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文丨熱點微評(ID:redianweiping ),作者丨王新喜
早前,英國金融時報稱,華為正計劃在上海建造不使用美國技術的晶片製造工廠,該廠將從低端的45納米起步。華為計劃在2021年底之前製造用於「物聯網」設備的28納米晶片,在2022年底之前生產用於5G電信設備的20納米晶片。
與此同時,臺積電赴美建廠,按照臺積電的規劃,該新廠預計將於2021年動工,2024年開始量產5nm製程晶片。當前臺積電計劃招聘良率提升工程師、製程整合工程師等數十個工種。
此外,三星在晶片製造領域也動作頻頻,三星、高通的5nm晶片也將分別在接下來的兩個月如期面世。三星當前也在尋求打入中國製造商的供應鏈,計劃與中國手機廠商保持更緊密的合作關係。目前,三星 Exynos 980和880兩款信號的手機晶片已經被vivo採納。
我們知道,國內公司在晶片生產各個環節上,在設計和封測能力上並不遜色,但在製造能力上存在短板,當然,全球也僅僅三星和臺積電具備5nm晶片量產製造的能力。市場走到今天,晶片製造領域的競爭,在今天要超過以往時代。
臺積電的成功,是技術優先思維的成功
晶片製造這一戰場,臺積電毋庸置疑是最大贏家,而且是所有進入這一市場領域的玩家無法繞過的最大對手。
根據臺積電公布的2019年年報顯示其在晶圓代工領域遠超競爭對手三星、格羅方德等廠商,佔據市場半壁江山。集邦諮詢旗下拓墣產業研究院發布的2020年Q1全球晶圓代工廠營收排名中,臺積電排第一位,市場份額為54.1%。
臺積電的發展歷程其實一直是有著時代的機遇在,並且一直在順勢而為。
早在上世紀80年代,美國半導體將產業轉移到日本,以縮減成本。當時,美國科技巨頭想的是如何省去生產設備等大額的固定資產投資,放棄這些利潤較低的生產、測試、封裝等工序,專注於利潤最高的設計工作。
晶片製造與設計的分離趨勢開始呈現。而臺積電創始人張忠謀彼時就意識到,眾多晶片設計公司不可能像IBM、德州儀器一樣擁有全產業鏈的設計、生產能力。
在彼時,臺積電乘著美國半導體產業轉移的趨勢吸收了一系列美國的技術。在創業初期,有賴於飛利浦的技術支持下,以3.0um與2.5um切入市場。後來臺積電吸收了第一個大客戶英特爾的技術,英特爾不但轉讓了製造工藝技術,還提供生產資金,扶植臺積電。此外,臺積電還從IBM獲得了生產工藝的授權。
讓美國的這些老牌科技巨頭沒有想到的是,臺積電在生產製造這一領域在快速的超越它們,是典型的師夷長技以制夷,青出於藍而勝於藍。
比如說,在1999-2009這十年,臺積電通過高強度的資本和研發投入,在工藝上超越了英特爾生產工藝,早前臺積電在銅製工藝上實現突破,終結了IBM的代工技術霸權,此外,還在溼刻法技術上實現重大突破,擊敗行業龍頭尼康。
後來隨著智慧型手機的興起,臺積電拿下了諸多行業頂尖的客戶——華為海思、蘋果、高通,在技術上不斷精進,曾經為儘快推出10納米,推出「夜鷹計劃」,研發人員三班倒投入先進位程開發工作。
值得一提的是,臺積電的資本開支規模一直保持著對業內的遙遙領先,在1992年至2017年,臺積電每年研究費用從5百萬美元快速增長至27億美元。比如2017年資本開支分別是聯電和中芯的7.6和4.7倍,不斷擴大產能上的差距。相比之下,聯電和中芯國際的研究費用開支一直為處於停滯不前的狀態。
也因為如此,從14nm、10nm、7nm再到5nm,臺積電的不斷精進,成就了其自身的行業霸主地位。
當前,能夠生產14nm以下晶片的廠商,僅有臺積電、三星以及英特爾等廠商,而5nm晶片,僅有臺積電和三星。
但臺積電目前已經突破3nm和2nm方面的製程技術,消息指出它將在2021年試產3nm的晶片,2022年量產3nm的晶片,並有望在2024年量產2nm的晶片。臺積電已經成為了全球規模最大並且擁有著最先進的晶片代工製程工藝的晶片代工廠商。
