台积电张忠谋:大陆半导体制造落后台积电5年以上 最大竞争对手是三星

原创 Kbet365  2021-04-29 23:21 

原标题:台积电教父90岁张忠谋最新发声:大陆半导体制造落后台积电5年以上,最大的竞争对手是三星

来源:阿皮亚

作者:Atorasu

“1965年,摩尔预测电子产品的晶体管密度每过1年半到2年会翻倍,后来这条预测被称为摩尔定律,一直到最近还相当有效。

虽然摩尔当时只是进行了一个预测,但这条预测其实相当于是一个指标,逼着每个半导体公司每1年半到2年要把晶体管密度加倍。”

“去年,台积电市值达到6000亿美金,而英特尔只有2000多亿了,连台积电的一半都不到了,当然以后怎么样还不一定。

2021年,昔日霸主英特尔宣布他们也要做晶圆代工服务,这件事在我看来是相当讽刺的,他们鼎盛时期是不太看得起晶圆代工的。”

“根据台积电的商业模式,半导体公司变成了我们的客户和朋友,这就是商业模式的最大意义,就是如何定义你的客户群体,以及你怎么从他们身上赚钱。

但此前半导体公司都是自己制造晶圆的,我们如果想要专门为他们制造晶圆,那我们的竞争者就是这些公司里负责晶圆制造的部门,这就这个商业模式破坏性的部分。

如果你的晶圆制造做的很好,那你的客户,半导体公司里面有一半人会很开心,但是有一半人会很不开心,因为饭碗被抢了,所以这个其实涉及到公司内部政治。”

“台积电是半导体晶圆代工的领袖,半导体市场体量去年是4760亿美金,其中记忆体(即存储器)是1170亿,逻辑元件是3590亿,其中大约1/4——其实也不过只有1/4而已——是台积电制造的。”

“在20年共计几百亿美元的补贴之后,大陆的半导体制造还是落后台积电5年以上;逻辑半导体设计落后于美国和(中国)台湾地区1、2年。所以大陆现在还不是对手,尤其在晶圆制造方面,不是对手。

在晶圆制造领域,三星电子是台积电的强劲竞争对手,为什么?

因为韩国在晶圆制造方面的优势跟台湾地区相似,人才也好、人员调动方面也好,三星都具备,他们的经理人在韩国国内也能发挥第一流的作用。”

以上是台湾半导体教父,台积电创始人,90岁高龄的张忠谋在今年4月21日的2021大师智库论坛上的最新发言。

张忠谋在世界半导体行业是一个如雷贯耳的名字。

他创立的台湾积体电路制造股份有限公司(简称“台积电”)几乎凭借一己之力改变了世界半导体产业的格局,让晶圆代工独立拆分出来。

通过几代共12万台积电人的不懈努力,不断攻克最先进制程的芯片制造,而芯片作为尖端电子设备的核心要件,对各国的科技进步都有着“卡脖子”的地位,也使得台积电成为今天地缘策略家的必争之地。

用他自己的话说,晶圆代工服务的商业模式是一次破坏性创新;

而晶圆制造和制程突破在半导体产业链中又是一个技术、资本双密集的领域,台积电通过30年的努力所建立出来的优势已经让竞争对手望尘莫及。

2020年,台积电的市值达到6000亿美元,远超昔日霸主英特尔,而原先对台积电模式不屑一顾的英特尔也开始宣布入局晶圆代工,这在张忠谋看来无比讽刺。

谈到台积电的竞争对手,张忠谋认为目前大陆、美国都有差距,最需警惕的是三星电子……

以下是聪投整理的1小时演讲全文,分享给大家——

今天我演讲的题目是“珍惜台湾半导体晶圆制造的优势”,这次演讲是我的一个呼吁,对台湾地区以及对台积电的呼吁,我的身份是一个退休的台积电人,在公司里已经没有权利。所以说台积电也是我这次呼吁的重要对象。

