán)伺的東亞,則讓張忠謀發(fā)覺(jué)了一個(gè)巨大的商機(jī)——全世界的半導(dǎo)體企業(yè)都是自己設(shè)計(jì)芯片,在自有的晶圓廠生產(chǎn),并自己完成芯片測(cè)試與封裝。 “多項(xiàng)全能”為半導(dǎo)體巨頭們帶來(lái)了強(qiáng)大的行業(yè)準(zhǔn)入壁壘,但也讓他們自身的發(fā)展受到了沉重的資產(chǎn)成本限制。 尤其是在日企依靠精細(xì)管理、成本優(yōu)勢(shì)統(tǒng)治全球的80年代,被打得灰頭土臉的美國(guó)科技巨頭們亟需放開(kāi)手腳束縛的機(jī)會(huì)。 圖片 而張忠謀瞄準(zhǔn)的就是這個(gè)機(jī)會(huì)。 1987年,臺(tái)積電成立,張忠謀開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)全新的晶圓代工模式,“我的公司不生產(chǎn)自己的產(chǎn)品,只為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司制造產(chǎn)品。” 這個(gè)獨(dú)辟蹊徑的商業(yè)模式幾乎沒(méi)人看好,因?yàn)槟菚r(shí)還沒(méi)有獨(dú)立的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司。 不過(guò),商業(yè)最大的邏輯就是其沒(méi)有一成不變的邏輯可循。 彼時(shí)日企正在全領(lǐng)域高歌猛進(jìn),甚至狂到要“買下美國(guó)”。應(yīng)接不暇的美國(guó)不得不扶持幾個(gè)“盟友”來(lái)分流壓力。 圖片 一個(gè)是靠著組裝日本電子產(chǎn)品起家的三星電子,后來(lái)借開(kāi)發(fā)出64K DRAM VLSI芯片引領(lǐng)了半導(dǎo)體市場(chǎng)。 另一個(gè)就是借著英特爾的傾囊相授和IBM的授權(quán),逐漸在芯片代工領(lǐng)域扎下根的臺(tái)積電。 當(dāng)時(shí),張忠謀借私人交情將英特爾前任董事長(zhǎng)兼CEO格魯夫約來(lái)臺(tái)灣,不但從正在裁撤存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)的英特爾手里拿下了臺(tái)積電第一筆代工大單,還順勢(shì)讓英特爾手把手指導(dǎo)了半導(dǎo)體的200多道制程,直接接軌世界標(biāo)準(zhǔn)。 不過(guò)在上個(gè)世紀(jì),這個(gè)世界晶圓代工的技術(shù)多是來(lái)自IBM的授權(quán)——如果臺(tái)積電一直交著專利費(fèi)受制于人,也無(wú)法成長(zhǎng)為后來(lái)的世界巨頭。 圖片 直到2003年,IBM公司向臺(tái)積電推銷其0.13微米銅制程技術(shù),被張忠謀認(rèn)為其技術(shù)還不成熟,決定開(kāi)啟自主技術(shù)研發(fā),僅僅在一年多后,臺(tái)積電便率IBM之先突破了電銅制程技術(shù),徹底打破其技術(shù)霸權(quán)。 2004年,臺(tái)積電拿下了全球一半的芯片代工訂單,位列半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模前十。 此后IBM在臺(tái)積電這個(gè)后輩的沖擊下,在晶圓代工領(lǐng)域一瀉千里,最終在2014年將代工業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)給了格芯,徹底退出了這個(gè)領(lǐng)域。 圖片 據(jù)前臺(tái)積電法務(wù)Richard Thurston透露,臺(tái)積電曾五度考慮買下IBM在紐約州的晶圓廠,但卡在美國(guó)國(guó)防部及IBM擔(dān)心高階技術(shù)外流亞洲而未成功。 而上一位老師傅英特爾則更為尷尬,在2016年臺(tái)積電和三星進(jìn)入10nm攻堅(jiān)的最后階段時(shí),英特爾只能推出14nm+;2017年,臺(tái)積電和三星的10nm量產(chǎn),英特爾推出的是更為尷尬的14nm++——真正的教會(huì)徒弟,餓死了師傅。 而早在2005年,功成名就的張忠謀宣布卸任CEO,過(guò)上了退休生活。 與此同時(shí),當(dāng)年與臺(tái)積電一起打破日企霸權(quán)的三星,開(kāi)始了與臺(tái)積電的短兵相接。 

