盡管我們已經無法穿越回歷史,親身揭開半導體發展過程中每一個細節,但從今日之產業現狀,追溯曾經的篳路藍縷,或許是一個可行的方法。
比如最近,英特爾與高通就將更先進制程的芯片制造訂單交給了臺積電,英特爾的這一選擇,被視為臺積電制程能力超越英特爾的明確信號,對此,英國《金融時報》評論稱——這標志著英特爾長期領導地位的結束。
在前面的文章中可以看到,日本半導體在消費領域大勢已去,韓國半導體除了財閥巨頭應者寥寥,而起步最晚的臺灣地區,在產業上中下游都有企業盤踞,甚至相對韓日廠商更具影響力,如今更成功反超英特爾,這也成為半導體產業由西向東遷移時,獨特的觀察樣本。
那么說到臺灣地區的半導體產業,當下最為大家所熟知的一定離不開以下三個特征:
1.代工模式。臺灣地區半導體產業的實力名列世界前列,而其中最強的板塊無疑就是芯片代工。從1996年的IC封裝制造,到1987年介入專業代工制造,如今在這一領域,能排進全球十強的中國臺灣企業就有4家之多,除了臺積電,還有聯電、力晶、世界先進等,成為全球半導體的一極。
2.全產業鏈。代工實力名列前茅,并不意味著其他產業板塊寂寂無名,實際上,臺灣地區半導體企業從上游的 IC 設計、中游的晶圓生產、下游的封裝和測試以及設備、材料全領域都有布局,聯發科、臺積電、聯電、日月光、聯詠、瑞昱等企業迅速發展,也帶動了整個電子工業的興盛,成為臺灣地區的“稻米產業”。
3.政企協作。臺灣經濟以中小企業為主,懼怕投資風險,臺灣地區官僚與民間企業之間特殊的合作方式,在經濟轉型時強力推動,堅持民營化,促進企業在競爭中發展,讓臺灣地區后來居上,一度成為全球IC產業最發達的地區之一。
不妨一起回到歷史上的三個剪影中,追問臺灣地區半導體的今昔。
代工也可以很高級:從聯電到臺積電
代工制造,乍聽起來并不是一個好主意。韓國從早期給美日廠商做低端加工起步,就一直試圖向IDM模式進發,切入更具利潤潛力的上游設計環節。同樣是代工,為什么臺灣模式會讓全球都“真香”?
一方面是歷史原因。1966 年美國通用儀器公司 (GI) 在高雄設廠,開啟了臺灣地區 IC 封裝技術的的發展,隨后,德州儀器公司、飛利浦建元電子等公司也到臺設廠。但這些都停留在封裝階段,在臺的美日廠商只愿意授權封測技術,不提供核心設計的支持,而臺灣地區又沒有韓國財閥那樣的資金實力,融資和抗壓能力都無法保證向上游延伸。
另一個原因則是,臺積電開創的代工Foundry模式實在太成功了,引發了島內許多企業效仿復制,所以臺灣地區積極將代工產業鏈延伸到島內,錯開了與美日強國的競爭,迅速獲得專利授權形成規模優勢,靠代工站穩了腳跟。
繼續往前追溯,會發現臺灣地區誕生產業垂直分工模式,并非偶然。
1977年10月,工研院打造了全中國臺灣地區首座集成電路示范工廠,采用7.5微米制程,工研院開發出的與生產工序匹配的標準單元庫,大幅提高了產品良率,在營運的第6個月已經高達7成,超過了技術轉移母廠RCA公司。察覺到這一產業分工的變化趨勢,工研院在1980年,決定以衍生公司的方式,設立中國臺灣第一間半導體制造公司聯華電子,將所有產品線技術( 包括音樂 IC,電子撥號器、計算機IC 以及電話 IC) 以低價授權生產的方式全部轉移給聯華,使其在擁有研發能力之前就可以進行生產。聯電旗下也衍生出了許多分支機構,如芯片設計領域的聯發科(MTK),面板驅動IC的聯詠等等。