首先我还是把半导体的历史稍微讲一下,否则直接讲(中国)台湾地区半导体晶圆制造优势,可能大家也不会很明白。

我这次的准备的PPT,第一章是半导体简史,第二章是讲半导体的重要性,为什么现在已经变成地缘政治策略家的必争之地。

这又要讲到半导体行业的分工,假如不是因为分工,我们今天不会有这个问题。

这个分工从几十年以前就开始了。

第四部分就要进入正题了——(中国)台湾地区在晶圆制造方面的优势。

第五,要讲晶圆厂为中心的半导体产业园,

因为在晶圆制造方面,(中国)台湾地区不止有台积电一家,晶圆制造也带动了很多的上下游以及中游的产业。

第六,要讲一下专业晶圆制造业的创始,同时也是台积电的创始,这个其实是一个、很难得的风云聚会,我认为一个时代里有时候都出现不了一个这样的机会。

第七,台积电的成功。

第八,台积电今天的地位,

第九到十一是讲竞争者,美国、中国大陆和韩国,在晶圆制造方面,这三个是最重要的竞争者。

最后第十二点,也是回应现在社会上在谈的,台积电之后,是否会有下一个“护G神山”,我也要谈谈下一个护G神山的可能性。

贝尔实验室发明晶体管

开启了半导体产业新时代

半导体的电导性介于导体(比如金属)和绝缘体(如木头)之间,半导体的电导性可以通过对其材质纯度的介入来控制,因此被称为半导体。

不过一直到1948年,只有科学家,尤其是物理学家才知道半导体这个东西,老百姓并没有听过。

1948年,半导体业的一件大事发生了,美国的AT&T就是美国电话电报公司——当年美国最大的电信公司,它下面有一个贝尔实验室,多年以来贝尔实验室都是世界一流的研究机构。

贝尔实验室以肖克利为首的三位科学家发明了电晶体(即晶体管);

这个发明非常重要,因为它体积非常小,以前只有真空管可以做晶体管做的事情,但是真空管很大,在二战的时候,美国用真空管制造的电脑,一台电脑就有一间房子那么大。

1949年到美国,在美国的第一年,我没有见过一台电脑,我当时读的是哈佛大学,一台电脑也没见到过。

1950年我转学到MIT,那时我才看到电脑;

而且当时也开始学一些编程,当时的电脑都是真空管电脑,整个房间那么大,而当时一个房间那么大的电脑,运算能力还远不如今天每个人都在用的手机。

总之,1948年,晶体管发明,AT&T也看到了这项发明的重要性,这三位物理学家在1956年就因晶体管的发明获得诺贝尔奖。

肖克利跟我妈妈同年,我读斯坦福大学的时候是他的学生,经常听他讲课,他讲课很好,但最令人难忘的是他的傲慢。

有许多学生,包括我在内,都不敢问他问题;

因为我们看到有别的学生去问他问题,他在回答之前会先奚落一番,还反问学生几个简单的问题,嘲讽他们提出的问题很可笑,这样一来就很少有学生再去问他问题。

1952年,AT&T意识到它不能将晶体管霸为己有,因为这个发明太重要了,于是将晶体管的专利授权给其他公司,包括GE、IBM、德州仪器在内的几十个公司,都开始投入到晶体管的生产中去。

我后来供职的德州仪器在当时还是很小的一家公司,只是一个被授权的生产商,但后来几十年里,德州仪器发展得最为成功。

这以后,电脑跟半导体就开始平行发展,但我刚刚也讲到,其实电脑是最需要晶体管、半导体的。

1955年加入半导体行业

见证了集成电路的诞生

1955年,我取得MIT的硕士学位之后就加入了半导体行业,也可以说1955年以后,半导体的发展就跟我的人生交融在一起了。

1958年,我加入德州仪器,跟我同期的一位同事,叫杰克·基尔比(Jack Kilby,集成电路的发明者)他比我大8岁;

但我们都各自视为同代人,当时他正在研究积体电路(即集成电路)。

基尔比是一个非常有创新能力的人,他的学历不高,没有PhD学位,你如果跟他讲理论物理他不太懂,可是他极具创新精神,他自己的身份认同是一名工程师。

偶然有人说基尔比是一名科学家的话,他听到之后会立马纠正,说:我不是科学家,我是工程师。

他就是这样一个人,可以说,基尔比发明集成电路是在我眼皮底下发生的事情。

当时还有一个人,叫罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce,英特尔创始人之一,另一位集成电路发明人),在仙童半导体公司工作;

我当时也刚刚在华盛顿的IEDM(International Electron Devices Meeting国际电子器件大会)上认识,当时半导体行业还很小,参会的人也就不到100人。

当时诺伊斯和我一会儿会讲到的戈登·摩尔(Gordon Moore,英特尔创始人之一,摩尔定律提出者),同在仙童半导体,我当时刚刚加入德仪,代表德仪去参会,当时友商之间还非常友好,不像现在,没有杀气腾腾的感觉,互相都很绅士。

