廣告
文章
  • 全站
  • 文章
  • 論壇
  • 博客
高級
首頁 / 科技 / 科技創新 / 正文
 
廣告
 

代工之爭,燃燒在芯戰后方的狼煙

摩爾定律失效,對新生的半導體企業來說會是一件利好信息嗎。

本文來源五矩研究社(ID:kejiwuju),世界經理人經授權轉載。

9月11日凌晨,在一年一度的蘋果秋季發布會上,除了公布全新iphone之外,還有蘋果全新的A系列芯片——A13仿生芯片。

在介紹芯片環節中,讓網友們感到驚訝的是今年蘋果也玩起PPT與友商芯片性能進行了對比,其中除了有驍龍855和驍龍845之外,華為P30 Pro使用的麒麟980也赫然在列。

雖然這在蘋果發布會上很少見,但這種與友商芯片對比的形式,已然成為了新品手機發布會上說明自己手機好壞最硬核的證明,所以在手機發布會的現場上,其實也是芯片品牌廠商PK的戰場。

在芯片廠商盡情地在前場激情廝殺的同時,后方芯片制造也隱藏著更加激烈的戰場,在這場沒有硝煙的爭奪中,發生過太多爾虞我詐,而且有時候如果競爭過于激烈還容易發生擦qiang走火殃及前方戰場的慘 案。

而在全球戰情復雜的芯片戰場之中,對于入局稍晚一步的新生晶圓代工企業來說又意味著什么?

點沙成金,分工而制 

還記得1946年2月14日,世界上第一臺電子計算機ENIAC在美國問世,它是一個由17468個電子管、6萬個電阻器、1萬個電容器和6千個開關組成,重達30噸,占地160平方米的龐然大物,但如果將其和現在的計算機相比,計算能力還不如今天的便攜計算器。

73年后,現在的計算機已經薄到可以隨身攜帶,而且運算能力也大大加強,這一切全都仰賴著半導體的發現和電子電路的發展。

世界上首次發現半導體的人是英國電子學之父法拉第,從那以后,這種處于絕緣體到導體之間且擁有可控導電性的材料便開始應用在電子器件上,尤其在二次世界大戰期間,因戰事對雷達和無線電技術的大量需求,英美軍方開始加大投入研究半導體器件。

 然而最初被人們所認識的半導體大多為金屬硫化物或氧化物,這些并不是制造電子器件的最佳材料,加上慢慢人們開始意識到用電子管制造的機器不僅體積龐大,而且造價也十分昂貴,1947年12月,貝爾實驗室的肖克利、布拉頓、巴頓用鍺制造出了第一個晶體管。 相較于真空三極管,由晶體管構成的計算機更小、更省電,同時運算速度也大幅度的提高,但到此為止電路還是由分立元件構成,直到德州儀器的杰克基爾比無意中生成的一個想法。 1958年,他在鍺半導體芯片上添加了三極管等多個元件,并將元件之間用細金屬連線連接,從而形成了世界上一塊集成電路,此后不久,仙童半導體的諾伊斯也在第二年研制出了另一種基于硅平面工藝的集成電路。 集成電路徹底改變了電子產品的樣貌,不過自然界鍺含量非常有限,相反硅在地球上的存量倒是十分豐富,地上隨處可見的沙子主要成分就是二氧化硅,再者二氧化硅在常溫常壓下有著非常好的強度和耐腐蝕性,所以集成電路的原材料便從鍺換成了硅。 此后仙童半導體因發明者的身份迎來了短暫輝煌,到仙童半導體沒落后,涌現出如英特爾、AMD等多家半導體公司均坐落在美國西海岸的一條狹長地帶,久而久之這個地方的名字也就成為了世界各地半導體工業聚集區的代名詞,它就是硅谷。 如果說硅谷見證了世界半導體的高速發展,那么英特爾的創始人戈登·摩爾則預言了晶體管的發展速度,即“當價格不變時,集成電路上可容納的元器件的數目,約每隔18-24個月便會增加一倍,性能也將提升一倍”。