說到底,臺積電成功的背後,是技術優先思維的成功,這也與臺積電創始人張忠謀的前瞻性戰略眼光息息相關,他準確的看到晶片設計與製造垂直分工的時代大勢已來,因此開創晶圓代工模式,突破了原有的遊戲規則。
而要在晶片代工製造這一領域做深,必然需要從企業內部持續投入,張忠謀也很早便意識到技術和生產工藝的領先是科技製造業企業的核心競爭優勢,一手通過過持續的高額資本投資,一手從外部吸收先進技術,通過內外部融合,推動技術和生產的持續領先,最終打造出了較深的壁壘護城河。
未來的市場變數依然存在
但未來的市場走勢,是不是一定是臺積電一家獨大的趨勢一直延續下去呢,在筆者看來,臺積電在未來數年保持晶片製造領域的領頭羊地位依然是大概率事件,但未來臺積電未來面臨的競爭形勢已變,行業依然將呈現出諸多變數。
在過去,儘管美國眾多科技巨頭一直是GPU和微處理器等新晶片產品開發上的領頭羊。但是,當今美國正在晶片製造與圓晶廠建廠速度層面失去優勢。
以英特爾、格羅方德為首的美國晶片代工廠商在工藝技術方面已被臺積電和三星甩下,而晶片製造商在美國建造新晶圓廠的速度也低於其亞洲競爭對手。
美國科技行業用臺積電這枚棋子去將華為一軍,但是美國的科技行業希望其自身本土廠商能夠在晶片製造這一領域能有所作為,美國科技領域也在暗暗布局新的戰略,以防止其本土廠商在半導體製造領域持續落後於人。
當前,美國科技產業已有新的計劃,即它正在試圖通過建立晶片聯盟、在本土建立圓晶廠、老牌廠商升級工藝的打法來應對競爭。臺積電赴美建廠,也是基於美國的這方面戰略訴求——在美國建立一個新的高端工藝晶圓廠。
當前,因美國針對華為的禁令,致使日韓也有了危機感,均在布局自建晶片產業鏈。邀請臺積電赴美建廠,或許意味著美國科技巨頭自身也慌了,亟待在本土就解決晶片製造的短板。
在晶片製造領域的一系列變局,對臺積電而言,不是好事。對於美國的科技巨頭高通蘋果而言,臺積電也是一個即依賴,也要防備的供應商。
因為在今天的5G市場份額中,從高通X50、X55晶片,到蘋果A14晶片,無一例外都是由臺積電代工生產。目前,臺積電已經贏得了全球5G晶片90%的訂單,壟斷局面已經非常明顯。
美國科技巨頭一方面需要依賴臺積電的製造技術,一方面也在防著臺積電議價權過高。隨著臺積電的發展,高通蘋果等巨頭可能會考慮反過來再度扶持三星或者其他廠商來制衡臺積電一家獨大。
隨著臺積電勢力愈加壯大,也給予了三星極大的壓力,要知道,在製造在A11晶片之前,三星曾是蘋果的主要晶片供應商之一,但是由於彼時的三星在手機市場太過強大,是蘋果的主要競爭對手。
當時的蘋果擔心自己的晶片製造代工這一環節如果被三星掣肘,因此,蘋果有意識的開始扶持臺積電,這在當時也恰恰拯救了處於危機中的臺積電。
過去三星與臺積電同為蘋果供應商,兩者在蘋果供應鏈中,也大致處於勢均力敵態勢,後來隨著蘋果愈加傾向於扶持臺積電,兩者開始呈現出差距。
但在今天,情況又有不同,三星對蘋果的手機業務不再構成強有力的威脅,臺積電一家獨大無可替代的趨勢越來越強,三星也在謀求更多的訂單,蘋果與三星合作的可能性再度變大。
因為蘋果一向是雙供應商策略,一旦某家廠商在該領域呈現出一家獨大的趨勢之時,蘋果就開始轉而扶持新的供應商,給原有廠商施加壓力、防止一家獨大之餘,也將議價權牢牢掌控在自己手裡,比如為了制衡富士康,蘋果扶持了立訊精密,富士康在手機代工領域一家獨大的局面正在被打破。
隨著當前臺積電一家獨大的勢頭愈加明顯,議價權越來越高,蘋果反過來再培育三星或者扶持新的晶片製造商制衡臺積電的可能性就變大了。
事實上當前已經顯示出相關跡象,日前蘋果發布了ARM版MacBook,然而蘋果卻正與三星洽談,希望三星消化一部分M1處理器。雖然說臺積電的5nm產能觸頂是一部分原因,但同時也透露出蘋果有扶持三星制衡臺積電的意圖。
