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激蕩30年 這三位中國人改變世界晶圓代工格局

2019-11-16
來源:與非網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 華為 AMD 晶圓 半導(dǎo)體

如果華為系是中國科技領(lǐng)域的中堅力量,那么美國系半導(dǎo)體之于晶圓代工領(lǐng)域,便是黃埔軍校般的存在,曾供職于德州儀器的張忠謀與張汝京,以及AMD的梁孟松,不約而同投身晶圓代工,書寫近30年風(fēng)雨參數(shù)。人來人往,那些濃墨重彩的足跡,值得被記錄。

橫跨半世紀(jì)的晶圓代工教父

1987年應(yīng)該是改變?nèi)虬雽?dǎo)體格局的關(guān)鍵年份,同樣也是張忠謀人生轉(zhuǎn)折點。

一、德州儀器時間

已過去的56年間,他隨父母從寧波移居香港,18歲時就讀哈佛大學(xué),21歲轉(zhuǎn)學(xué)至麻省理工學(xué)院,并先后獲得機(jī)械工程的學(xué)士與研究生學(xué)位。

隨后的1958年,他正式加入德州儀器,開始長達(dá)25年的半導(dǎo)體行業(yè)征程,并親歷這座商業(yè)帝國的崛起。

入職僅三年,張忠謀并被提拔為工程部門經(jīng)理,隨后得到德州儀器資助,前往斯坦福大學(xué)進(jìn)修電子工程專業(yè),并于3年后成功獲得電子工程博士學(xué)位。

可能注定是開掛的人生,25年的積淀與奮進(jìn),伴隨德州儀器先后賦能美國阿波羅登月(1960s)、推出基于語音數(shù)據(jù)分析與處理單片機(jī)(1970s)、誕生全球首款數(shù)字信號處理器DSP(1980s)的輝煌,張忠謀的崗位上升至集團(tuán)副總裁,負(fù)責(zé)全球范圍業(yè)務(wù)拓展。

具體項目方面,他負(fù)責(zé)的四晶體管相關(guān)任務(wù),與IBM合作進(jìn)行生產(chǎn)與落地,這也是最早的晶圓代工分工模式之一;此外,其主張先于成本曲線的定價策略,也就是項目前期以犧牲部分利潤的同時,盡最大可能斬獲市場份額。

從其對全球半導(dǎo)體市場、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作以及市場策略等方面的經(jīng)驗與見解,不難理解其創(chuàng)辦臺積電,專注晶圓代工領(lǐng)域的決策。

二、臺積電時間

時間回到張忠謀成立臺積電的1987年,可能他本人也沒想過,這家公司能成為年銷售額達(dá)342億美元的巨擘,同時獲得老東家德州儀器部分晶圓代工的外包業(yè)務(wù)。從技術(shù)角度梳理臺積電的發(fā)展路徑,依然可看出張忠謀果斷與進(jìn)取的烙印。

1987年:在臺灣當(dāng)?shù)卣?、科技巨頭飛利浦、部分對半導(dǎo)體行業(yè)保有熱情的投資人的支持下,臺積電正式起航,并在位于臺灣西北部的新竹縣,建立第一座晶圓代工工廠。

1993年:同樣在新竹,臺積電建成第三座,以及臺灣首家8英寸晶圓代工工廠,同年掌握0.5微米制造工藝,并于一年后的1994年在臺灣上市成功。

1996年:征戰(zhàn)美國,與Altera,AnalogDevices成立合資公司——WaferTech(位于華盛頓的卡馬斯),公司生產(chǎn)的第一款0.35微米制式的芯片被Altera使用。4年后,臺積電出資實現(xiàn)對其的全權(quán)控股權(quán)。

1997年:隨著在桃園等地工廠的建成,以及生產(chǎn)工藝的提升(可達(dá)0.25微米制程),臺積電實現(xiàn)100萬晶圓量產(chǎn)目標(biāo),同年在紐約股票交易市場成功上市。

2000年:為滿足芯片產(chǎn)能激增的需求,臺積電先后收購臺灣第三大晶圓代工廠商WSMC,以及宏碁旗下的晶圓代工子公司TSMC-AcerManufacturingCorporation,針對8英寸晶圓代工的產(chǎn)能從280萬躍升至340萬。