摩爾定律下近年來微處理器晶體管個數發展(維基百科) 的確在摩爾定律的預測之下,集成電路上的晶體管數量從上世紀六十年代的不到10個,增加到八十年代10萬個、九十年代增加到1000萬個、再到現在高達數億至103億個,因此摩爾定律也成為了后續半導體公司互相追趕的標桿。 而早期半導體公司多是從IC設計、制造、封裝、測試到銷售都一手包辦的整合元件制造商(簡稱IDM), 但越往后由于半導體晶片的設計和制作越來越復雜、花費越來越高,單獨的一家半導體公司往往難以負擔從上游到下游的高額研發與制作費用。 于是從1980年代末期開始,半導體產業逐漸走向專業分工的模式,分成專門負責設計的上游公司和負責封裝與制造生產的下游企業,然而促成這種分化的開始則是源于臺積電的成立。 1987年,當張忠謀準備創立臺積電的時候,世界上的半導體產業已由英特爾和德州儀器為代表的IDM大廠把持著,張忠謀心里清楚,迎面對抗這些大廠無疑是以卵擊石,故而他決定另辟蹊徑,將臺積電打造成一家專門的晶圓代工公司。

此后臺積電便最先在晶圓制造的產業鏈中開辟出了一條只負責芯片制造或封測的獨特代工模式,即人們常說的Foundry模式,而且臺積電的成功也讓這種新興的Foundry模式迅速發展,成為半導體產業的主要模式。 不久在臺積電的周圍出現了多方勢力前來“搶肉吃”,可對最早占據高地的臺積電來說局勢早已成“易守難攻”之勢,這么多年臺積電一直穩居晶圓代工龍頭的寶座,而且連后幾名的排名也鮮有變化。 不過即使表面再毫無波瀾,只要不是一灘死水,水面之下也會有暗潮涌動,晶圓代工也是一樣。

高處不勝寒,還不如主動出擊 

張忠謀做了第一個敢吃螃蟹的人,隨著新的模式逐漸被市場所接受,開始苦盡甘來的時候,卻引來了臺灣省另一家半導體公司——聯華電子的戰火。
聯電是一家擁有多年歷史的IDM公司,為對抗臺積電,1995年不惜放棄自有品牌,轉型為純專業晶圓代工廠,與美國、加拿大等地的11家IC設計公司合資成立聯誠、 聯瑞、聯嘉晶圓代工公司。 兩年后,晶圓廠開始投入試產并取得喜人的產出,就在聯電逐漸看到打敗臺積電的希望,摩拳擦掌地放出“聯電在兩年內一定干掉臺積電”豪情壯語的兩天后,一場無情的大火摧毀了聯電旗下的聯瑞廠房。
 這場大火不僅毀掉了價值百億廠房,還葬送了原本預計盈利20億元的訂單,一時之間,聯電從英姿勃發變為債臺高筑,錯失半導體發展高峰期不說,還造成了大量訂單客戶流失。 聯電的遭遇只能歸因于“流年不利”,而不是敗倒在和臺積電正面技術比拼之下,所以在聯電心中不免留有一絲遺憾,而另一邊臺積電依靠穩扎穩打依然坐穩老大的位置,同時臺積電心里也清楚如果一直處于高位不免總要擔心會有人爬上來將自己推下來,最好的辦法還是自己足夠強大。 當半導體元件越來越小,不僅晶圓本身需要進步,中間負責連接的金屬導線也需要更新,當時解決導線落后問題的解決方法主要有兩種,一種是直接換材料,用電阻更低的銅代替鋁,另一種則是選用Low-K Dielectric (低介電質絕緣) 作為介電層材料。 恰好2000年,來自美國的專利“富人”IBM就帶著銅制程和Low-K材料的0.13微米新技術同時找到了臺積電和聯電兜售,面對現成的新技術,聯電欣然接受,而臺積電則是選擇自己研發。 可讓聯電萬萬沒想到IBM的技術只限于實驗室,在現實制造上良率過低,達不到量產。反觀臺積電2003年自主研發的0.13微米制程技術得到了客戶的好評,從營業額又一次大大拉遠了聯電追趕的距離。 眼看著臺灣省已經再無和臺積電比擬的對手存在,臺積電便放眼國際,用主動出擊的策略開始挑戰IDM大廠,首先迎戰的就是亞洲戰區的三星。 當時三星不僅自己設計生產處理器,自給自足自己的電子產品,還手握蘋果手機處理器訂單,可以說是要風得風要雨得雨,不過伴隨著后期三星手機與蘋果手機出現摩擦,臺積電馬上看準三星和蘋果打官司關系出現裂痕的時機,2014年開始打進了蘋果A系列處理器供應鏈之中。 被臺積電搶走蘋果這塊蛋糕之后,在2015年,二者之間的局勢又一次出現了逆轉,而這次是在制程上。

