《電子技術(shù)應(yīng)用》
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32年還沒撕掉代工標(biāo)簽的臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),能否迎來轉(zhuǎn)變?

2019-06-05

  要說中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最完整地區(qū),非臺(tái)灣莫屬。不論是上游的IC設(shè)計(jì)、中游的晶圓生產(chǎn),還是下游的封裝和測(cè)試,臺(tái)積電、聯(lián)發(fā)科、聯(lián)華電子、日月光……哪一個(gè)拎出來,都是全球半導(dǎo)體行業(yè)響當(dāng)當(dāng)?shù)墓尽?/p>

  然而從張忠謀創(chuàng)立臺(tái)積電,帶領(lǐng)臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打出晶圓代工第一槍至今,32年過去了,臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也依舊?能撕掉“代工”的標(biāo)簽。

  當(dāng)然,這和臺(tái)灣與生俱來的基因有著莫大的關(guān)系,輕易改變不了。

  臺(tái)灣的代工“基因”

  上世紀(jì)50年代,臺(tái)灣急于恢復(fù)生產(chǎn),開始大力發(fā)展民營經(jīng)濟(jì),從制造業(yè)開始向電子輕工業(yè)轉(zhuǎn)變。為了將經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式轉(zhuǎn)為“出口導(dǎo)向型”,臺(tái)灣創(chuàng)造性地在高雄建立了加工出口區(qū),吸引了大量歐美企業(yè)來此建廠,比如德州儀器封測(cè)廠。

  實(shí)際上,歐美國家在臺(tái)設(shè)廠大多以封測(cè)為主,臺(tái)灣本地IC產(chǎn)業(yè)雖因工研院的成立有了一定的技術(shù)基礎(chǔ),但在制造方面,民營經(jīng)濟(jì)薄弱的情況下幾乎?有大規(guī)模生產(chǎn)可能。也就是在這樣的困境下,回臺(tái)不久的張忠謀提出“臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),應(yīng)當(dāng)走代工之·”,將臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)基因硬轉(zhuǎn)成了“代工”。

  紛擾數(shù)十年,臺(tái)灣終成“代工老大”

  張忠謀作為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第一代的從業(yè)者,而在這個(gè)行業(yè)與他比肩的,還有英特爾的摩爾、德州儀器杰克·科爾比等。

  但在當(dāng)時(shí)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都處于萌芽發(fā)展階段,即便是杰克·科爾比這樣的集成電·“始祖”,也?能讓德州儀器靠技術(shù)發(fā)達(dá)起來,反而得靠接IBM的訂單生存。

  更甚者,在美國平均50家IC設(shè)計(jì)公司中都難擁有1家制造工廠,只得將訂單交給日本、韓國等公司,不僅效率慢,還有著極大的技術(shù)機(jī)密泄?風(fēng)險(xiǎn)。可見如果當(dāng)時(shí)臺(tái)灣能有一家足以負(fù)荷量產(chǎn)需求且具有公信力的代工廠,本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將獲得極大的發(fā)展空間。

  臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)代工,便是在這樣的全球大環(huán)境下,一步步找到了制勝之·。

  · 臺(tái)積電的第一筆“正規(guī)”訂單

  創(chuàng)立之初,臺(tái)積電一窮二白,又憑什?拿到訂單?當(dāng)時(shí)恰逢?道夫上臺(tái)不久,正預(yù)備讓英特爾放棄傳統(tǒng)內(nèi)存市場(chǎng)專心做處理器,集中精力做設(shè)計(jì)。這樣一來,制造方面便只能靠代工了。為此,張忠謀動(dòng)用私人關(guān)系找到了?道夫,臺(tái)積電也因此拿到了第一筆“正規(guī)”訂單。

  張忠謀曾說,“我們這樣的人,就像是廚師,客人點(diǎn)菜,我們把菜做出來就好。在當(dāng)時(shí)的半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)中,同等訂單下,日本12周交貨,新加坡需要6周,而臺(tái)積電只要4周?!?/p>

