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美日韩是世界公认的半导体产业最发达的三个国

文章作者:必威-电工电气 上传时间:2019-10-04

电工电气网】讯

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半导体业内尊称张忠谋为“半导体代工之父”,但一个人却对这一说法嗤之以鼻。
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原标题:台湾半导体产业的繁荣能给中国芯哪些启发?

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要说中国半导体产业链最完整地区,非台湾莫属。不论是上游的IC设计、中游的晶圆生产,还是下游的封装和测试,台积电、联发科、联华电子、日月光……哪一个拎出来,都是全球半导体行业响当当的公司。

图片来源@视觉中国

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半导体被称为国家工业的明珠,是国家综合实力的体现。美日韩是世界公认的半导体产业最发达的三个国家,它们培育了众多耳熟能详的跨国企业,英特尔、AMD、高通、三星、SK海力士、首尔半导体、东芝、瑞萨、信越等,个个体量惊人、实力雄厚。在上世纪九十年代,中国台湾曾经一度成为全球IC产业最发达的地区之一,期间,联发科、台积电、联电、日月光、联咏、瑞昱等企业迅速发展,让台湾半导体在全球产业链中占有一席之地。如今,在全球电子产业转移、大陆半导体崛起的形势下,台湾的IC产业仍旧活跃于一线,尤其是晶圆代工方面,台积电、联电一直位列全球十大晶圆代工厂商之中,让人惊叹不已。

张汝京

然而从张忠谋创立台积电,带领台湾半导体产业打出晶圆代工第一枪至今,32年过去了,台湾半导体产业也依旧û能撕掉“代工”的标签。

文|镁客网

台湾双雄,这个曾经声震全球半导体的名词,如今已经不复存在。

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“大不了从头再来。”没有人比张汝京更有底气说这句话。

当然,这和台湾与生俱来的基因有着莫大的关系,轻易改变不了。

要说中国半导体产业链最完整地区,非台湾莫属。不论是上游的IC设计、中游的晶圆生产,还是下游的封装和测试,台积电、联发科、联华电子、日月光......哪一个拎出来,都是全球半导体行业响当当的公司。

2016财年,台积电实现营收2072亿人民币,净利润730亿。今年3月,台积电市值突破万亿人民币大关,超越英特尔成为世界第一大半导体公司。此后的2个多月里,其股价持续攀升,截止本文发布,台积电的市值已达1873.73亿美元(约合12775亿人民币)。

台湾半导体崛起的关键因素:政策、人才、策略、专利、机遇

在半导体产业沉浮了42年,5次“再就业”,张汝京的每一次“从头再来”,都是一段精彩的故事。

台湾的代工“基因”

然而从张忠谋创立台积电,带领台湾半导体产业打出晶圆代工第一枪至今,32年过去了,台湾半导体产业也依旧没能撕掉“代工”的标签。

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坚定不移地执行科技振兴台湾的政策。台湾是一个岛屿,资源匮乏、人口有限,发展附加值产业是其壮大的必经之路。在上世纪七十年代,台湾确定了以科技产业为核心的政策,扶持了众多科技公司,威盛电子、联电、富士康均在此期间成立;其中,联电是台湾第一家半导体企业。

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上世纪50年代,台湾急于恢复生产,开始大力发展民营经济,从制造业开始向电子轻工业转变。为了将经济发展模式转为“出口导向型”,台湾创造性地在高雄建立了加工出口区,吸引了大量欧美企业来此建厂,比如德州仪器封测厂。

当然,这和台湾与生俱来的基因有着莫大的关系,轻易改变不了。

“双雄”的另一端,台湾联华电子(下简称台联电)去年的营收约合人民币333亿元,净利润不足20亿人民币,其市值也仅为台积电的1/8,可谓全方位落后。

台湾为了支持半导体产业的发展,做了很多尝试和创新,比如建立了世界上第一个由政府主导成立的科技产业园区——新竹科技产业园;上世纪七十年代,台湾工研院与美国RCA签订长达十年的合约,同年7月,首座积体电路工厂破土,次年产制三吋晶圆成功。

张汝京是南京人,生于南京。

实际上,欧美国家在台设厂大多以封测为主,台湾本地IC产业虽因工研院的成立有了一定的技术基础,但在制造方面,民营经济薄弱的情况下几乎û有大规模生产可能。也就是在这样的困境下,回台不久的张忠谋提出“台湾半导体产业,应当走代工之·”,将台湾IC产业基因硬转成了“代工”。

