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台积电是如何崛起的

强风ht 强风Talk 2023-06-26

之前写芯片战争的读后感,留下了一些todo,今天就分享一下台积电是如何崛起的。

先说结论,我个人理解台积电的崛起有以下几个原因。

1.核心还是人才,李国鼎和张忠谋对台积电的发展起到了决定性的作用。

2.台湾政府的全力支持对台积电也非常重要,毕竟芯片制造是一个非常烧钱的业务。

3.美台关系决定了台积电能够走多远,美国没怎么打压台积电的发展。

4.台积电专注制造芯片,不设计芯片,让芯片设计厂商更愿意跟台积电合作。

5.时势造英雄,台湾也是逼出来的,大陆改革开放倒逼台湾从低端芯片封装产业转向高端芯片制造产业。

说到台积电的崛起,提到的第一个人不是张忠谋,而是李国鼎。李国鼎被称为台湾科技教父,曾担任台湾经济部和财政部部长,对台湾战后几十年的经济发展起到了非常关键的作用。

1965年李国鼎说服德州仪器在台湾建立了第一个半导体工厂。在这之后的20年里,李国鼎跟德州仪器的领导层建立起了非常好的私人关系。每次去美国,他一定会去见德州仪器的主席帕特·哈格蒂和高级主管张忠谋,并且积极游说美国其他半导体公司在台湾建厂。

1985年李国鼎请张忠谋出山,让他帮助发展台湾的半导体产业。有一天他把张忠谋叫到自己的办公室,他对张忠谋说,“我们在台湾发展芯片产业到底需要多少钱?”

90年代全球化浪潮开始出现,但是芯片产业从Fairchild创办初期就已经开始依赖全球化的生产和组装。为了能够提供更多的工作岗位、获取先进的技术并且跟美国搞好关系,台湾在60年代主动让自己融入了全球芯片供应链。90年代随着台积电的崛起,台湾的重要性日益凸显。

当张忠谋开始接手台湾的半导体产业的时候,台湾在组装半导体设备领域已经是亚洲的领导者之一。台湾政府一直想尝试切入芯片制造领域,他们获得了美国半导体制造技术的许可,并且在1980年成立一家叫做UMC的芯片制造公司,但是这家公司的制造技术远远落后于世界顶尖的芯片生产技术。台湾通过芯片组装产业确实创造了大量的就业,但是只赚取了微薄的利润,大部分利润被芯片设计公司和芯片制造公司赚走了,李国鼎意识到台湾经济要发展必须在芯片产业上有所突破。

1968年张忠谋第一次来到台湾,当时台湾和香港、韩国、新加坡、马来西亚竞争,三星和韩国其他大公司都在全力发展内存芯片产业。新加坡和马来西亚想学习韩国,从组装芯片转向制造芯片,并不是很成功。台湾想要保住当时自己在全球芯片供应链中的位置也并不容易,最大的威胁来自中国大陆,1976年之后中国逐步融入全球经济,廉价的劳动力优势让中国在芯片组装产业上快速崛起,对台湾的芯片产业造成严重威胁。跟大陆进行价格竞争不现实,台湾只有一条路,就是发展自己的芯片制造技术,进行产业升级。

李国鼎找到了帮助他把芯片组装产业引入台湾的第一人张仲谋,张仲谋在德州仪器待了20年,80年代他离开了这家公司,因为公司没有让他当CEO。他在纽约的一家叫通用仪器的公司待了1年,因为对工作不满意,他很快就离职了。他希望依靠自己的力量构建世界级的半导体产业,德州仪器顶级的芯片制造工艺就来自他的经验和技术。如果他当上德州仪器的CEO,他就可以比肩罗伯特·诺伊斯和戈登·摩尔。所以当台湾政府让他负责台湾的半导体产业时,他几乎没有理由可以拒绝。那一年张仲谋54岁,他将开始一段全新的挑战。

尽管很多人说张仲谋是回到台湾故乡,其实他跟台湾最大的联系是他帮助建立的德州仪器半导体工厂。直到80年代中期,张仲谋生活时间最长地方是美国德州,台湾对他很陌生。不过无论如何,帮助台湾建立半导体产业是一件令人激动的事情。台湾政府给予了张忠谋绝对的话语权,他只需要向李国鼎汇报,他在德州仪器永远无法获得这样的支持力度。张忠谋的商业计划建立在一个当时看起来非常疯狂的想法之上,但是如果一旦成功,台湾将一举成为全球芯片产业的领头羊。