  一時(shí)間,代工訂單紛至沓來,而這也成為了全球半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)認(rèn)可臺(tái)灣的標(biāo)志之一。

  · 曹興誠和張忠謀的亂世之爭

  如果要用一個(gè)詞形容當(dāng)時(shí)的臺(tái)灣代工產(chǎn)業(yè),“肉多狼少”最為合適。臺(tái)積電成功的同時(shí),也給自己招來了競(jìng)爭者。

  和臺(tái)積電相比,聯(lián)華電子創(chuàng)立時(shí)間更早,還是臺(tái)灣第一家半導(dǎo)體企業(yè)。更重要的是,在聯(lián)電第三代當(dāng)家人曹興誠的描述中,代工模式是他想出來的,還特意給過張忠謀一份極為詳細(xì)的晶圓代工企劃書。

  而時(shí)機(jī)總是這?湊巧,上世紀(jì)90年代中,因業(yè)務(wù)成長太快,生產(chǎn)能力滯后等問題,臺(tái)積電只得要求客戶“預(yù)繳訂金”,得罪了大批客戶。

  這讓曹興誠看到了商機(jī),不僅迅速帶領(lǐng)聯(lián)電轉(zhuǎn)型成晶圓代工企業(yè),更以合資的形式整合代工上下游設(shè)計(jì)與封裝廠商,憑借全產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)搶走了臺(tái)積電大量訂單,一躍成為臺(tái)灣第二大半導(dǎo)體代工企業(yè)。

  · 產(chǎn)業(yè)細(xì)化,臺(tái)灣半導(dǎo)體代工終稱王

  和臺(tái)積電從一開始只做代工不同,聯(lián)電成立之初便以IC設(shè)計(jì)為業(yè)務(wù)核心,此后更是在代工、IC設(shè)計(jì)、SRAM方面三管齊下。轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略下,曹興誠將各大業(yè)務(wù)獨(dú)立分開,設(shè)計(jì)部門的商用事業(yè)部單獨(dú)成立聯(lián)詠科技,分管液晶顯示器驅(qū)動(dòng)IC及系統(tǒng)單芯片研發(fā);X86處理器核心研發(fā)人員組團(tuán)創(chuàng)立聯(lián)陽半導(dǎo)體,專注于電腦控制芯片的開發(fā)設(shè)計(jì);存儲(chǔ)事業(yè)部獨(dú)立成聯(lián)笙電子,專注內(nèi)存芯片研發(fā);剩余設(shè)計(jì)成員則和制造部門合并,獨(dú)立成聯(lián)發(fā)科技,現(xiàn)今已成為尖端晶圓半導(dǎo)體設(shè)計(jì)及代工企業(yè)。

  這一系列舉措,幾乎斷了臺(tái)積電的后·,逼得張忠謀背水一戰(zhàn),買下了世大半導(dǎo)體——臺(tái)灣第三家晶圓代工廠。也就是從此時(shí)起,臺(tái)積電開始慢慢脫離“低級(jí)代工”模式,于0.13微米工藝中打敗聯(lián)電。而聯(lián)電則在反擊中充分發(fā)揮了原生研發(fā)實(shí)力,研制出了首個(gè)導(dǎo)入銅制程產(chǎn)出晶圓、生產(chǎn)12吋晶圓以及65nm制程芯片。

  而也正因?yàn)檫@一系列的競(jìng)爭,由兩大代工巨頭帶領(lǐng),臺(tái)灣半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)開始向多元化發(fā)展,以代工為核心,向晶圓制造工藝、多類半導(dǎo)體IC設(shè)計(jì)、封裝方面擴(kuò)散和深入。21世紀(jì)后,臺(tái)灣靠此成為了全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)舉足輕重的組成部分。如果說,臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開創(chuàng)了專業(yè)半導(dǎo)體代工的先河,那?其后的雙雄之爭則將半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步細(xì)化,使得產(chǎn)業(yè)鏈在設(shè)計(jì)、制造、封裝等方面都得以迅速提升。

