连美国的脖子都能卡!台积电到底是怎样炼成的?
上周,佩洛西的行程牽動了無數人的神經。
現在我們或許知道了她此行的目的之一:配合美國眾議院新通過的《芯片與科學》法案來拉扯臺積電。
昨天,拜登簽署正式通過了這道法案,結果芯片業股價今天一路跌……
來源:每日財經新聞▼
不過差評君今天想聊聊這件事里的另外一個主角,臺積電。
說實話,自打華為被制裁以來,臺積電這家代工廠可以說是從臺前走到幕后,頻頻出現在我們普羅大眾的視野里。
這幾年凡是設計芯片制造的消息,多多少少都和它有關。
其實道理咱們也懂,盡管美國在芯片設計領域,占據了全球市場份額的 70%。
但是美國本土的芯片制造水平這幾年可謂是一落千丈,從 1990年的 37%,一口氣跌到了 2020年的 12%。
光是臺積電一家的芯片代工營收,在2022年的 Q1 季度就占到了全球市場的53%,屬實是晶圓代工行業的半壁江山了。
換句話說,如果沒有臺積電的代工,美國的芯片行業就兩眼一黑,什么蘋果、AMD……設計出來的芯片,都只是能設計出來的空氣而已。
所以……這家在芯片制造上,能同時卡住華為和美國的臺灣公司,到底是怎么做到如今這個規模的?
在這三十多年里,又發生哪那些風風雨雨?
要回答這個問題,我們得先明白為什么芯片行業,會在中國臺灣生根發芽?
如今我們耳熟能詳的 Intel、 AMD,在那之前,都曾是日本的手下敗將,被打的丟盔棄甲。Intel 瀕臨破產,被迫裁掉數千名員工,最后無奈轉型,退出當時主流的 DRAM 市場。
半導體行業的“祖師爺”仙童半導體還差點被日本富士通給收購掉。
當年的美國比現在還慌,絞盡腦汁想出了一個“日本半導體行業太發達會影響我們的國家安全”的理由,把自己的盟友日本亂拳打了一頓。
你說這理由……怎么感覺聽起來這么耳熟呢。
從通過立法認定日本半導體行業傾銷,到推動設立全球化分工的半導體行業來瓜分日本市場。
美國這頓操作下來,日本的半導體行業不能立馬說一落千丈吧,但至少起飛的后勁算是給按住了。
《爾必達到底是什么》▼
但日本被錘了,芯片也不能沒人造吧。畢竟那個年代的芯片制造業還可還沒有如今那么無人化,除了最新最酷的設備以外,勞動力也是必不可少的一環。
而美國的人工費有多貴……大家心里都有數。
所以對美國來說,他們需要成熟,高精的芯片產品。
還需要便宜的人工力量,于是在打掉日本“閉門造車”的半導體生產環境之后,美國需要劃分新的半導體供應鏈,自己牢牢把握附加值最高的芯片設計。
這樣分散開來,就算任意一個“小弟 ” 獲得了技術突破,也別想和之前的日本一樣有全產業鏈,能對美國的“國家安全”產生威脅。
而臺積電,就是在這個環境下成長起來的。
在三國有一句話,“生子當如孫仲謀”。在臺灣,大家更喜歡這樣說 ——“生子當如張忠謀”。
張忠謀,就是臺積電能“做起來”的關鍵人物之一。
1931 年 7 月,張忠謀出生在浙江寧波,幼年因為戰亂輾轉過南京,廣州,香港等地。
不過這也不是張忠謀想折騰。
當時他考麻省理工的博士失敗了兩次,按當年的規定沒法繼續申請博士了,只能先就業為好。
當然,MIT 的碩士也不會愁著找工作,畢業后的張忠謀很順利的收到了福特汽車和一家叫 Sylva-nia 的半導體公司的 offer。
福特自然是優先選擇,畢竟是個汽車行業的老牌大公司,而且他在學校里學的專業也和半導體沒啥關系,這看起來怎么這也得是個金飯碗。
但是,福特開出來的工資比 Sylva-nia 少了一美元。
當時張忠謀就覺得,薪資這件事,是不是可以和福特再爭取一下,畢竟就差了一美元。
結果到了和福特 HR 溝通的時候,他發現事情沒有自己想象的這么簡單……
就這樣陰差陽錯的,張忠謀被福特的 HR 氣的不輕,最后還是去了 Sylva-nia,投身于半導體行業。
誰也沒想到當年福特沒給的這一美元,在幾十年后撬動了數百億美元的半導體市場。
當然,剛畢業的張忠謀距離這個數字還有些距離。
從 1972 年起他就開始擔任德州儀器的副總裁,最后一路干成三把手。
年過半百,家庭和睦,事業……順利?