2004年:臺積電在新竹的12號工廠投入生產(chǎn),實現(xiàn)12英寸制造量產(chǎn)。制造工藝方面,告別微米,首次攻克90納米工藝,成為全球首個利用沉浸式光刻技術(shù)的廠商。

2008年:發(fā)起開放創(chuàng)新平臺(OpenInnovationPlatform)項目,包含EDA、IP、設(shè)計中心、價值鏈聚合、云計算共5大聯(lián)盟,可更有效加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同。

2013年:臺積電全球首家風(fēng)險生產(chǎn)16納米鰭場效應(yīng)晶體管(FinFieldEffectTransistor,F(xiàn)inFET)工藝,互補式金氧半導(dǎo)體晶體管,可有效改善電路控制并減少漏電流。隨后的2015年,16納米FinFETPlus工藝實現(xiàn)量產(chǎn)。

2016年:進(jìn)入10納米FinFET制程,并于2017年初實現(xiàn)量產(chǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋至應(yīng)用處理器、通信基站與ASIC專用芯片設(shè)計。

2018年:在經(jīng)歷了7納米FinFET工藝發(fā)布與風(fēng)險生產(chǎn)階段后,臺積電共收到超過40款相關(guān)設(shè)計定案(預(yù)計在2019年,定案數(shù)量可突破100個)。

同年8月,7納米FinFETPlus工藝進(jìn)入風(fēng)險生產(chǎn)階段,也是全球首款采用光刻技術(shù)的商用芯片制造工藝。隨后,被海思麒麟990芯片組和蘋果A13使用。

2019年:5納米FinFET光刻工藝進(jìn)入風(fēng)險生產(chǎn)階段,并計劃于2020年投入量產(chǎn)。此外,同時發(fā)布5納米增強(qiáng)版(N5Performance–enhancedversion,N5P),計劃在2020年底投入量產(chǎn)。

三、格芯時間

歷史車輪呼嘯而過,摩爾定律下的制作工藝不斷迭代更新,如同行駛在茫茫大海中,一旦上船,便只能向前。

當(dāng)然,也可選擇放棄,愿賭服輸。比如:來自美國的GlobalFoundries(下稱“格芯”)與同處臺灣的聯(lián)華電子(下稱“聯(lián)電”)。

格芯的掉隊始于2009年,該公司董事長HectorRuiz卷入“內(nèi)線交易”案而下臺,原定第二年流片的32與40/45納米SOIHigh-k,以及28納米High-k工藝芯片,全部被推遲2至3個季度量產(chǎn)。

雖然格芯官方聲音并非跳票延期,只是為了迎合主要客戶AMD的市場需求,但是彼時AMD與Intel的競爭正處于兵刃相接的階段,格芯的延期導(dǎo)致AMD32納米桌面級芯片,晚于Intel一年才上市。

對于格芯的掉隊,張忠謀表示商業(yè)競爭牽扯到的則是金錢,敵軍如果面臨如此窘境,不會為對方掉一滴眼淚。

而當(dāng)來到7納米時代,格芯已宣布放棄對此制程的開發(fā),并可能在未來某個時間節(jié)點,轉(zhuǎn)投三星陣營以獲得7納米工藝授權(quán)。

四、聯(lián)電時間

聯(lián)電是最早創(chuàng)立于臺灣的晶圓代工廠,當(dāng)時創(chuàng)辦人之一曹興誠與張忠謀兩人并稱“晶圓雙雄”。有別于早期IDM模式,晶圓代工經(jīng)營模式也自此誕生,造就聯(lián)電與臺積電列位晶圓代工老大與老二的地位。

2003年的0.13微米工藝,是臺積電與聯(lián)電拉開差距的關(guān)鍵節(jié)點。臺積電自主研發(fā)工藝,與聯(lián)電在選擇是否與IBM合作研發(fā)上決策失誤,導(dǎo)致臺積電一技揚塵,于市場上取得先機(jī)。這或許,也可為國內(nèi)半導(dǎo)體當(dāng)今論“自主研發(fā)”有一定前車之鑒,技術(shù)想要靠外援,最終并不“靠譜”。