开完会,我就跟诺伊斯、摩尔去喝啤酒。

我那时候只有27岁,诺伊斯31岁、摩尔29岁,大家都是年轻人;

我们都非常兴奋,自认为是天之骄子,很幸运加入了前途无量的半导体领域。

酒足饭饱之后我们从餐厅出来,天上飘起雪花,我们唱着歌返回旅馆。

言归正题,基尔比和诺伊斯几乎同时发明了集成电路,基尔比大概早了1、2个月时间。后来两人也就发明权起过一些争执,最后法院判决两方共同发明了集成电路。

后来2000年的时候,基尔比因为发明集成电路获得诺贝尔奖,而诺伊斯很不幸,1990年,63岁时就过世了,不过他的一生也很精彩了,女朋友一大堆,出门都是自己开飞机,经常去潜水、游泳。

摩尔定律最大的意义在于它的反身性

逼着半导体公司每2年把晶体管密度加倍

半导体的下一个大事件,我认为是1965年,摩尔预测电子产品的晶体管密度每过1年半到2年会翻倍,后来这条预测被称为摩尔定律,一直到最近还相当有效。

虽然摩尔当时只是进行了一个预测,但这条预测其实相当于是一个指标,逼着每个半导体公司每1年半到2年要把晶体管密度加倍。

后来半导体行业也不再有绅士风度了,友商之间开始杀气腾腾了,所以每一个公司都在想,假如我不加倍的话,就会被竞争者赶超,这样一来大家都拼命去做。

这个过程中,MOS(场效应管)的发明和实现也让摩尔定律成为可能,后来IEDM请我做演讲,让我列出半导体行业意义最重大的创新,我当时把晶体管、集成电路列入其中,也把摩尔定律列入,因为它相当于是一个压力。

另外我把MOS放入其中,如果没有MOS,摩尔定律不会实现;我也把Foundry(晶圆代工)作为半导体行业历史上重要的创新。

1980年代至今,半导体应用快速扩展,主要就是PC(个人电脑),到后来的手机等等电子产品,我为什么说从1980年开始,因为1980年IBM推出了PC产品,将其普及化。

因为IBM是当时的科技巨头,大家看到IBM都开始推广PC,可见PC是可商用的,而不只是少部分人的玩具。

IBM之前,有一些小公司也在做PC,但是大家当时认为这只是一个玩具,就像游戏机一样,但是IBM开始做PC之后,就很快普及了,尤其是1990年代,PC已经走进家庭,成为真正的个人电脑。

1990年代也是安迪·葛洛夫(Andy Grove英特尔时任CEO)的年代,他被认为是英特尔最伟大的CEO,这个有些时势造英雄、英雄造时事的意味,因为1990年代也是PC快速普及的时代,而英特尔几乎是唯一一家做处理器的公司。

然后时间来到1987年,张忠谋在(中国)台湾地区成立崭新商业模式的台积电,专门从事晶圆制造服务,这是一个颠覆式创新,这是哈佛商学院教授克莱顿·克里斯滕森提出的名词。

台积电的创立可以说颠覆了整个半导体产业,为什么?我等一会儿解释。

2020年台积电成为市值最高的半导体公司

昔日霸主英特尔也开始宣布入局晶圆代工

2020年台积电成为全球市值最高的半导体公司。

此前,德州仪器在1960年代到1980年代中期是半导体业的霸主,1980年后期到最近,英特尔一直是半导体业的霸主。

去年,台积电市值达到6000亿美金,而英特尔只有2000多亿了,连台积电的一半都不到了,当然以后怎么样还不一定。

2021年,昔日霸主英特尔宣布他们也要做晶圆代工服务,这件事在我看来是相当讽刺的,他们鼎盛时期是不太看得起晶圆代工的。

台积电刚刚成立的时候我是去找过英特尔投资的,他们当时不肯;

不过当时时机也不太好,因为1985年经济也不是很景气,但不管怎么说他们当时是有些看不起的;

后来台积电成立了,英特尔的几个创始人看在我个人的面子上帮了我们不少忙。

可是他们从来没有想到晶圆代工的商业模式会变得那么重要,他们也绝想不到有朝一日他们也会入局晶圆制造……

讲了这么久的历史,我们现在加快一点进度。

半导体的重要性不必赘述,国防飞弹,导航 GPS,现在大家都很熟悉了,车子里头都有。

关于GPS又有一个小故事,我第一次听到GPS在德仪,我在德仪是有最高机密权限的,我负责半导体部门。

德仪当时还有一个防御系统部门,他们当时需要集成电路板来做GPS,为飞弹导航,我当时听他们讲GPS技术的时候觉得很神,可以在几千里外命中直径5英尺的目标。而现在每台汽车几乎都内置了GPS导航系统。