激戰(zhàn):臺(tái)積電與三星的頭號(hào)玩家爭(zhēng)奪

 
與大洋彼岸的對(duì)手相比,三星這個(gè)對(duì)手要有韌性得多。 臺(tái)積電成立的1987年,三星創(chuàng)始人李秉哲去世,三子李健熙接位,大膽提出三星要進(jìn)行“二次創(chuàng)業(yè)”,重組了電子、通訊、半導(dǎo)體等部門,明確了電子和重工業(yè)兩大戰(zhàn)略重點(diǎn)。 圖片 與此同時(shí),正面對(duì)決實(shí)在有心無(wú)力的美國(guó),發(fā)起了對(duì)日本半導(dǎo)體的政治攻勢(shì)。 1986年美國(guó)迫使日本設(shè)置半導(dǎo)體對(duì)美出口價(jià)格下限,要求日本不許在美國(guó)市場(chǎng)傾銷芯片,并且保證美國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)可以獲得20%的市場(chǎng)份額。 1987年,因?yàn)闁|芝向蘇聯(lián)出口大型銑床等高技術(shù)產(chǎn)品,東芝的鑄造部部長(zhǎng)林隆二和機(jī)床事業(yè)部部長(zhǎng)谷村弘明被逮捕,分別獲10個(gè)月和一年的有期徒刑,東芝被處以200萬(wàn)日元的罰款。 同時(shí),美國(guó)發(fā)動(dòng)起301條款——即外國(guó)立法、行政上違反協(xié)定,或者有損害美國(guó)利益的行為,美國(guó)有權(quán)采取單邊行動(dòng)的立法授權(quán)條款,對(duì)日本約3億美元的芯片征收100%懲罰性關(guān)稅——同時(shí)對(duì)三星只收取0.74%的反傾銷稅。 亞區(qū)的首席貿(mào)易代表克萊德.普雷斯托維茨,則指責(zé)日本的半導(dǎo)體芯片產(chǎn)業(yè)政策不合理,強(qiáng)制日本修改國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)政策和方針。 圖片廣場(chǎng)協(xié)議簽訂現(xiàn)場(chǎng) 在日本半導(dǎo)體的血肉上,三星啃得腦滿腸肥。 在臺(tái)積電拿下了全球一半的芯片代工訂單的2004年,三星則在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域徹底擊敗東芝,成為新的霸主。 但如臺(tái)灣IT教父施振榮所言:臺(tái)積電是世界的朋友,三星是世界的敵人。三星不是愿意安心打工的臺(tái)積電,而是想要鯨吞全領(lǐng)域的野心家。 2009年,李在镕——就是那個(gè)因行賄罪被判2年半剛被假釋的三星公子哥,宣布了一項(xiàng)名為“Kill Taiwan”的計(jì)劃,打算全面吃下臺(tái)灣的面板、存儲(chǔ)芯片與芯片代工產(chǎn)業(yè)。 圖片 到該計(jì)劃在2013年被臺(tái)灣《新周刊》披露時(shí),這個(gè)計(jì)劃已經(jīng)完成了三分之二——只剩下臺(tái)積電還遲遲未被拿下。 因?yàn)榻_實(shí)還是老的辣。 2009年,三星的凌厲攻勢(shì)讓臺(tái)積電不得不拉回了自己的初代目隊(duì)伍——重返崗位的CEO張忠謀,以及當(dāng)年突破電銅制程技術(shù)打破IBM霸權(quán)的關(guān)鍵人物蔣尚義。 蔣尚義帶來(lái)了讓臺(tái)積電吃老本能吃到現(xiàn)在的28納米制程關(guān)鍵技術(shù),張忠謀則是拉來(lái)了臺(tái)積電實(shí)力最雄渾的盟友——蘋(píng)果。 