松下TD88交换机扩容(台积电：掌握华为芯片命运的台湾晶圆代工巨头)

Posted 2023-05-29

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松下TD88交换机扩容(台积电：掌握华为芯片命运的台湾晶圆代工巨头)

图片来源@视觉中国

文 | 砺石商业评论，作者 | 高冬梅

中美贸易战的发生，一下让人们平时关注不多的芯片行业成了焦点。尽管华为早在多年前就开始了在一些高端芯片和手机操作系统等关键领域的备胎计划，但供应链上还有两个部分很难在短时间内给出替代方案，一个是基于X86架构的CPU芯片，另一个就是台积电的晶圆代工业务。

晶圆代工简单来说就是指半导体芯片的生产环节，海思、高通和英伟达这些芯片设计公司只做设计部分，产品生产成型需要像台积电这样的公司来做代工。与一般行业的代工不同，芯片行业的代工背后技术含量非常高，评价的标准主要是制程工艺的高低。

现在世界上最先进的是7nm工艺，只有台积电和三星两家能做到，而台积电在市场份额上占据绝对优势，海思、高通和苹果这些巨头的7nm手机芯片都是由台积电代工的。

这个行业目前主要还剩下台积电、三星、英特尔、联电、格罗方德和中芯国际这几个头部企业，其中联电和格罗方德已经宣布放弃12nm以下的高端工艺了，英特尔虽然没有放弃7nm工艺，但10nm工艺一直良品率不高。中芯国际是这里面唯一一家中国大陆企业，今年1月刚刚实现了14nm的量产，尚比代表世界一流水平的台积电的7nm差了两代。

因而，现在台积电的态度对华为非常重要，所以5月17日晚上台积电表示，“内部已建立一套完整体系，经初步评估后，应可符合出口管制规范，绝不改变对华为的出货计划，将继续出货华为，不过，后续仍将持续观察与评估”。

一些人据此认为台积电就会彻底支持华为有些过于乐观了。台积电现在如此表态是因为美国尚未对其进行极限施压，一旦美国对其进行极限施压，到时台积电能否挺得住很难说，毕竟其有80%的股权被外国机构所掌控，其最大股东是美国的花旗银行。

而一旦台积电在美国的压力下加入到对华为的封杀中，那么华为的高端手机芯片将会断供。这对华为会是一个极大的打击，也是美国封杀华为事件中可能会出现的最坏的情况。这个相关分析已经很多了，我们今天想写的是，台积电为何能够成为晶圆代工领域的绝对霸主。

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台积电是全球最大的晶圆代工企业，成立于1987年，总部位于中国台湾新竹，是全球第一家专注于代工的集成电路制造企业，也是晶圆代工模式的首创者。

如今经过30多年的发展，其市值已近2000亿美元，占全球超过50%的市场份额。此外如前所述，公司现有的最先进的7nm制程技术，处于行业领跑者的位置，只有三星可与匹敌。

台积电能制霸全球市场，坐稳行业绝对的王者地位，和它的创始人、被行业尊称为台湾半导体教父的张忠谋(Morris Chang)有极大关系。

张忠谋，图片来源@视觉中国

张忠谋毕业于麻省理工学院，毕业后进入了当时刚刚起步的半导体行业，并在27岁时加入德州仪器，凭借技术才能平步青云，成长为公司的“三把手”、资深副总裁。后因为不认同公司向消费电子领域转型的战略分歧，于1985年返回台湾，并于1987年在55岁时创立了台湾积体电路制造公司，简称“台积电”。

当时，半导体行业巨头都是IDM模式，即一个公司要完成从设计、晶圆制造到封装和测试的全产业链，所需投资巨大、门槛极高，行业公司间因为害怕设计专利等商业机密被竞争对手掌握，基本上不会共享晶圆生产设施，这就导致重复投资、整体资源浪费，行业无法形成规模化，推动芯片成本的降低。

张忠谋看到了这个问题并抓住机遇，颠覆传统游戏规则，把台积电定位于为半导体公司做晶圆制造代工服务，创立之初便以“世界级”为发展目标。这一模式出现后，极大地降低了芯片行业的进入门槛，使得包括今日芯片行业巨头英伟达等在内的一批独立的无晶圆厂芯片设计公司陆续出现。