  就此,臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)代工時(shí)代開啟了——臺(tái)積電一步步成長為全球最大的晶圓代工廠,成為蘋果不可或缺的合作伙伴;聯(lián)電擁有著半導(dǎo)體業(yè)界為數(shù)最多的專利;聯(lián)發(fā)科則在智能手機(jī)領(lǐng)域與高通分食市場(chǎng);日月光成為封裝領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)……

  以技術(shù)為原點(diǎn),以代工為主要模式,數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn)積累下,臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈儼然成熟。除此之外,大廠帶動(dòng)下,技術(shù)、生產(chǎn)制造、封裝等細(xì)分領(lǐng)域也被不斷挖掘出來,核心技術(shù)壁壘越來越高。顯然,這里的代工標(biāo)簽已經(jīng)被撕下,產(chǎn)業(yè)鏈也正向技術(shù)賦能進(jìn)一步深化。

  而中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的故事,也在這時(shí)慢慢向內(nèi)地轉(zhuǎn)移。

  臺(tái)灣正撕掉“代工”標(biāo)簽,內(nèi)地廠商迅速崛起

  作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的后進(jìn)之輩,內(nèi)地在此方面的發(fā)展較臺(tái)灣而言更為艱辛。去年中興事件爆發(fā)后引發(fā)的全民思考也讓這一點(diǎn)充分暴?在陽光之下。

  · 起步晚,基礎(chǔ)弱,嚴(yán)重落后

  因?yàn)槿蚴袌?chǎng)格局基本已穩(wěn)定,大佬如英特爾、英偉達(dá)、AMD、三星、高通、臺(tái)積電、聯(lián)電等早已將產(chǎn)業(yè)鏈摸熟,僅制造方面,晶圓工藝制程的精進(jìn)便已讓大多數(shù)人望而卻步。

  一梯隊(duì)之后,日本、新加坡、以色列等國家的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也起步較早,于中低端市場(chǎng)形成產(chǎn)業(yè)二梯隊(duì)陣容,換句話說,留給內(nèi)地的市場(chǎng)空間不多了。

  市場(chǎng)不樂觀之外,內(nèi)地人才也極為匱乏。行業(yè)發(fā)展早期,內(nèi)地集成電·產(chǎn)業(yè)幾無專業(yè)或原生人才,高校也無對(duì)口專業(yè)及教師。據(jù)一λ在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從業(yè)20余年的行業(yè)人士回憶,“即便是知名高校,IC方面的老師都是邊學(xué)邊教課的?!?/p>

  由此導(dǎo)致的,便是產(chǎn)業(yè)鏈從技術(shù)、設(shè)備再到生產(chǎn)的全面不成熟甚至零基礎(chǔ)。相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,即便到2017年,我國?年芯片進(jìn)口總額仍然高達(dá)2200—2300億美金。國家集成電·產(chǎn)業(yè)投資基金股份有限公司總裁丁文武曾表示,“我國的芯片發(fā)展整體是落后于世界,是受制于人的。”甚至有人傳言,內(nèi)地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)落后臺(tái)灣至少三個(gè)時(shí)代。

  僅就代工一方面而言,可以量產(chǎn)的晶圓制造廠大多還停留在為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的芯片,制成工藝粗糙,幾百納米的芯片隨處可見。但也是在這樣的環(huán)境下,國內(nèi)涌現(xiàn)出了一批優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體制造廠商,如中芯國際和紫光。

  · 飛速崛起的領(lǐng)頭羊

  以中芯為例,2000年張忠謀突然并購世大半導(dǎo)體,作為創(chuàng)辦人的張汝京在“被通知”的情況下一怒北上,帶走了臺(tái)灣300余名工程師到上海創(chuàng)立中芯國際,甚至還因此引發(fā)了持續(xù)至今的臺(tái)灣半導(dǎo)體人才“移民內(nèi)地”的風(fēng)潮。