圖片 當(dāng)年主打給蘋(píng)果代工A系列芯片的三星,如今開(kāi)始反噬老東家,在智能機(jī)市場(chǎng)所向披靡,甚至連蘋(píng)果都有超過(guò)一半的關(guān)鍵零件要從三星采購(gòu)。 而臺(tái)積電也不負(fù)其所望,拿著蘋(píng)果90億美元的投資瘋狂擴(kuò)廠,憑著A8芯片的代工在2014年吊打了三星。 而三星在此期間的進(jìn)步,靠的卻是臺(tái)積電出走的梁孟松。 45nm、32nm、28nm,到全球首個(gè)14nm FinFET 工藝,雖然三星憑著臺(tái)積電的“叛將”奮起直追,甚至一度反超。 但此后梁孟松因違反競(jìng)業(yè)協(xié)議的訴訟落敗,改換門庭加入中芯國(guó)際,失去關(guān)鍵人物的三星逐漸回歸了自己的萬(wàn)年老二。 A10芯片開(kāi)始,蘋(píng)果的代工名單只剩下臺(tái)積電。此后,臺(tái)積電一騎絕塵,在芯片代工的廣度上再無(wú)對(duì)手,5nm工藝的市占率已達(dá)到了90%以上,7nm工藝的市占率則達(dá)到了80%以上,良品率更是吊打頻頻“發(fā)燒”的三星。 圖片 唯一可能對(duì)其造成威脅的,只剩2nm、3nm制程的首發(fā)爭(zhēng)奪。 2022年6月30日,在臺(tái)積電宣布“下半年量產(chǎn)3nm”之后,三星緊急宣布3nm制程量產(chǎn)。 而計(jì)劃在2024年開(kāi)始量產(chǎn)2nm工藝芯片的臺(tái)積電,又一次領(lǐng)先了宣布將于2025年量產(chǎn)2nm芯片的三星一步。 在徹底戰(zhàn)勝老冤家三星之后,臺(tái)積電的戰(zhàn)場(chǎng)則切換到了廣袤的太平洋——那里有著完全不同體量的玩家。
 

未來(lái):中、美芯片決戰(zhàn),難保中立

 在近兩年的“缺芯潮”洗禮之后,全世界都明白了芯片于未來(lái)的重要性。 對(duì)于在高新技術(shù)上頻頻受挫的美國(guó)來(lái)說(shuō), 這次機(jī)遇更不能被失去——尤其是在芯片上栽過(guò)一回的情況下。 鳳凰網(wǎng)《風(fēng)暴眼》根據(jù)美國(guó)議會(huì)的數(shù)據(jù)整理發(fā)現(xiàn),美國(guó)的芯片產(chǎn)量在1990年達(dá)到了37%,而目前僅為12%。讓美國(guó)不安的是,美國(guó)公司90%以上的高端芯片都要依靠進(jìn)口。按照現(xiàn)在的全球芯片工業(yè)格局,臺(tái)積電等廠商如果不能確保正常的產(chǎn)能,那么美國(guó)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的停頓,蘋(píng)果公司和通用公司等在供應(yīng)鏈中擁有絕對(duì)話語(yǔ)權(quán)的公司也不例外。 圖片 而2020年的芯片短缺,讓美國(guó)經(jīng)濟(jì)遭受約2400億美元的損失。四月份,通用公司印第安納州皮卡生產(chǎn)基地因缺乏汽車芯片而被迫停止生產(chǎn)半個(gè)月。 最重要的是,曾經(jīng)獨(dú)步全球的臺(tái)積電,人才正不斷“流失”到其最大的對(duì)手中去——故事里提過(guò)的蔣尚義、梁孟松,以及當(dāng)年一同打敗IBM的楊光磊,均先后加入了中芯國(guó)際。 在此背景下,美國(guó)國(guó)會(huì)兩院才通過(guò)了價(jià)值2800億美元的《芯片和科學(xué)法案》(The CHIPS and Science Act),其中包含對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的520億美元資金支持。該法案規(guī)定,接受聯(lián)邦補(bǔ)貼的公司在未來(lái)十年內(nèi)將被限制在中國(guó)或任何其他令其擔(dān)憂的外國(guó)進(jìn)行任何“重大交易”,以擴(kuò)大芯片制造產(chǎn)能。 