台积电创立之初，适逢半导体行业处于低迷期，全球范围内的半导体市场增速快速下滑。没有市场基础、新的商业模式尚未被认可，所以刚成立的一两年，台积电只能靠少量订单艰难维持生存。业务人员经常四处碰壁，一整年都开发不出一个新客户。

逆境之中，张忠谋的个人领导力发挥了至关重要的作用，他要求“每个人都应设定目标，达到了，再设一个更高的目标，逼迫自我达到”，同时善于激励，让员工“产生新的勇气、新的信心，就能重新冲刺”。

作为半导体行业大咖，张忠谋30多年职业生涯中积累了很多重要资源，这也是台积电能够发展起来的重要原因之一。1988年，当时担任台湾工研院董事长的张忠谋和刚刚上任的总经理戴克一起，通过私人交情将老朋友英特尔的CEO、《只有偏执狂才能生存》的作者安迪格鲁夫请到台湾来对台积电进行考察认证。

格鲁夫以带领英特尔平安渡过多次磨难、把其变成技术世界中最为自力更生的公司以及给投资者带来巨额回报而知名，美国人也没有因为私交而对朋友网开一面的传统，所以在考察中，英特尔对半导体的200多道制程一站一站地检查，挑出了200多个问题要求台积电立即改进。而且，一旦通过认证，以后操作要换机器、换制程都得先经过他们的准许。

那时，尚无行业统一标准，拿到英特尔的认证就意味着拿到了世界级的认证，是对台积电生产能力最好的背书。张忠谋以其一贯的强悍作风，在落实策略时追求完美、坚持高标准、严要求，快速改进并给出了让刁钻的英特尔认可的结果，最终拿下了认证和订单。

而且经此一役，张忠谋还在企业内部团结了人心，建立起了规章制度上的国际化标准、世界级的管理基础和运营环境。半导体行业发展开始回暖后，张忠谋抓住机会火线出击，1994年辞去工研院董事长职务，全力投入企业经营，带领台积电在台湾证交所上了市，并迅速扩大规模，而且发展成为台湾最赚钱的公司。

回顾当时台积电的发展历程，现在看其能够发展起来除了张忠谋的个人经验和能力外，还得益于外部的两个条件：一是台积电创立之前，已经有了代工模式的萌芽。当时很多IDM公司的人出来自立门户进行设计，缺钱去打造Fab，而交给IDM去做又担心设计方案泄露，所以产生了对代工生产的需求。二是当时纯晶圆代工的模式条件尚未成熟，其发展的可能性并不明显，大的半导体厂商没留意到，给台积电这样的新创公司留下了机会。

和所有的颠覆式创新模式一样，台积电抓住机会疯狂生长，1995年营收已经超过10亿美元，1997年张忠谋又将台积电在美国纽交所上了市，并于当年实现13亿美元营收，5.35亿美元的巨额盈利。此后几年，因为被外界看好，无论是台积电还是张忠谋个人都获得好评无数，各种荣誉称号加身。

02

从获得英特尔认证后快速打开市场到成为台湾最赚钱的公司，台积电成立的前十年发展比较平顺，但是真正让它实现技术积累走向行业领先的是其1990年制定的，以IDM为标的的“群山计划”。当时各家IDM都有自己的制程标准，为了获得这些IDM的订单，台积电必须针对不同客户的需求逐个调整制程。

在这个过程中，台积电遵循三个步骤：一是使用IDM的制程技术；二是结合互相独立开发的技术；三是台积电与IDM共同开发新技术。通过这几个阶段逐级加深的合作，台积电慢慢完成了技术积累，而且笼络了一大批出色的人才。

到了2000年以后，只专注设计、无晶圆制造(Fabless)的迅速增长扩大了晶圆代工市场的规模，20大半导体企业中Fabless的数目从2000年的0家增加到2011年的4家，市场需求的增加让晶圆代工业务进入更加快速的成长期。

2000年前后，互联网、科技类公司不顾盈利，盲目扩张，泡沫破灭后，不仅股价崩盘，也对相关实体行业造成打击。2000年毛利率高达46%的台积电也受到影响，2001年营收同比下滑了24%，净利润同比下滑了78%，但因为保持了稳健的财务状况，2002年就又恢复到29%的正增长，以超过50亿美元的年营收进入半导体产业前10名，成为全球最大的专业晶圆代工公司。