同時,不斷游說旅美IC 專家張忠謀加入,對方提出了一種專業代工模式來運營規劃中的六寸晶圓 VLSI 實驗工廠。1987 年,電子所與飛利浦合作成立臺積電,張忠謀任董事長,后來并稱“晶圓雙雄”的聯電與臺積電,就此集結。
“聯家軍”是多點開花,臺積電則打定主意只做芯片制造。今天看來,二者都為臺灣地區半導體產業的崛起起到了奠基作用,可在當時,后者的出現卻委實有些尷尬。
要知道,“對標硅谷”直到今天都是電子工業長盛不衰的準則之一, 創立之初,投資人總會問創始人張忠謀一個問題——如何跟英特爾競爭。
張忠謀表示“臺積電和他們不存在競爭,這是一個完全新的模式,我們甚至會合作”。居然在硅谷沒有效仿的成功案例?投資人聽完反而更害怕了……
事實證明,臺積電開創的Foundry和IP授權模式,徹底改變了世界半導體產業的版圖。
當時,Intel 公司正積極尋求海外代工的有利時機,通過關系渠道以及付出生產工藝改進的努力,臺積電獲得了 Intel 的部分代工訂單,并迅速成為世界晶圓代工的龍頭,1992 年營業收入達 66億,一度超過了聯電。專業代工模式也以一種新分工形態,在臺灣地區落地生根。
今天看來,臺積電的成功是內外合力的結果。
外部,手機的發展需要將特定的工作交給專用芯片解決,而不是一塊CPU打天下,所以,北美涌現出一批新興的半導體公司,博通、英偉達、Marvell 陸續創立。芯片設計公司越來越豐富的產品,對外部晶圓生產線有極強的需求,高通、博通甚至蘋果都需要將制造交給更具規模優勢和專業的晶圓制造廠,這成為臺積電崛起的重要機會。
英偉達 CEO 黃仁勛甚至半開玩笑說:“如果等我自己建廠生產 GPU 芯片,我現在可能就是一個守著幾千萬美元的公司,做個安逸的 CEO?!?/p>
時不我與,以美國為中心的Fabless和以臺灣地區為主體的Foundry加速了生產設計的分離,臺灣地區作為專業晶圓代工承接了半導體產業的新一輪國際轉移。
而在內部,臺積電始終堅持“技術領軍者”策略,在芯片制造商堅持高額的資本投入,以保持臺積電在制造技術上的領先優勢。
即使是互聯網泡沫破滅的2001年,互聯網公司和計算機公司批量倒閉,臺積電利潤暴跌,張忠謀還堅持加碼,將晶圓廠的研發支出上升到凈利潤 80%。
臺積電的巨額投入,讓芯片設計廠商不再需要花費資金自己投資建設生產線,降低了設計環節的門檻,也降低產品研發失敗的風險,臺積電也成了大多數公司的選擇。
隨后,臺積電又在代工制造的基礎上,提出了“虛擬晶圓廠”的概念,讓客戶能隨時掌握晶圓制造進度,從而爭取到了整合元件廠商(IDM)的訂單,也從單純的代工演變成了一個結合制造及服務的科技公司。
不一樣的“硅谷”,新竹科學院的輻射效應
美國加州北部的圣克拉拉山谷 (Santa Clara Valley),因為仙童、英特爾、惠普、蘋果等半導體巨頭的匯聚,成為全球向往的對象。而在眾多復制版硅谷里,臺灣新竹科學園區被稱為“亞洲硅谷”,可以說是實至名歸。
原因很簡單,因為其確實成功復制出了臺灣地區半導體的產業群落。
這也讓臺灣地區半導體從以下游封裝業為重心,可以持續向更高附加值的晶圓代工、IC設計業等中上游邁進。
2003年,臺灣地區的Foundry代工、封裝、測試行業市場占有率達到世界第一,分別為70.8%、36.0%、44.5%,IC設計市場占有率也位列世界第二名。而新竹科學園區,就成為關鍵的“技術交通樞紐”,也是全球半導體制造業最密集的地方之一。