之前在20nm制程上臺積電是領先于三星的,然而不久前還在苦惱20nm制程的良率問題的三星卻搖身一變,跳過16nm直接推出14nm制程,從落后到領先僅用了不到半年的時間。

三星的外掛式增長讓外界開始將原因歸咎于從臺積電離職后歸入三星門下的梁孟松身上,梁孟松曾在臺積電立下比比戰功,2009年離開臺積電后,被三星挖角,也是在三星任職期間,三星的制程技術得到了飛速發展,2011年底臺積電正式以泄露行業機密為由起訴梁孟松。

 當然一個公司的進步不能全都歸結在一個人身上,只不過一切都太過于巧合,結束官司后,梁孟松也從三星出來,于2017年10月正式加入中芯國際,然而歷史總是如此地相似,在梁孟松加入之前,臺積電也曾用相同的手段對待過中芯國際這個新興的半導體公司。

在創辦中芯國際之前,張汝京曾在臺灣省創立了一家名為世大的半導體公司,這是繼臺積電、聯華電子之后,臺灣的第三家晶圓代工廠商,后來隨著世大越做越大,開始威脅到臺積電在臺灣的地位,所以張忠謀便出面和張汝京討論收購世大的計劃。

2000年臺積電收購世大半導體,同年8月24日,中芯國際正式在上海建廠打樁,之后僅用13個月的時間,中芯國際就擁有了一座八英寸晶圓代工廠,這個速度堪稱業界奇跡。

而中芯國際高速發展的同時卻引來了臺積電的頻繁訴訟騷擾。

原因是張汝京在創立中芯國際的時候,初創團隊大多數是原來臺積電的老員工,2003年8月,在中芯國際即將在香港上市的關鍵時刻,臺積電看準時機,在美國加州以離職員工涉嫌泄露商業機密為由起訴中芯國際,此后臺積電用相同的手法多次騷擾中芯國際。

面對臺積電無休無止的官司,二者的矛盾終于在2009年9月徹底爆發,距上一次糾紛和解僅隔1年零7個月,臺積電第四次對中芯國際提起訴訟并取得了勝訴,而在雙方就賠償細則簽下和解協議的幾個小時后,張汝京用自退的方式結束了這場與臺積電的羈絆。

雖然中芯國際為此付出了慘痛的代價,但并沒有阻擋中芯國際的飛速發展,如今它已穩居全球前十大純晶圓廠排名中前五之位。

而對于戰役的勝利者臺積電來說,征程還遠遠沒有結束,反而此時的戰局已呈現金字塔之勢,越接近塔尖的位置承受的壓力就越大,而且稍有不慎還會連累到前方上游企業身上。

牽一發而動全身 

制造芯片的每一個環節都無比關鍵,環環相扣,只要一環掉隊,往往就會產生牽一發而動全身的多米諾效應,晶圓代工雖沒有設計廠商那般光環萬丈,卻是整體中最基礎也是最關鍵的一環,就像水電煤氣一樣,平時很容易被人忽略,但如果哪天出了問題就會影響正常生活。