上世纪50年代,台湾急于恢复生产,开始大力发展民营经济,从制造业开始向电子轻工业转变。为了将经济发展模式转为“出口导向型”,台湾创造性地在高雄建立了加工出口区,吸引了大量欧美企业来此建厂,比如德州仪器封测厂。

台积电日益强盛,董事长张忠谋于业界的影响力也不断提升,如今已是全球企业级半导体中“坐三望一”的人物。而他的老对头、联电系灵魂人物曹兴诚,却在10年前因坚决投资大陆惹上“政治麻烦”,并因此退休,逐渐淡出公众视野。

对教育和人才的重视带来人才的供给。台湾的半导体人才一方面来源于本土大学,一方面来源于美国。台湾清华大学、交通大学、台湾大学都在早期就开通了半导体相关专业,并与美国等知名企业合作,通过产学研形式帮助人才快速成长。据OFweek电子工程网获悉,台湾之所以有源源不断的半导体人才,是因为它们与硅谷之间形成了一种成熟人才输送的模式,即台湾人去到硅谷工作、学习、成长,待自己技术成熟、翅膀硬了再回来创业。联华电子曹兴诚、台积电董事长张忠谋、联发科蔡明介等在创业之前均在美国硅谷做高管,拥有多年的工业和专业背景。

1949年的特殊时代背景下,不到1岁的张汝京便因举家南迁去到了台湾,直到在台湾大学机器工程专业毕业。此后,他先后去到纽约州立大学和南卫理公会大学进修,分别获得了工程科学硕士与电子工程博士学位。

纷扰数十年,台湾终成“代工老大”

实际上,欧美国家在台设厂大多以封测为主,台湾本地IC产业虽因工研院的成立有了一定的技术基础,但在制造方面,民营经济薄弱的情况下几乎没有大规模生产可能。也就是在这样的困境下,回台不久的张忠谋提出“台湾半导体产业,应当走代工之路”,将台湾IC产业基因硬转成了“代工”。

上世纪90年代至今,IT产业都是台湾经济的支柱,半导体代工则是台湾IT的支柱。从PC品牌时代到IC设计,台湾知名的IT企业均背靠台积电和台联电两大基石,荫蔽其中。

以IC代工带动整个半导体产业的策略。美国是半导体产业的发源地,在上世纪70年代,硅谷已经形成了相当成熟的行业、人才、专利等制度,在芯片、ODM等领域无人能及。台湾虽然坚定了发展半导体的决心,但从什么地方突破仍是需要思考一番!从代工起步,谋求在全球芯片产地一席之地,台湾半导体企业起初专注于封装环节。之后,台湾半导体产业发展旺盛,联发科和晨星做芯片、日月光专注于晶圆制造、精材科技做封装,逐步将半导体范围扩大到设计、制造、封装、测试等全产业链。

而再回台湾,便是27年后的事情了。

张忠谋作为全球半导体产业第一代的从业者,而在这个行业与他比肩的,还有英特尔的摩尔、德州仪器杰克·科尔比等。

纷扰数十年,台湾终成“代工老大”

半导体代工不仅是台湾经济的支柱,从某种意义上看,也是全球IC产业的支柱。

重视半导体专利有利于提升自身话语权。半导体的发展绕不开专利授权,很多专利在美国,如果想让自己在行业内有足够的话语权,重视专利是必须走的一条路;台湾威盛和英特尔曾经因CPU授权问题闹得不可开交,联发科与高通也官司不断……台湾半导体最厉害的IC代工,这与它们对专利的重视密不可分,台积电圆代工业务全球第一,连续多年垄断台湾专利申请榜单,并专门成立了“知识产权”部门,对专利的投入值得学习。大陆的后起之秀中芯国际发展遇到瓶颈,其中很大一部分原因就是其与台积电的专利纠纷。

1977年,张汝京加入德州仪器任工程师,负责研发供空军使用的语音合成器。不久之后,他就因表现优异获得集成电路发明者之一杰克·基尔比的青睐,调入德州仪器核心团队——DRAM研发制造团队,就此一干便是20年。