圖片 其中具體提及了禁止受益公司10年內(nèi)在中國(guó)擴(kuò)大生產(chǎn)和投資比28納米更先進(jìn)的芯片。盡管 28 納米芯片比目前世界上最領(lǐng)先的芯片落后幾代,但它們?nèi)詮V泛用于汽車和智能手機(jī)中。 鳳凰網(wǎng)《風(fēng)暴眼》發(fā)現(xiàn),《芯片和科學(xué)法案》也有例外規(guī)定,如果芯片制造商的投資目的是保護(hù)在中國(guó)現(xiàn)有的重大商業(yè)利益,那么可能允許他們繼續(xù)在中國(guó)投資。但這些例外只適用于擴(kuò)大現(xiàn)有工廠設(shè)施,而且只適用于“傳統(tǒng)半導(dǎo)體”。 有分析人士指出,表面上看,這是為了限制中國(guó)獲取先進(jìn)技術(shù),實(shí)際上是把外資企業(yè)在中國(guó)擁有的高利潤(rùn)生產(chǎn)能力,即高利潤(rùn)生產(chǎn)能力,向美國(guó)轉(zhuǎn)移。 雖然芯片制造商似乎有一些回旋余地來(lái)保護(hù)其在中國(guó)的現(xiàn)有業(yè)務(wù),但該法案的條款為企業(yè)制造了一個(gè)雷區(qū),實(shí)際上可能迫使臺(tái)積電等芯片制造商在中美之間做出選擇。 圖片 對(duì)于一向標(biāo)榜“多元”的臺(tái)積電來(lái)說(shuō),這顯然不是一件好事。 尤其是在此前美國(guó)將臺(tái)積電列入所謂的“不安全”名單,還以提高芯片供應(yīng)鏈透明度為由,要求臺(tái)積電、三星等亞洲芯片大廠交出芯片數(shù)據(jù)、并將更多先進(jìn)的芯片產(chǎn)能放在美本土等行為之后,美國(guó)的心思已經(jīng)昭然若揭。 臺(tái)積電同樣也在作出回應(yīng),其在美國(guó)亞利桑那州建造的為5納米制程晶圓廠,不但不是其最新工藝,且臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀近日更是表示,美國(guó)缺乏芯片制造人才,且成本比臺(tái)灣地區(qū)高50%,批“昂貴、浪費(fèi)、又白忙一場(chǎng)”。 圖片臺(tái)積電美國(guó)亞利桑那州在建廠 對(duì)于美國(guó)強(qiáng)迫“選邊站”的行為,臺(tái)積電顯然極為抵觸。 只是在當(dāng)下的關(guān)口,它又不得不做出選擇。 顯卡崩盤、手機(jī)滯銷,在全球經(jīng)濟(jì)衰退的幾年里,以往對(duì)于芯片需求量最大的科技公司全部在降低自己對(duì)芯片的需求。 既不做芯片設(shè)計(jì),也不做終端產(chǎn)品的臺(tái)積電,在“甲方們”的砍單下只能被動(dòng)承受。臺(tái)積電的市值也從1月的7500億美元跌至如今的4585.77億美元,蒸發(fā)近3000億美元。 而未來(lái)擴(kuò)產(chǎn)的一切可能性,都在于近年銷量不斷創(chuàng)下新高的新能源汽車市場(chǎng),臺(tái)積電不可能不清楚,這個(gè)市場(chǎng)最大的兩個(gè)玩家是誰(shuí)。 它也顯然知道,是誰(shuí)一直進(jìn)行“數(shù)據(jù)勒索”,逼迫其打破數(shù)十年的“中立的服務(wù)理念”。 只是左右逢源慣了的臺(tái)積電,對(duì)給了它一個(gè)又一個(gè)大逼兜的美國(guó)依然抱有幻想,幻想著自己仍是掌控甚至主導(dǎo)著局勢(shì)的弈者。 因而站在風(fēng)云千檣的時(shí)代岔口上,還遲遲沒(méi)有做出自己的抉擇。  參考資料:《臺(tái) 積 電 的 煩 惱》,遠(yuǎn)川研究所《臺(tái)積電3nm計(jì)劃,有變?》,半導(dǎo)體行業(yè)觀察《歷史潮頭上的臺(tái)積電:兩堵高墻,一柄尖刀》,飯桶戴老板《三星掌門人李健熙的一生:“二次創(chuàng)業(yè)”帶領(lǐng)三星走向帝國(guó)》,界面新聞


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