在快速发展公司的同时，张忠谋也在时刻关注行业动向，消除可能的风险。2000年，同为德州仪器出身的张汝京创立了世大半导体，发展势头太过迅猛，作风强悍的张忠谋说服世大第一大股东，在没有知会张汝京的情况下以50亿美元将其收购。

负气北上的张汝京在上海成立了中芯国际并相继从台积电和联大挖人。被挖员工将台积电商业机密透露给了中芯国际，使得其在不到四年的时间里，从无到有拥有了4个8英寸及1个12英寸晶圆厂。面对中芯国际的蚕食，台积电对这些被挖角员工提出诉讼，先于2005年2月获得中芯国际支付的和解费用1.75亿美元，后于2009年11月协议将会获得中芯国际分4年支付的2亿美元现金和10%的股份，并迫使张汝京离职。

在成立之后的第二个十年中，台积电的技术工艺逐步取得领先地位。90年代末，台积电的制程工艺还远远落后于英特尔，但是在快速追赶中拉近了与巨头的距离。1999年，台积电领先业界推出可商业量产的0.18微米铜制程制造服务。2001年，台积电推出业界第一套参考设计流程，协助开发0.25微米及0.18微米的客户降低设计障碍，以达到快速量产的目标。2005年，其更是领先业界成功试产65nm芯片。

随着晶圆尖端技术从90nm发展到65nm，成本开始大涨，包括ST、英飞凌、NXP、飞思卡尔在内的众多大厂都停止了对先进晶圆厂的投入。德州仪器也在2007年宣布放弃单独开发32nm以下的工艺。到了2009年，在晶圆制程从40nm转移到32nm的时候，富士通、松下、瑞萨、东芝和索尼等都转型为轻晶圆厂，这给台积电制造了机会。

到了2005年，台积电已是营收高达82.3亿美元，税后净利高达29.1亿美元且在竞争越来越激烈、整体利润越来越低的情况下，依然以43.6%的毛利率继续雄居台湾最赚钱公司之位的行业大公司。经营业绩良好的台积电持续增加研发投入，向着行业巅峰前进。

然而，2008年金融海啸期间，台积电受到冲击，整个2009年收入同比下滑了11.2%。为了应对金融危机，CEO蔡力行通过裁员进行成本管控，又引起了劳资纠纷。彼时已经退休4年的张忠谋动议董事会，罢免了蔡力行，在2009年6月金融风暴余波荡漾之际，重回一线担任公司CEO。

作为公司创始人，张忠谋对全体员工的感召力强，有能力稳定局面；作为人脉广泛的业界重量级人物，其对客户的影响力也大，他的复出让台积电在金融危机中快速恢复，2010年收入回升到同比增加41.9%。并在2012年取得有史以来的最佳业绩，营收达170亿美元，高居台湾上市公司之首。

54岁从头开始的张忠谋，再次在世界半导体业顶天立地。台积电时代他是创造产业的人，之后，在带领台积电发展过程中他创造了自己和客户的两个行业，以晶圆代工业引领了无晶圆厂的专业设计，让行业发展蒸蒸日上。

03

张忠谋重任CEO之后，大刀阔斧地推进公司重大决策，先是大笔一挥把2010年的资本支出上调一倍，增加到59亿美元，力排众议扩大产能。随着大陆手机品牌的逐渐崛起，台积电的产能还是变得供不应求，尤其是28nm制程经常要排队抢购。

当时，为了将对手远远甩在身后，台积电针对智能手机芯片设计的主流制程，一连推出四个版本，几乎年年改版，让对手穷于追赶。每年新推出的制程不但较前一代速度提高、省电30％，而且芯片尺度还被微缩4％。通过“四连制”，台积电在28nm一战中建立了很高的壁垒，28nm也成了它最给力的制程。

格罗方德成立后曾企图抢占市场，深不见底的强权结合美国的先进技术，一度让外界对台积电的前途很是担忧。但是没想到战鼓才刚刚敲响就胜负已分。28nm制程有一个关键的技术选择——先闸极(Gate-first)与后闸极(Gate-last)，格罗方德和三星都选择了先闸极，台积电则采用了后闸极，结果台积电一举成功量产，三星与格罗方德的生产良品率却始终无法提升。