當前三星也開始在中國尋求合作的機會,如果能與中國大陸的手機廠商建立穩定的供貨與合作關係,在晶片製造領域實力不容小覷的三星在與臺積電的競爭中有機會扳回一手。
因此,從晶片製造領域來看,臺積電的成功,是源於過去一系列時代機遇與利好加諸於它身上,加之臺積電自身一直保持著穩定的進步與創新,在一個相對良好的國際市場競爭大環境下,推著它得以安穩的壯大。
但如今國際市場各方競爭暗潮洶湧,多方勢力湧入,從美國到中國大陸、韓國、日本等,各方均對晶片製造領域有了更大的野心與訴求,臺積電面臨的競爭壓力也要更大。
從國內來看,晶片設計和製造行業投資火熱。據SIA和BCG稱,中國晶圓廠產能的份額將從2000年的3%躍升至 2020年的15%。早前餘承東也表示,華為過去沒有涉足晶片製造,所以麒麟9000因美國制裁可能成為絕版。
當下華為上海建晶片廠,也看得出其未來想解決這一短板決心很大。但與此同時,我們也要清醒的看到,臺積電已經領先太多,日前清華大學教授魏少軍談到,中國28nm晶片產業鏈在1-2年內才能走向成熟,這意味著中國大陸晶片製造領域還有很長的路要走。
在未來幾年甚至10年內,中國臺灣的臺積電穩坐晶片製造代工霸主之位的可能性依然很大,但各方暗潮湧動,市場變數依然存在,競爭壓力要遠超過往了。
晶片製造的未來與臺積電成功帶來的啟示
縱觀目前的晶圓體工廠,只有三星在技術方面能夠與臺積電匹敵,無論是美國的格羅方德,還是國內的中芯國際與之依然相差甚遠。但對於臺積電在美國的大客戶而言,他們在也思考如何去制衡臺積電。
臺積電技術雖強,也得依賴這些大客戶的訂單產生源源不斷的利潤,它也擔心供應商因為警惕自己而培植新興勢力,這是臺積電的風險之處。
臺積電應邀赴美建廠,可能也是考慮到這一層的利益綁定關係。
從未來的技術發展走勢來看,晶片業界已經接受了電晶體尺寸接近下限的現實,摩爾定律的效應也將在未來顯現,美國半導體工業協會曾發表一份報告,這份報告宣稱,到2021年,矽電晶體尺寸的縮小將不再是一件經濟可行的事情。取而代之的是,晶片將以另一種方式發生變化.
這需要找到一種新材料比如石墨烯、碳納米管、碳化矽、氮化鎵等代替矽,並通過全新物理機制實現全新的邏輯、存儲及互聯概念和器件,推動半導體產業的革新,那麼原有的晶圓加工廠商其原有的壟斷格局就將打破。
而國內則提出了利用碳納米管來取代矽的方案,如果碳基晶片能夠取代矽晶片,那麼晶圓的生產工藝就不一樣了這就是另外一套玩法,不過從目前來看,這條路還是相當漫長。從當前來看,光刻機與矽晶片依然是繞不開的一道坎。
臺積電的成功本身也給一眾IT科技企業上了一課。
因為相對晶片設計,晶片製造的難度遠在其上,任正非近期指出:「中國大陸晶片製造的問題主要出在製造設備、基礎工業以及化學製劑上。晶片製造的每一臺設備、每一項材料都非常尖端、非常難做,沒有高端的有經驗的專家是做不出來的。」
因此,對於廠商而言,要懂得順勢而為,善於利用行業已有利於並將技術創新放在第一位,提升裝備製造業、化學產業的競爭力。持續積累、培育並吸收高端晶片人才,打破原有的技術瓶頸與規則,要有長期主義的戰略決心。
晶片需要砸錢,但光靠砸錢也不行,晶片是一個需要成千上萬的學霸不斷累積的產業,這是一個需要長期主義思維去堅守的領域。知乎上有些在臺積電與SMIC都工作過的人說在臺積電工作像在學校,在SMIC像是在房地產行業。如果要拿玩房地產那一套來玩晶片,是行不通的。
臺積電的代工模式創新是基於未來的垂直分工的趨勢準確把握住了方向,而技術創新決定了它能走多遠。
在模式創新已經確定的前提下,如何從技術創新與精進的角度去建立自己的護城河,做到競爭對手難以超越的程度,可能是臺積電的成功留給其他廠商的經驗教訓,這一點,也是目前諸多IT企業所缺失的。
【鈦媒體作者介紹:王新喜,TMT資深評論人,本文未經許可謝絕轉載】