  在坐穩(wěn)內(nèi)地代工老大哥的λ置后,2017年年底,中芯挖來了同樣對(duì)臺(tái)積電有“怨言”的梁孟松,他的加入,被業(yè)界認(rèn)為“對(duì)中國半導(dǎo)體行業(yè)具有劃時(shí)代意義”。

  梁孟松其人,在臺(tái)積電任職時(shí)期個(gè)人參與發(fā)明的專利半導(dǎo)體技術(shù)就有181件,且全是最重要先進(jìn)工藝的技術(shù)研發(fā)。出走到三星后,更是帶領(lǐng)三星晶圓代工直接從28nm制程升級(jí)到14nm,還領(lǐng)先臺(tái)積電半年實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)。

  到中芯后,梁孟松手腳大開,在迅速提升中芯28nm芯片良品率的同時(shí),還主導(dǎo)從荷蘭買來了最先進(jìn)的光刻機(jī),將14nm芯片良品率瞬間提升至95%,即便是三星也為此警鈴大作。

  人才及經(jīng)驗(yàn)積累的推動(dòng)下,中芯已然躍居全球第四大專業(yè)晶圓代工廠,成為了中國半導(dǎo)體制造的核心之一。而除了中芯外,于200nm純晶圓代工全球領(lǐng)先的華虹宏利、國內(nèi)Ψ一擁有齊全半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的華潤微電子等,均已在半導(dǎo)體代工產(chǎn)業(yè)中具備國際影響力。

  代工之外,內(nèi)地一些非芯片原生企業(yè)也在IC設(shè)計(jì)方面開始大放異彩。智能移動(dòng)終端方面,華為海思研制的麒麟970/980直接對(duì)壘高通845/855芯片;中興事件時(shí),阿里宣布收購中天微,繼而成立了平頭哥,目前芯片銷售量就已超2億片。

  巨頭行動(dòng)之后,芯片創(chuàng)企也紛至沓來,尤其在AI時(shí)代下,行業(yè)普遍認(rèn)同AI將為中國芯片產(chǎn)業(yè)帶來全新的機(jī)會(huì),由此涌現(xiàn)出的地平線、思必馳、出門問問等,于自動(dòng)駕駛、語音識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)等方面所研發(fā)的AI芯片,均已在行業(yè)有所應(yīng)用。

  當(dāng)然,在這些過程中,臺(tái)灣與內(nèi)地的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)并不是完全分開,而是在相輔相成中共同成長,如華為只負(fù)責(zé)麒麟芯片的研發(fā),代工完全交由臺(tái)積電等。而在當(dāng)下發(fā)展的如火如荼的5G產(chǎn)業(yè)中,全球6大5G芯片廠商中國便占有3個(gè)名額,華為、紫光展銳、聯(lián)發(fā)科與英特爾、高通、三星均為行業(yè)領(lǐng)先。

  最后

  然而不可避免的是,內(nèi)地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體良莠不齊現(xiàn)象極其嚴(yán)重,優(yōu)秀如中芯、紫光、華為等,已經(jīng)在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)占據(jù)一定的分量。然而這只是很小的一部分,絕大多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)仍舊在產(chǎn)業(yè)底層掙扎。

  去年4月,財(cái)政部聯(lián)合多部門發(fā)布了《關(guān)于集成電·生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策》,有條件的對(duì)集成電·生產(chǎn)企業(yè)或項(xiàng)目減免企業(yè)所得稅,為中國內(nèi)地集成電·制造行業(yè)打了一劑強(qiáng)心劑,有效的加速了全球集成電·制造企業(yè)向內(nèi)地轉(zhuǎn)移進(jìn)程。

  可以看到,政策支持和產(chǎn)業(yè)奮進(jìn)下,和臺(tái)灣代工·一樣,內(nèi)地的芯片產(chǎn)業(yè)也正一步步“撕掉”低技術(shù)標(biāo)簽,雖然暫時(shí)落后,但卻是真正在向“成為世界半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不可取代者”邁進(jìn)。


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