若從事件軌跡來看,2006年蘇州和艦案才是關(guān)鍵事件。當(dāng)時聯(lián)電被指轉(zhuǎn)投資和艦科技,違反臺灣當(dāng)局相關(guān)規(guī)定,導(dǎo)致創(chuàng)辦人曹興誠被起訴而辭職,退出公司日常營運、呈現(xiàn)“半退休”狀態(tài)。

曹興誠往后醉心于佛學(xué)與品鑒古董,而張忠謀仍奮斗于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

北上創(chuàng)業(yè)的傳奇與精彩

好在晶圓代工領(lǐng)域玩家還有張汝京。

某種程度來說,張汝京的經(jīng)歷與張忠謀類似,早年同樣就讀于美國,并取得電子相關(guān)專業(yè)博士學(xué)位;也均在同一家公司有過長達(dá)數(shù)年的就職經(jīng)歷。

當(dāng)張忠謀在1983年離開德州儀器時,正是張汝京在這家公司的第5年,1997年,張汝京離開德州儀器,隨后開啟“三起三落”的創(chuàng)業(yè)傳奇。

一、世大時間

回到臺灣后,張汝京創(chuàng)立世大半導(dǎo)體(臺灣第三家晶圓代工廠,下稱“世大”)。三年后,產(chǎn)能就已超行業(yè)老大臺積電的三分之一。

隨后不久,“臺積電并購世大”呈現(xiàn)報端。據(jù)臺媒爆料,張忠謀與世大大股東密謀,趁張汝京不備對世大發(fā)起收購,“陰謀論”不脛而走。

后來,張汝京數(shù)次辟謠,稱張忠謀為令人尊敬的前輩。而張汝京是張忠謀在在德州儀器的部下,在并購過程中,張汝京全程參加討論。

二、中芯國際時間

彼時,正值國內(nèi)半導(dǎo)體制造能力薄弱的節(jié)點。面對差距,國家領(lǐng)導(dǎo)們一直在積極籌劃中國半導(dǎo)體的發(fā)展計劃。因此,一直期望在中國大陸建廠,且具備豐富晶圓代工經(jīng)驗的張汝京成為首要人選。

2000年,張汝京在上海創(chuàng)立中芯國際,據(jù)統(tǒng)計共300多名半導(dǎo)體工程師隨其來到上海,其中不少是其老同事。至此,國內(nèi)半導(dǎo)體晶圓代工發(fā)展進(jìn)入快車道。

在張汝京的帶領(lǐng)下,中芯國際將落后于國際水平的差距快速縮小,并在北京、天津等多地設(shè)廠,成為中國內(nèi)地晶圓代工領(lǐng)域頭把交椅。

飛速發(fā)展的另一面是隱患。臺積電利用反向工程追蹤的方法,比對中芯國際芯片與臺積電之間的相似度,并自2003年起,對中芯國際提出兩次訴訟,直指其對臺積電技術(shù)專利及商業(yè)機(jī)密的竊取。

2009年,美國法院判中芯國際敗訴,4天后,張汝京、中芯國際董事長江上舟和律師團(tuán)飛往香港,與臺積電緊急談判。

最終以中芯國際賠償2億美元現(xiàn)金及10%股權(quán)而告終。隨后,張汝京離開中芯國際。

三、后創(chuàng)業(yè)時間

由于和中芯國際已簽訂競業(yè)協(xié)議,張汝京在3年內(nèi)不得從事芯片相關(guān)工作,隨后其在青島等地投資4家LED工廠。2014年,在上海臨港開建大硅片制造工廠新昇半導(dǎo)體。

4年后,張汝京70歲,融資150億元在青島創(chuàng)辦芯恩半導(dǎo)體,再度創(chuàng)業(yè)。值得一提的是,這是國內(nèi)第一家CIDM模式(CommuneIDM,即共享式IDM)的晶圓代工廠。

談到CIDM模式,張汝京認(rèn)為,比起IDM,前者通過大量芯片設(shè)計企業(yè)入股的方式,引入設(shè)計人才;另外,IDM由于代工的模式,需不斷專研制程與工藝,相反CIDM面向客戶生產(chǎn),可以先做滿足使用需求的成熟工藝,快速提高產(chǎn)能。