但在当时全球半导体产业都处于萌芽发展阶段,即便是杰克·科尔比这样的集成电·“始祖”,也û能让德州仪器靠技术发达起来,反而得靠接IBM的订单生存。

张忠谋作为全球半导体产业第一代的从业者,而在这个行业与他比肩的,还有英特尔的摩尔、德州仪器杰克·科尔比等。

台湾半导体代工兴起之前,全球知名半导体企业均是从设计到制造大包大揽。芯片设计的投入动辄十亿美金起步,芯片制造则只多不少。

抓住了两次集成电路的产业变革机遇。集成电路大致有三个快速发展的机遇时期。第一个是上世纪六十年代,以美国主导的半导体行业变革,微处理器、存储器是当时的主流产品;第二个是上世纪八十年代末,以客户为导向的晶圆代工模式兴起,台积电、联电等台湾本土IC代工企业崛起;第三个是上世纪九十年代末,SOC产业的发展给IC产业带来机遇,形成了设计、制造、封装、测试为一体的全产业链,芯片设计联发科、制造巨头联咏科技、封装大咖力成等纷纷出现。

有趣是的,后来的台积电创始人张忠谋当时也在德州仪器任职,任资深副总裁,手下管理着4000多人,属于下下级的张汝京在那个时候根本接触不到这位大领导。但估计二人谁都没想到,双方会在数十年之后成为势均力敌的对手,甚至还都成为了中国半导体产业基石的奠定者,这些我们后面再详说。

更甚者,在美国平均50家IC设计公司中都难拥有1家制造工厂,只得将订单交给日本、韩国等公司,不仅效率慢,还有着极大的技术机密泄¶风险。可见如果当时台湾能有一家足以负荷量产需求且具有公信力的代工厂,本土半导体产业将获得极大的发展空间。

但在当时全球半导体产业都处于萌芽发展阶段,即便是杰克·科尔比这样的集成电路“始祖”,也没能让德州仪器靠技术发达起来,反而得靠接IBM的订单生存。

一家制造工厂需要数十亿美金的投入,因此全球业内,能玩转半导体的就那么几家,要么像美国的德州仪器和英特尔那样起步早,不断加高门槛,要么像日本的NEC等在政府的强大资金和政策扶植下取得突破。

除了上述原因,台湾半导体产业的发展离不开岛内的大环境和大陆的支持,为什么这么说呢?一是由于台湾的电子产业非常发达,涉及手机、电脑、LED、电子组装等,整个产业链非常完善,相关公司众多,给了半导体企业发展和崛起的良好土壤。据统计,台湾本土的上市公司,近乎一半的企业与电子相关。二是由于大陆廉价的劳动力,给了台湾半导体企业高速发展的源动力,台湾很多与电子相关的厂商将自己的制造中心设在大陆。

在德州仪器的20年,张汝京干得最轰烈的事情就是“建厂”,经他之手,公司短时间内便先后在美国、日本、新加坡、台湾、意大利等地共建设了9座工厂,这在当时全球半导体产业中都是极为少见的。也正因为有着这样的“大手笔”,张汝京人送称号“建厂狂魔”。

台湾半导体产业代工,便是在这样的全球大环境下,一步步找到了制胜之·。

更甚者,在美国平均50家IC设计公司中都难拥有1家制造工厂,只得将订单交给日本、韩国等公司,不仅效率慢,还有着极大的技术机密泄露风险。可见如果当时台湾能有一家足以负荷量产需求且具有公信力的代工厂,本土半导体产业将获得极大的发展空间。

半导体设计是最难的技术活之一,半导体制造又是最烧钱的生意之一,于是,半导体成了技术与资金双密集型,行业门槛极高,后来者几乎没什么机会,只能跟着寡头们混日子,生死完全不由自己掌控。

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但英雄是需要时势去造就的,在那个全球半导体产业刚刚萌芽的阶段,即便是德州仪器这样的龙头企业都很难靠做技术生存下去,更何况当时的DRAM市场几乎为日本一家独大,且一“垄断”就是数十年,西方国家半导体公司在这一领域根本赚不到多少钱。

台积电的第一笔“正规”订单

台湾半导体产业代工,便是在这样的全球大环境下,一步步找到了制胜之路。

这样的大背景下,台湾走出了一位张忠谋,其创立的台积电让半导体后来者们看到了曙光。

台湾IC产业的繁荣带给我们的启示

1997年,德州仪器决定裁撤DRAM部门全部员工,张汝京因此失业了,这一年他49岁。

创立之初,台积电一穷二白,又凭什ô拿到订单?当时恰逢³道夫上台不久,正预备让英特尔放弃传统内存市场专心做处理器,集中精力做设计。这样一来,制造方面便只能靠代工了。为此,张忠谋动用私人关系找到了³道夫,台积电也因此拿到了第一笔“正规”订单。