“竹科”的出現,一開始并沒有什么特別,1976年,臺灣地區開始以硅谷為范本,規劃半導體科學園區。仿照斯坦福、伯克利等名校與產業集群合作的模式,將園區設置在了與清華大學、工研院、交通大學等比鄰而居的新竹。
這里匯聚了集成電路、電腦及周邊、通訊、光電、精密機械、生物技術等六大產業,成為臺灣地區的高科技基地。也是人才的虹吸器,新竹甚至流傳著“招牌掉下來就會砸到一個博士”的笑話。
經歷過各種“產業園大躍進”的人可能都知道,園區的設立與產業的群聚是兩碼事,“竹科”的成功有什么砝碼嗎?拋棄掉一些時勢造英雄的隨機因素,能從“竹科”身上看到特殊的地方在于,電子所的技術外溢作用顯著下降,真正推動“竹科”的崛起,是來自市場的人才激蕩。
比如1987 年,楊丁元博士帶領一批電子所工程師離開電子所創建了華邦,進入了芯片設計領域;傳統產業巨頭華隆集團從電子所和聯電中吸納人才,創立了華隆微電子,主攻消費產品 IC;硅谷回流的創業軍團,比如宏基電腦與德州儀器公司合資的德基半導體、旺宏電子、威盛電子、民生科技等等,在新竹附近開設了大量的 PC 主機板與外設設備工廠。
1983-1997年間,海外人才以平均42%的增速回到臺灣地區,毗鄰的眾多大學和研究機構,也為新竹園區培養了一大批儲備人才。因此,盡管新竹科學園區成立時是以吸引跨國高科技為初衷,后來卻發展為臺灣地區自己的 IC 廠商集聚群落,而非跨國公司的子公司扎堆。
另外,如果說臺灣地區半導體產業有什么隱憂的話,那就是除了臺積電,大部分都是中小型企業,面對三星電子、鎂光這樣的巨頭時,往往處于下風。
但“獨木不成林、一花難成春”,通過工業園區的聚合效應,讓企業可以“螺螄殼里做道場”,產業上中下游體系幾乎全部聚集在相鄰的地理區域里,從某個企業單純的代工模式到產業鏈全環節分布,形成聯合生產群。
這種群落之間的相互競爭、緊密合作、人才流動等等,形成了“竹科”資訊與技術快速交流、市場競爭優勢培育的土壤。
就像是一個“虛擬大公司”,隨時可以將旗下的各個“部門單位”整合起來,投入各自擅長和專精的領域,用更高效率的方式來完成協作,從而壯大了整體產業的實力,形成彈性高、速度快、定制化、低成本的競爭壁壘。
隱秘的角落:臺灣地區政府與半導體產業的親與疏
喬布斯曾在采訪時形容自己的工作——“計算機領域有點像是沉積的巖石,你在一座山里貢獻了其中薄薄的一層,使山變得更加高聳。但最終,人們只是站在山頂,只有帶著 X 光才能看到里面是什么樣子?!?/p>
這句話用來形容政府管理者在臺灣地區半導體產業中所起到的作用,一樣恰當。
今天我們知道,垂直分工與產業群聚,形成了中國臺灣與全球半導體產業結構區隔開來的地域特色。
而這兩大優勢的形成,都或多或少地有著政策推動的影子。
上世紀 70 年代初,臺灣地區為發展集成電路投入一千萬美元啟動基金,兩個推動性的組織先后成立:
比如召集海外華人在美國成立的科技顧問委員會,就在當時招致非議,認為其中有利益輸送。時任經濟部長的孫運璿是個連半導體是什么都不懂的文職官僚,財經官員李國鼎被問及“什么是半導體”時,他回答——不知道。并認為就是因為不懂,才要設立科技顧問委員,最終獲得了認可。