张忠谋回归后开启的第二战是与三星的对决。在台积电开创的代工模式兴起后，全球范围内掀起了一股代工热，很多半导体厂商参与其中。目前，全球前八大代工厂中，三星是唯一的IDM厂商，也是最大的IDM代工厂。晶圆代工是三星的核心版块业务之一，多年来在与台积电争夺先进制程工艺市场话语权方面下足了功夫，也一直是业界关注的话题。

作为巨无霸级别的IDM，三星一直觉得台积电晶圆代工业务水平不够好，通过大力投资、独立代工业务、挖人等措施，不断向台积电发起挑战。2015-2016年，三星从台积电那里夺得了不少大客户订单，代工业务出现大幅增长。到了2016-2017年，随着台积电先进制程的进一步成熟，三星代工部分大订单又被台积电抢了回去。

2018年初，在韩国首尔举办的三星晶圆代工论坛上，三星相关负责人表示，2018年的目标是将晶圆代工的市占率从第四名提升到第二名，超越联电和格芯，未来则打算超越台积电成为行业第一。不过，2018年三星的代工业务只实现了4%的微增长。

作为具有高技术含量的重资产业务，晶圆代工需要投入的资金量巨大。台积电和三星两家的资本支出占了全球晶圆代工厂的70%，而台积电一家就占据半壁江山。三星90nm制程节点的研发费用为2.8亿美元，到了20nm研发费用飙升到了14亿美元，这还不包括后期的新生产线生产费用和建厂费用。台积电的投入更是巨大。因此，先进制程研发逐渐成为了巨头的游戏。

其结果就是，当年全球具备130nm制程生产能力的厂家有22家，而能够以16/14nm制程技术进行晶圆代工的厂商数量锐减到了5家。具备10nm、7nm以及更先进制程技术能力的厂商，只剩下了台积电、三星和英特尔这3家。

在先进制程方面，台积电处于绝对领先地位，三星位居其次。早在2011年台积电便攻克了28nm制程，之后先进制程发展迅速，其7nm制程已于2018年下半年实现量产，预计2019年收入占比将超过20%。5nm已于今年4月进行风险试产，预计在2020年实现量产。而三星已宣布于2018年下半年投产7nm，5nm及以下的先进制程也在规划中。

作为处于行业垄断地位的两大巨头，台积电和三星是全球唯二具备10nm制程工艺量产能力的，三星作为全能型IDM厂商，与自己的代工客户有一定的竞争关系，拥有手机市场以及自研的Exynos系列SoC芯片作为谈判筹码，对合作客户具有一定的控制能力。手机SoC芯片是顶尖制程的最主要应用领域。总体来看，台积电和三星垄断了使用先进制程的手机SoC芯片代工。

从技术水平上看，台积电和三星是并驾齐驱的，预计2019年量产的台积电7nm EUV版(N7+)与三星7nm的各项参数相近。目前，台积电初代7nm(未采用EUV)已经量产，是市面已量产的最先进制程，时间上具有先发优势。

在EUV使用方面，台积电与三星是设备生产商ASML前两大订购客户。目前，台积电的EUV设备最多，有10台，三星次之，有6台。EUV作为7nm以下制程必备工艺设备，对厂商最新制程量产具有至关重要的作用。由于对精度要求极高，台积电还与ASML在研发上有深入合作。

台积电迭代速度快，半导体制造技术步入14/16nm节点之后，采用的FinFET工艺技术开发难度和资本投入都大幅度增加，因此也被视为先进制程技术的准入标准。台积电的28nm制程从2011年开始量产，领先竞争对手3-5年，从2014年开始量产16/20nm的芯片，之后就进入快速增长期，到2015年两种制程的占比已经达到49%。

台积电为了充分发挥技术优势，非常注重先进制程量产后的迅速扩容。如台积电的130nm制程在2003年投入量产后，其营收占比仅用一年时间就从0陡升到28%；28nm制程的营收占比在2011年投入量产后，同样只用了一年就从2%攀升到22%。