台积电的第一笔“正规”订单

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一、加大对半导体产业的扶持力度

按照公司给出的裁员政策,张汝京可以选择提前退休,享受轻松的生活。再不济,以他当时在半导体行业的经验足以找一份高层、高薪的工作。但不服输的张汝京偏偏选择了一条最耗心力的路——回台湾创业。

张忠谋曾说,“我们这样的人,就像是厨师,客人点菜,我们把菜做出来就好。在当时的半导体代工产业中,同等订单下,日本12周交货,新加坡需要6周,而台积电只要4周。”

创立之初,台积电一穷二白,又凭什么拿到订单?当时恰逢鲁道夫上台不久,正预备让英特尔放弃传统内存市场专心做处理器,集中精力做设计。这样一来,制造方面便只能靠代工了。为此,张忠谋动用私人关系找到了鲁道夫,台积电也因此拿到了第一笔“正规”订单。

台积电被普遍认为开创了专业半导体代工的全球先河,他们替客户企业严守技术机密,专职制造,甚至还能领先客户企业,依照对行业趋势的预测,研发出领先的制程和技术供对方使用。

国家对半导体行业的重视有目共睹,2000年,以国务院18号文件颁布为标志,中国集成电路产业进入了真正的起步阶段。在2008年以后,国家继续加强对IC产业的关注,颁布各项政策扶持IC产业发展以填补巨大产业需求。正是政策的扶持,我国的半导体行业迎来了高速发展期,近十年取得了非常大的发展和突破,并且依旧保持了高速增长的态势。据相关数据统计,2018上半年大陆半导体产业销售额2677.7亿元,同比增长21.6%。

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一时间,代工订单纷至沓来,而这也成为了全球半导体代工产业认可台湾的标志之一。

张忠谋曾说,“我们这样的人,就像是厨师,客人点菜,我们把菜做出来就好。在当时的半导体代工产业中,同等订单下,日本12周交货,新加坡需要6周,而台积电只要4周。”

因为有了台积电,半导体行业的分工进一步细化,设计能力强大、但无自造能力的半导体设计公司们迅速脱颖而出,背靠芯片代工产业做大做强。

二、对高端专业人才的培育和引进

中国有句古话叫“以成败论英雄”,放到现在便可以理解为“人们只会记住第一名的人,第二名和最后一名都属于非第一名”,但张汝京打破了这个“定理”。

曹兴诚和张忠谋的乱世之争

一时间,代工订单纷至沓来,而这也成为了全球半导体代工产业认可台湾的标志之一。

个中典型当属在PC端向英特尔持续发起冲击的AMD。AMD的资本实力与英特尔差距甚大,之所以能保持活跃度,一是得感谢《反垄断法》,二是得感谢张忠谋这样的人。

芯片行业是一个高度竞争的行业,也是一个高技术人才的密集型行业,台湾半导体产业的繁荣离不开很多专业的高端人才。近年来,大陆对人才的引进方面下了苦功,台湾IC人才流入大陆的不计其数。张汝京曾是台湾大学培育的高材生,在德州仪器工作多年后来大陆创办中芯国际,目前成为全球十大IC晶圆代工企业之一,台联电孙世伟、蔡力行等相继加盟清华紫光,内地对人才的重视加速产业发展。国家加大力度培养半导体人才并取得成效,清华北大等专业院校的高端IC设计人才频出,给中国半导体产业振兴提供了人才基础。

时隔27年再回来,最让张汝京惊喜的就是台湾半导体产业突飞猛进式的发展,以及由台积电开启的晶圆代工新模式。

如果要用一个词形容当时的台湾代工产业,“肉多狼少”最为合适。台积电成功的同时,也给自己招来了竞争者。

曹兴诚和张忠谋的乱世之争

除了AMD之外,高通、苹果等企业也受益于台积电的代工模式,使之得以聚焦于芯片设计和品牌化管理,台湾本土的PC/IC设计企业则更是大树底下好乘凉。曾有台湾媒体将张忠谋称为台湾经济的“救世主”,这一形容不乏道理。