70年代中期,当张忠谋还在德州仪器的时候,他就想建立一个专门为客户制造芯片的公司。当时德州仪器、英特尔和摩托罗拉都是既设计芯片也制造芯片,张忠谋在1976年3月把这个想法告诉了德州仪器的领导层,他向德州仪器的同事解释说,”随着计算成本的持续降低,基于半导体的上层应用会层出不穷,这样会进一步刺激芯片需求,芯片很快会用到所有电子产品上面,从手机到汽车到洗碗机等等。生产这些产品的公司没有制造芯片的专业能力,所以它们一定会外包这部分工作。但是随着技术的发展,晶体管越来越小,生产芯片的设备越来越贵,研发成本也会越来越高,只有生产海量芯片的公司能够活下去。“然而德州仪器的领导层并没有被说服,在1976年那个年代没有芯片设计公司是没有自己的芯片制造工厂的,尽管张忠谋预言这类公司很快会出现。德州仪器当时的业务已经非常赚钱了,赌一个还不存在的市场显得非常冒险,所以张忠谋的建议慢慢就被搁置了。

但是张忠谋一直没有忘记晶圆代工模式这个想法,他觉得时机会慢慢成熟,特别是林恩·康威和卡弗·米德在芯片设计上的彻底变革让芯片设计和芯片制造拆分变得非常容易,他们认为半导体发展的古腾堡(德国活版印刷发明人)时刻很快会来临。

古腾堡时刻用来形容某种变革或创新带来的重大影响,这个词源于约翰内斯·古腾堡,他是15世纪的德国金匠和发明家,他发明的活字印刷术彻底改变了人类社会,使得书籍的生产和分发变得更加普遍和经济。这个发明被视为现代印刷业的开始,对教育、文化、科学和政治产生了深远影响。

在台湾,有一帮电子工程师也有同样的想法,史钦泰当时负责台湾的工业技术研究院,他邀请卡弗·米德在80年代中期来台湾访问,分享他对这次半导体技术变革的理解。所以在李国鼎力邀张忠谋来台湾之前,台湾当时的芯片技术团队已经有了同样的想法。

李国鼎开始逐步践行他的承诺,他要开始帮张忠谋筹钱了。台湾政府提供了台积电初期建设所需资金的48%,只要求张忠谋能够找到一个外国芯片公司提供先进的芯片制造技术。张忠谋先去找了德州仪器和英特尔,不过都被拒绝了。戈登摩尔对他说,”你有很多很棒的想法,但是这不是其中一个。“但是张忠谋说服了荷兰半导体公司菲利普,菲利普提供5800万美金现金,并且转让它们的芯片制造技术和知识产权,换取台积电27.5%的股份。剩下的资金是从台湾的富有阶层筹集的,他们被政府要求投资。如果有商人不愿意投资,台湾政府官员会告诉他,”过去20年政府都对你很好,现在是你报答政府的时候了。“然后支票马上就会寄到张忠谋的芯片公司。另外台湾对台积电提供了非常优惠的税收政策,确保台积电有足够的资金用于投资。从创办第一天起,台积电就不是一家私人公司,它是台湾政府的国有企业。

台积电早期的成功非常依赖美国的芯片产业,台积电大部分客户都是美国公司,大部分雇员之前也都在硅谷工作。张忠谋招聘了德州仪器的前任CEO唐·布鲁克斯当台积电的主席。唐·布鲁克斯说,”大部分向我汇报的同事,包括他们下面两个层级的同事,都有在美国的工作经历,他们都在摩托罗拉、英特尔或者德州仪器工作过。“90年代,台积电一半的销售收入来自美国,公司的大部分高层都拥有美国大学的博士学历。

台湾和美国硅谷逐步形成了一种共生的关系。在台积电成立之前,有一堆硅谷的创业公司想专注芯片设计,外包芯片制造工作来降低成本。这些没有工厂的公司有时候能够说服大厂将闲置的产能帮助他们生产芯片,但是这些创业公司的制造订单始终排在大厂自己的芯片制造计划后面。不仅如此,这些大厂还可能偷走他们的芯片设计创意,这个风险很大。另外他们还得适应不同大厂生产芯片的流程,通常它们都会有一些区别。

台积电的成立给这些公司提供了一个可靠的合作伙伴,张忠谋承诺永不设计芯片,只制造芯片,台积电不会跟自己的客户竞争,他们的成功依赖客户的成功。10年前卡弗·米德预言芯片制造的古腾堡(德国活版印刷发明人)时刻会来临。但是这个德国人想尝试垄断印刷产业,结果他失败了,他无法阻止印刷技术在欧洲的快速传播。

在芯片产业,通过降低创业公司的成本,张忠谋的晶圆代工模式让只做芯片设计的公司得以生存下去,芯片开始进入所有电子设备。但是非常巧合的是,芯片设计的民主和芯片制造的垄断同时发生了。芯片制造公司需要不断进行整合以提升利润空间。哪个公司生产的芯片最多,就具有内在的优势,可以提高其产量,并将资本投资成本分摊到更多的客户上。

台积电的业务在90年代开始起飞,并且它的制造工艺在不断提升。张忠谋想要成为数字世界的古腾堡,他最终确实变得极其强大,甚至远远超过了古腾堡。没有人会想到张忠谋、台积电和台湾未来会主导全球高端芯片的制造产业。

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