本以為這是個安享天年的時刻,但此時德州儀器卻準備向消費電子領域轉型。
而張忠謀則更加看重半導體行業未來的發展。
張忠謀自述▼
最后的結果,是兩者矛盾漸生,最終在 1983 年,張忠謀離開了他呆了 25 年的 IT。
先是去了通用儀器,然后很快離開去了臺灣。
張忠謀的到來對臺灣半導體來說可以是最合適的時刻。
在那個年代,半導體巨頭沒有如今的IDM(全部自己做)Fabless(不負責制造,只負責設計)和Foundry(不設計,只負責制造)之分,絕大部分半導體公司都是兼任芯片設計和芯片制造兩個維度的,全部自己包辦。
出于保護商業機密原因,自己設計的芯片要自己造。
剛剛成立的臺積電和全球所有的半導體公司都不一樣。
它只負責晶圓代工生產,而不去做晶圓設計,也就是如今 Foundry 的原型。
張忠謀自述▼
集中一點,才能后來居上。
站在如今的角度回看,不得不佩服當年張忠謀的眼光毒辣。
過去大家為了保密自家做出來的芯片方案,都得藏著掖著不給別人設計,只能自建產線生產。
但現在不一樣了,臺積電只是一個"與世無爭"的晶圓代工廠,不涉及芯片設計,大家都可以把最新的芯片設計交給我代工,不用擔心泄密。
后續入場的新玩家,不用花重金用于研究芯片制造,只要能設計就行,制造方面的問題都可以交給臺積電。
再加上張忠謀的私人交情,拉來了剛上任英特爾 CEO 的安迪·格魯夫來做工藝改良,提升了 200多道工藝工序。
這家新成立的公司雖然遍歷風雨,但至少是活了下來。
畢竟人情拉來的訂單只是一時的。臺積電能在正確的時間,做出合適的技術。
而合適的技術,又能找到最適合的客戶。
在臺積電發布的時候,友商們還在和 IBM 聯手研發如何用銅來做介質的過程中。
在這一戰之后,臺積電可以說是徹底站住了腳跟,通過銅制程技術奠定了行業領先的地位。
這樣的戰役,在臺積電數十年的歷史中,還不只發生過一次。
在這之前,行業內采用的都是干式光刻機,通過波長為 193nm 的光線來對芯片進行光刻。
為了提高制程,按道理來說下一步該用 157nm 波長的光線,但偏偏這個波長的光線特別特別有問題……容易被氧氣給吸收,導致光刻效果不如預期。
當年的光刻機巨頭可不是ASML,而是尼康和佳能這些日本“遺老”。
以這兩家為首的公司花費巨資在研究 157nm 的干式光刻機上,準備在前代的基礎上再優化優化。
另一批以英特爾為首的公司則是準備激進的押注極紫外光,直接把 157nm 給一步快進到幾十納米。
也就是我們現在熟悉的 EUV 光刻機上。
英特爾這個想法,在近 20年后實現了▼
水會影響光的波長,而 193nm 波長的光通過水的折射,正好變成了 132nm,直接跳過了最麻煩的 157nm。
以大大領先友商的進度,臺積電和 ASML 很快就發布了最新的光刻機。
良率,產量都高于預期。在那之后,所有研究的晶圓廠商都開始選擇 ASML 的浸潤式光刻機。
而尼康和佳能死磕 157nm 卻一直沒有得到突破。等尼康和佳能總算反應過來的時候,已經落后臺積電兩三年內的技術了。一步錯,步步錯。
前瞻產業研究院整理▼
日本的半導體行業可能是被美國殺死的,但把它埋葬的“人”里一定有臺積電。
而也正是這些交情,讓臺積電在未來數年里一直和 ASML 保持著深度的合作友誼。ASML 也從岌岌無名的小廠一躍而起,掀起了全球半導體行業風云。
通過這次機會,臺積電牢牢地把握住了晶圓研發的最重要武器之一 —— 光刻機。
2009 年,受到金融危機的影響,臺積電有過短暫的低潮期,元老張忠謀再度出山。
個中曲折不自多說,但是最終的結局和數年前的0.13 微米一樣,臺積電再次在這個領域大獲全勝。
臺積電選擇的后閘級方案成功超過三星的方案,在 2011 年 10月宣布成功量產 28 nm 制程。
而且,得益于蘋果和三星在手機市場的競爭關系……
蘋果三星抄襲門▼
蘋果急需新的手機芯片代工廠,于是也找到臺積電搭上了關系。
在 2014 年臺積電開始插手三星的領域,開始代工蘋果的 A8 芯片,A9 和三星共分蘋果訂單……
再往后的時間里,臺積電和蘋果是越走越近,A10,A12,到我們最近耳熟能詳的A15,M1,M2,都是交給臺積電代工。
講到這里,故事中的臺積電,已經和我們印象中的那個臺積電越來越接近了。
其實這兩年,大家對臺積電的印象可能還是來自美國對華為的制裁。
麒麟 9000成為絕唱,華為直接被掐了脖子。
但其實被臺積電恰了脖子的,又何止一個華為。
三星 3nm 5nm 良率廢拉不堪,英特爾工藝還行,但是它自己兼容芯片制造和設計,又容易和其它廠家形成競爭關系。
于是才有了美國三番五次的“騷擾”臺積電,希望它早點在美國建個廠,想要把產量給“轉移回去”,把這個卡在自己脖子上的手給挪開。
前段時間眾議院通過《芯片與科學法案》,佩洛西冒天下之大不諱跑臺灣,都是為了這件事。
這個在技術上領先世界的公司,再次遇到了來自技術之外的剝削了。
就是不知道這一次,臺積電將準備如何應對。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的连美国的脖子都能卡!台积电到底是怎样炼成的?的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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