三、在某些半导体专业领域实现弯道超车

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和台积电相比,联华电子创立时间更早,还是台湾第一家半导体企业。更重要的是,在联电第三代当家人曹兴诚的描述中,代工模式是他想出来的,还特意给过张忠谋一份极为详细的晶圆代工企划书。

如果要用一个词形容当时的台湾代工产业,“肉多狼少”最为合适。台积电成功的同时,也给自己招来了竞争者。

著名管理学教授迈克尔-波特称张忠谋不是创办了一家企业,而是创造并成就了两大产业:专业的半导体制造代工产业、专业的半导体设计产业。

我国的半导体产业起步较晚,企业如果在传统的芯片领域直接与英特尔、AMD、高通等巨头正面PK,无疑是自寻死路,但在某些专业的IC设计领域,中国企业可以站在前面,比如比特币挖矿ASIC芯片,目前中国是这个领域的绝对领导者,国内的挖矿芯片厂接近20家,产值占全球一半。据统计,2017年比特大陆的销售额预计达到惊人的143亿人民币,超过了国产手机芯片设计厂商展讯,荣登2017年中国十大集成电路设计公司排行榜第二名,仅次于华为海思。

只不过比起张汝京,张忠谋离开德州仪器回台要早上十数年,再加上甫一回台就任当时台湾半导体技术最领先,也是最集中的工研院院长,以及在李国鼎大力支持下成功的走出了代工模式,台积电的地位早已坚不可破。

而时机总是这ô凑巧,上世纪90年代中,因业务成长太快,生产能力滞后等问题,台积电只得要求客户“预缴订金”,得罪了大批客户。

和台积电相比,联华电子创立时间更早,还是台湾第一家半导体企业。更重要的是,在联电第三代当家人曹兴诚的描述中,代工模式是他想出来的,还特意给过张忠谋一份极为详细的晶圆代工企划书。

业内几乎所有人都尊张忠谋为“半导体代工之父”,但有一个人却对此嗤之以鼻,他就是台联电的前董事长曹兴诚。

近日,国内某企业发布全球首款量产7纳米芯片,也属于挖矿芯片,虽然在CPU/GPU等领域现在无法超越美国,但在某专业芯片领域,成为行业霸主,弯道超车未为不可。

而台积电除外,同样出身工研院的联华电子走的也是代工模式,因为在曹兴诚的描述中,代工模式是他想出来的,张忠谋只是一个“抄袭者”。为了打败台积电,曹兴诚甚至为此分拆联电,试图以合资形式,凭借原生技术研发实力在半导体各大细分领域截断张忠谋所有“财路”。

这让曹兴诚看到了商机,不仅迅速带领联电转型成晶圆代工企业,更以合资的形式整合代工上下游设计与封装厂商,凭借全产业链服务抢走了台积电大量订单,一跃成为台湾第二大半导体代工企业。

而时机总是这么凑巧,上世纪90年代中,因业务成长太快,生产能力滞后等问题,台积电只得要求客户“预缴订金”,得罪了大批客户。

在曹兴诚看来,芯片代工是自己的创意,张忠谋只是个“剽窃者”。他曾对外公开表示这一说法,但张忠谋从未就此作出回应。

四、抓住AI、物联网机遇迎来更大的突破

可以想见,这样的二虎争斗下任何“第三者”的加入都很有可能成为炮灰。但当时台湾半导体产业自有技术及制造实力薄弱,其他模式很难走出来,在加上张汝京有过在台建厂的经验,所以最终还是选择迎难而上,创立世大半导体——台湾第三家晶圆代工厂,从事DRAM芯片代工。

产业细化,台湾半导体代工终称王

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借助于两次集成电路变革的机遇,台湾半导体起来了!国内芯片企业要想实现未来的跨越式发展,抓住AI、物联网的机遇是目前唯一的办法。在过去,智能手机、平板电脑等智能终端是主要需求,未来物联网、人工智能等将是引领中国集成电路产业发展的创新应用商机。

但世大半导体一开始就走得很不顺利。最初,张汝京找到亚洲第一家无晶圆场太欣半导体董事长王国肇主导,后又几经波折之后寻求中华开发帮助,但过程中被华邦搅乱。最后张汝京几乎是以一己之力,领导“德州仪器校友会”才将公司推进到量产阶段。

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