迅速扩张先进产能帮助台积电在每一个先进制程节点都能快速抢占客户资源、扩大先发优势，并使其产能结构明显优于同业竞争对手，这样，更高的产品附加值带来了更高的毛利率。而三星在IDM模式之下，晶圆代工部门设在半导体细分领域中，属于三级业务，能够获得的资源相对有限，即便知识产权和专利得到良好保护，也不能保证供应链的灵活自主和规避上层竞争带来的影响。

比如苹果A4-A7系列处理器均在三星代工，2011年双方爆发系列专利诉讼后，苹果将A8转单至台积电代工，A9分别交由台积电和三星代工，A10又是全部由台积电代工。由于上述原因，三星的代工部门虽然在制程技术的进展上和台积电不分伯仲，但其背景决定了它很难成为晶圆代工领域的巨无霸。

在与对手的竞争中，台积电终于成长为行业巨擘。2018年，台积电全年合并营收为342亿美元，同比增长6.5%；税后净利为116.4亿美元，同比增长3.3%，市场占有率接近6成。这一年公司营收、净利与每股盈余连续七年创下纪录，并成功量产7nm制程，领先其他同业至少一年。

04

台积电能够成为晶圆代工行业的绝对霸主，有如下几点值得借鉴：

首先是台积电的积极奋进的文化。2014年，为了有效提升10nm先进制程研发速度，台积电内部启动了“夜鹰计划”，编排研发人员实施24小时三班轮值不停休，大大提升了研发效率，2016年底，10nm开始量产，2017年开始爬坡，到第四季度时收入占比已达到25%。

其次是舍得投入，持续扩大研发规模，保证自己的行业领头羊地位。1992-2017年，台积电每年研发费用从500万美元快速增长至27亿美元，无论是数量还是增长速度都远超其他竞争对手。由于摩尔定律所面临的技术挑战日益复杂与困难，台积电不断扩大的研发规模保证了其能持续提供给客户领先的制程技术及解决方案。不断扩大的资本开支又帮公司筑起竞争壁垒，进一步稳固并扩大优势地位。

台积电目前拥有三座12英寸超大晶圆厂，总产能超过700万片，提供从0.13微米到7nm各种制程全世代以及半世代设计的生产，同时还保留部分产能作为研发用途，从而支持5nm及更先进制程的技术发展。

第三是经营水平优异。经济学规律是规模太大会制约盈利水平，半导体晶圆代工行业属于技术与资本高度密集型，且随着行业发展会呈现更加集中的趋势，台积电作为行业龙头能够维持约50%的毛利率，其稳定的研发费用开支水平，控制极佳的运营成本水平，良好的经营和管理水平绝对是大多数上市公司都赶不及的。

第四是先利用先进制程上的技术领先，率先获得高利率并进行扩张，然后等后面的企业快要追赶上来时，再依靠规模优势大打价格战，如此循环，远远地甩开竞争对手，奠定自己的行业霸主地位。

除了日常经营管理和技术研发等企业自身的优势外，还有两点帮助台积电发展和登顶行业。

一是台积电在起步之时得到了台湾当局资金的扶持。1987年，在台当局“政府”的推动下，台湾“国科会”出资1亿美元，与飞利浦及一些民间资本共同创建了台积电。台积电成立时要建立一座6英寸晶圆厂，当时需要投资2亿美元，除了台当局开发基金投入还有资金缺口。台积电得到了荷兰飞利浦公司的入股，并且提供技术方面的帮助。

二是台积电能够领先全球的一个根本在于他们设定了一个绝对不与客户竞争的原则。回顾一下三星失掉苹果A10订单的事情，除了在A9上的性能不如台积电外，有传言苹果担忧三星盗取其相关设计，所以终止了与三星的合作。

此外，还有以先进封装技术配合新技术研发。2016年发布的苹果A10处理器，就是用到了台积电的FOWLP技术，这给半导体从业者带来了一个新的激励，也会给台积电带来不错的收益。

随着中美贸易战爆发和逐步深入，半导体尤其是芯片产业得到前所未有的关注，未来，中国大陆势必要采取措施加快这一领域的发展。作为行业的绝对霸主，台积电的创立和发展过程有很多值得我们的企业学习和借鉴的地方。

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