半导体分工简史

从IDM到封测、IC设计、晶圆制造全分离

工商业,例如电脑,日常生活,例如手机,半导体无处不在。当然新冠疫情更加速了全球的社会转型。下面我们就要讲到半导体的分工了。

我刚刚加入半导体行业的时候,也就是1955年的时候,当时还没有人做IC设计(集成电路设计),都还是停留在晶体管的时代,几年以后都开始做IC设计。

IC设计是非常技术密集的,附加价值也很高,但资本不密集,不需要很大的资本投入。

而制程研发和晶圆制造是技术、资本双密集的,附加价值也很高。

封装与测试是技术跟资本都不相对没有那么密集,它需要的资本投入高于IC设计,但是所需技术投入不如IC设计。

总之,每一个半导体公司一开始都是自己做,分工是从1960年代开始的;

当时先辈分离出来的是封测,当时港台、新加坡的工资比美国低很多,日本的工资甚至也只有美国的5%。

那个时候我就建议德仪去(中国)台湾地区发展,但他们更想去日本,因为日本也只有美国工资的5%,(中国)台湾地区虽然只有1%,但是没差多少;

但是我说日本工资很快会涨上去,(中国)台湾地区不会那么快,后来德仪就到(中国)台湾地区来了,当然这又是一个小插曲。

总之封装与测试是1960年代就分工出来了,虽然还没有外包给专门的公司,而是去到工资更低的地方设分支机构;

但这样一来,当地的企业家发现德仪、摩托罗拉都过来开封测厂,然后也会跟着去做,因为封测的技术并不难,本地厂商的间接费用比国际厂商甚至更低,之后就真正分离出来了。

到1985年,我在纽约的通用仪器(GeneralInstrument)任总裁,遇到了一个叫戈登·坎贝尔的人,他以前也开过半导体公司,做得很成功,1984年刚刚把公司卖掉,他找到我,说想再设立一个公司,需要5000万美金投资。

我问他有没有商业计划书,他说计划书都在脑子里,我说就算我支持你,也要向通用仪器董事会汇报,所以一定要商业计划书,他说给他两周时间。

但是三周过去了,他也没给我发商业计划书,我其实对他的方案还挺有兴趣,就给他打电话,他说,我不需要你的5000万了,只要500万就够了,我自己凑凑就有了。

我说为什么?

他说我不做晶圆制造了,因为那个过于资本密集,我要去开一个专门的设计公司——那是我第一次听说专门做IC设计的公司。

我当时就想,既然可以有专门做IC设计的公司,那就可以有专门做晶圆制造的公司;

当然,具体的构想我是在一年以后才彻底想出来的,台积电的成立就是对这个想法的具现。

为什么说晶圆制造是一种破坏性创新,因为制程研发和晶圆制造从前是IDM的核心环节,一般认为封测分开没问题,但是作为核心的晶圆制造,没人想过要把它从IDM中分离出去。

台积电的破坏性创新的商业模式把半导体公司变为客户

让半导体公司原先的制造部门丢了饭碗

根据台积电的商业模式,半导体公司变成了我们的客户和朋友,这就是商业模式的最大意义,就是如何定义你的客户群体,以及你怎么从他们身上赚钱。

但此前半导体公司都是自己制造晶圆的,我们如果想要专门为他们制造晶圆,那我们的竞争者就是这些公司里负责晶圆制造的部门,这就这个商业模式破坏性的部分。

如果你的晶圆制造做的很好,那你的客户,半导体公司里面有一半人会很开心,但是有一半人会很不开心,因为饭碗被抢了,所以这个其实涉及到公司内部政治。

美国人不如中国人敬业

(中国)台湾地区拥有完善的半导体产业链

下面我们讲(中国)台湾地区在晶圆制造方面的优势;

首先是,有大量优秀敬业的工程师、技工、作业员愿意加入制造业,这个非常重要。

美国人的敬业程度绝对不如(中国)台湾地区人,至少工程师是如此,但半导体行业需要的是既优秀,又敬业的工程师、技工和作业员,而且他们要愿意投入制造业。

而在美国,制造业几十年以前就不红了,很多人都跑去金融业做投资去了,金融行业更加吃香,所以这是(中国)台湾地区的第一个优势。

另外一点,是高铁及高速公路方面适合大规模制造业人员的调动;