再比如技術與產業的“孵化器”工研院。1974年臺灣地區效仿美國硅谷產學研模式建立電子工業研究中心,即工研院的前身。由政府組織了一系列新技術的研發,此后,1975-1979從美國RCA公司引進7.0微米CMOS設計制造技術、1983-1987超大集成電路計劃的1-1.5微米制造與封測技術、1990 年啟動的第三次大型半導體技術發展計劃等等,工研院實現技術研發、引進、生產之后,再轉讓給民間其它企業,直接提升了臺灣地區的整體水平。
在資本層面,開設政府開發基金,從1985到1990年共劃撥24億新臺幣設立種子基金,鼓勵類似宏大風險基金等民間投資參與。并且注重對眾多中小企業技術能力的培育,而不是過度強調少數大企業技術能力提升。
可以說,官方力量啟動,向民間產業進行技術轉移,進而由民間力量促進產業鏈延伸,技術的社會擴散效應成為了臺灣地區半導體的有效模式。
臺灣地區的經濟專家瞿宛文在《臺灣戰后經濟發展的起源》中認為,臺灣地區的轉型成功很大程度歸功于當時的財經官員,并不是簡單的技術官僚,而是中國儒家傳統下,以“經世濟民”的士大夫。
實際上,政策的制定者如何提前提前做出判斷,制定出正確的產業政策,這種理想化的條件是極為困難的。臺灣地區在經濟轉型時期出現的主要技術型官員,就起到了關鍵作用。
終·新變啟示錄
截至發稿日,臺積電、聯發科等的芯片不得不在美國禁令下開始對華為斷供,消息一出,聯發科在臺灣證券交易所的股價就下跌了近10%,制造巨頭聯詠科技和相機鏡頭制造商大立光電也分別下跌了8%和3%。
大陸企業與臺灣地區半導體產業鏈,早已被鏈接成了共同體。而在當前的國際局勢下,如何突破美國技術封鎖,對于兩岸產業都是一個具有時代意義的課題。
目前來看,中國臺灣半導體的崛起是地區經濟發展與下游需求匹配的結果。
從上世紀六十年代,微處理器、存儲器的主流產品,到九十年代SOC全產業鏈的出現,再到新世紀智能手機對多元化芯片的訴求,未來物聯網、人工智能等機遇也將成為中國臺灣集成電路產業發展創新的新商機。
而對于大陸來說,避免與英特爾、AMD、高通等巨頭正面PK,不過度糾纏于追求制程技術的極限,發展那些應用多元智慧物聯(AIoT)產品,并不需要用到最尖端的制程技術,14nm甚至微奈米等級就可以拓展新應用。比如從浸 潤式微影技術的出現,就繞過了達到瓶頸的157納米光刻技術,借助水做中介,用193納米波長的光線,實現了65nm IC芯片的生產。
這不僅更符合大陸產業的現狀,也是合乎技術生命周期的時機選擇。
此外,臺灣地區的戰略選擇,創新性的商業模式起到了關鍵的作用。
比如抓住產業鏈縱向延伸的時機,把生產低成本和與美國硅谷人才互動密切的優勢結合起來,快速提升自己的技術能力和水平,在“垂直整合”中爭得國際分工的位置,并最終實現趕超。
如果中國大陸將在5G、AI、云端服務上的領先優勢,借助更“接地氣”的互聯網生態系軍團,充分釋放到終端消費應用當中,由此撬動的硬件市場與生態系統,未嘗不會重新撬動更大的商業潛力。
彭博商業周刊曾形容臺灣地區的半導體產業——在全球半導體產業的地位無可取代,如同中東石油在全球經濟的角色。然而就像電力之于石油,智能時代與地緣政治的大變局,也將中國臺灣半導體甩到了一個新的賽道。終局如何,拭目以待。
審核編輯 黃昊宇
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