技術(shù)大牛與生猛叛逆者

如同傳承與輪回一般,在張汝京離開中芯國際7年后,另一位臺積電“最熟悉的陌生人”梁孟松,于2017年加入中芯國際,兩年后的9月,其帶領(lǐng)中芯國際成功實現(xiàn)14納米芯片量產(chǎn)。

至此,離臺積電最先進(jìn)制程相比,僅有兩代的差距。之于中國芯而言,也是里程碑式的存在。

一、美好時光

與兩位老前輩一樣,梁孟松同樣也在美國取得電子相關(guān)專業(yè)的博士學(xué)位,并在AMD美國總部工作數(shù)年。1992年,他回到臺灣,加入臺積電,那一年他40歲。

他領(lǐng)導(dǎo)臺積電先進(jìn)工藝的核心部門——模塊開發(fā)團(tuán)隊,個人擁有500多個專利,在臺積電多次工藝升級中,具有不可磨滅的貢獻(xiàn)。

如果一切順風(fēng)順?biāo)好纤煽赡転榕_積電工作直到退休。轉(zhuǎn)折發(fā)生在2006年,據(jù)臺媒報道,梁孟松的老上司蔣尚義(研發(fā)副總)退休。

2008年,梁孟松離開臺積電,雙方簽訂競業(yè)協(xié)議,梁孟松在三年內(nèi)不得從事半導(dǎo)體相關(guān)工作,并以此作為梁孟松在臺積電股權(quán)兌現(xiàn)的籌碼。

二、三星時間

隨后,梁孟松被三星聘請,作為其所投資的成均館大學(xué)講師。據(jù)臺媒報道,在協(xié)議簽訂后的第二年,臺積電方面曾主動聯(lián)系梁孟松,質(zhì)疑其并非僅在大學(xué)任教,實質(zhì)上已加入三星半導(dǎo)體,并警告其股權(quán)可能會被交由臺積電教育與文化基金會處理。

得到梁孟松方面的否認(rèn)后,臺積電方面決定兌現(xiàn)其持有的738,000股,共價值1億新臺幣(約2300萬人民幣),分3期支付。協(xié)議期結(jié)束后,梁孟松以首席科技官的身份加入三星半導(dǎo)體系統(tǒng)部,幫助其快速快速趕上臺積電。

當(dāng)時三星處于量產(chǎn)28納米,并在研發(fā)20納米的階段。梁孟松放棄20nm技術(shù),直接進(jìn)入14nm,而臺積電正在研發(fā)16納米FinFET工藝。

最后,三星攻克14納米制程,并拿下蘋果A9的部分訂單(臺積電方案使用16納米工藝),被部署于iPhone6s/6sPlus手機(jī)。

2017年,梁孟松與三星合約到期后,加入中芯國際,再后來,就是14納米工藝量產(chǎn)的故事,而未來他還帶領(lǐng)中芯國際創(chuàng)造多少奇跡?拭目以待!

恩怨隨風(fēng)但火花長流

梳理張忠謀、張汝京與梁孟松的故事,發(fā)現(xiàn)他們?nèi)缤A代工領(lǐng)域的鐵三角,無論從技術(shù)還是市場等多領(lǐng)域,都無法將其割裂。類似的人生軌跡,均是留洋歸國,并不約而同在不同的時間節(jié)點,帶領(lǐng)晶圓代工產(chǎn)業(yè)進(jìn)入中國時間。

張汝京創(chuàng)立的臺積電成為Fabless模式的中堅,無法想象現(xiàn)在的臺積電如果停工一天將會給全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來多大的損失;張汝京讓中國大陸的晶圓代工開始進(jìn)入全球角斗場;梁孟松則讓全球的晶圓代工格局更具張力,讓臺積電領(lǐng)跑的距離在縮短,讓這個產(chǎn)業(yè)更具斗志。

恩怨糾葛隨風(fēng)而去,留下的是三位中國人在科技創(chuàng)新之路上,深深淺淺的腳印。

作者:裴軍


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