台积电的三个制造中心——新竹、台南及台中,成千的工程师不必搬家就可以调动,可以通过高铁完成单日通勤,而且台积电也提供员工宿舍。

而且(中国)台湾地区不止有台积电一家公司,上游还有很多设计公司,比如联发科;

中游有很多供应商,气体供应商等等,而且有全球重要的半导体设备商,像阿斯麦尔(ASML)、应用材料公司(Applied Material)等等。

下游有组装与测试公司,这是一个相当完整的产业链。

台积电的创始是在1985年,可以说是天时地利人和的一次风云聚会。

当时工研院已经做了十年的半导体业务,已经到了山穷水尽的地步,每年需要蛮多经费,又被说与民争利,技术也不行,当时他们想找出路,我就乘机而入,但也不能说是搭便车,因为第一个做晶圆代工服务,没有先例,好处是没有竞争者,坏处是也没有客户,这部分就不展开讲了。

台积电成功的原因是什么?

其中很重要的一部分就是我刚说到的(中国)台湾地区在晶圆制造方面的优势,另一点是台积电从董事长以下都是由专业经理人领导的,这当然也有坏处,但是我认为要成立一个世界级的企业,专业经理人模式还是一个很好的模式。

另外是长期坚持研究开发投资,我们前前后后有过12万员工,包括已经离职的员工,我们的离职率其实很低,大概只有3%到4%,我们现在有5万员工,三十几年以来总员工数也只有12万。

当然社会的支持也很重要,这个也是我今天呼吁的重要部分,希望大家要继续支持台积电,珍惜台积电。

台积电制造了1/4的半导体元器件

几乎每个人都会用到台积电生产的产品

台积电是半导体晶圆代工的领袖;

半导体市场体量去年是4760亿美金,其中记忆体(即存储器)是1170亿,逻辑元件是3590亿,其中大约1/4——其实也不过只有1/4而已——是台积电制造的。

几乎每个人都会在日常生活工作上用到台积电制造的半导体产品。

我现在需要带助听器,我最近才发现助听器里的集成电路也是台积电制造的。

我是怎么发现的呢?

这个助听器公司每过三年就回来跟我推销新品,我就问他新品有什么好处?

他就讲了一大堆变化,还说里面的集成电路换代升级了,我倒也听他的话,换了3、4个,但是老实说芯片升级对助听器的功能好像没有什么提升。

大陆晶圆制造落后台积电5年以上,美国不足为虑

最需担心的是韩国三星,它的优势与台积电类似

接下来我们看竞争对手的情况。

美国是最厉害的,美国晶圆制造的条件,跟(中国)台湾地区相比,土地占绝对优势,但我刚刚讲到(中国)台湾地区的优势,是美国不具备的;

美国的人才不行,无论工程师、技工、领班、作业员,甚至(中国)台湾地区派遣过去的人才也不如在(中国)台湾地区本土发挥的效果好。

结果就是美国晶圆制造的单位成本显著高于(中国)台湾地区,所以它靠的是补贴,但是补贴只是短期的,无法弥补长期的竞争劣势。

其次是与大陆的竞争;

在20年共计几百亿美元的补贴之后,大陆的半导体制造还是落后台积电5年以上;逻辑半导体设计落后于美国和(中国)台湾地区1、2年。

所以大陆现在还不是对手,尤其在晶圆制造方面,不是对手。

然后是与韩国的竞争;

在晶圆制造领域,三星电子是台积电的强劲竞争对手,为什么?

因为韩国在晶圆制造方面的优势跟(中国)台湾地区相似,人才也好、人员调动方面也好,三星都具备,他们的经理人在韩国国内也能发挥第一流的作用。

(中国)台湾地区再难有下一座“神山”

希望大家珍惜台积电

现在有人讲寻找下一座神山(注:有人将台积电喻为一座神山),如果说神山的定义是对全世界重要,在(中国)台湾地区又有高市场占有率的行业。

(中国)台湾地区不过2700万人,地方也小,你要找一个有潜在优势又对全世界重要的行业,我找到了一个,就是晶圆制造;

但此后几十年,我没有找到第二个这样的行业,即便你找到这样一个新的商业模式,也需要很多年的经营,所以这个问题,我的答案是——

难!

半导体晶圆制造是一个忧关民生、经济、国防的重要产业,它也是第一个(中国)台湾地区获得了竞争优势的行业,这个优势来之不易,守住亦不易,期望台积电努力守住它,这是我今天的呼吁。谢谢大家。

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