最近一家榜上有名的代工廠與臺積電的官司就波及到了上游企業,只不過這次官司的原告不再是臺積電,而是來自美國的格芯。

格芯是2009年3月從AMD公司拆分出來的晶圓廠,雖說是根正苗紅,但在代工業務上走得卻相當坎坷,例如當臺積電在2011年量產28納米制程的時候,格芯足足晚了一年多才正式量產,所以創立至今,格芯的營利始終是負數,尤其2014這一年凈虧損竟高達15億美元。 其實導致虧損大部分原因是出在格芯自己身上,因為格芯的14納米FinFET工藝是來自三星授權,而7納米制程技術也全靠2014年買下的IBM半導體事業獲取的,沒有自主研發能力讓格芯在這個用技術說話的行業舉步維艱。 而且在摩爾定律之下,要想在制程上不掉隊,就要投入高額的研發經費,這恰恰是格芯拿不出來的,終于2018年8月27日,格芯再也挺不住,宣布擱置7奈米以下制程技術,然而就在一周前,聯電也宣布不再投資12納米以下的先進工藝。 格芯的體量已無單挑臺積電的實力,但這幾年邊敲側擊格芯也沒有坐以待斃。 2017年格芯曾向歐盟執行機構歐洲委員會指控臺積電操控市場,2018年又向中國主管部門對臺積電提起反壟斷調查,加上今年8月26日發生的格芯在美國及德國法院控告臺積電及其客戶侵犯公司16項專利技術。 格芯一次次騷擾臺積電是希望借此動搖臺積電客戶向臺積電施壓并影響其決策,為自己博取一絲利益,只不過這次格芯的炮火不僅指向臺積電,還包括蘋果、博通、高通、英偉達、思科、谷歌、聯想在內的多家高科技企業。 格芯在提起法律訴訟的同時,還申請了法院禁制令,以阻止臺積電使用侵權技術生產的產品被進口至美國和德國,所以一旦臺積電和格芯之間的官司破裂,格芯的做法將直接威脅到臺積電的客戶們。

代工廠商競爭“誤傷”案例不只格芯和臺積電這一次,當初三星為和臺積電搶回蘋果芯片的時候,曾在制程上窮追不舍,終于在2015年推出的iPhone 6s上和臺積電一起為蘋果A9處理器代工。

 只不過三星在追趕臺積電的過程中未免過于急躁,導致臺灣省發行的iPhone 6s中,由三星14nm代工的手機在效能和電池續航力上都不及臺積電16nm代工的版本,從而引發了蘋果芯片門事故。 都說鷸蚌相爭漁翁得利,可在當年的這場三星和臺積電競爭中,蘋果首次采用的雙代工模式非但沒占得便宜,反而遭到用戶大規模退貨,此后蘋果手機處理器便長期由臺積電代工。 可以說,芯片制造到銷售,只要是芯片產業鏈上的公司其實都是“一根繩上的螞蚱”,然而當全球化將他們的命運緊密地聯系在一起的時候,起步較晚的新生晶圓代工們又將如何自保甚至是逆襲?

新生大陸:機遇與挑戰 

根據拓墣產業研究院公布的最新報告顯示,2019年第二季晶圓代工業者排名前五與去年相同,臺積電以49.2%市場份額穩居第一,與第二名三星拉開一定的差距,反而第三至第五名份額相差不大。
由此可見,未來晶圓代工廠之間最激烈的戰火將在第一二名之間發生,不過在摩爾定律的重壓之下,雖然臺積電和三星還在制程上窮追猛打,但從近幾年開始,摩爾定律即將失效的言論便開始層出不窮。 今年一月份,英偉達CEO黃仁勛在CES 2019展會上,就這樣預測了摩爾定律即將結束的未來:“摩爾定律過去是每5年增長10倍,每10年增長100倍。而如今,摩爾定律每年只能增長幾個百分點,每10年可能只有2倍。因此,摩爾定律結束了。” 在視頻網站上,名為DataGraph的賬號也上傳了一段關于50年間摩爾定律vs.CPU/GPU發展進程的視頻。 不到5分鐘的視頻中,將1965年提出摩爾定律開始一直演示到2019年,而越到最后,后期產品的更新速度越來越跟不上摩爾定律的速度,直到屏幕上顯示出2025年摩爾定律即將結束的結論。

不論摩爾定律未來是否會失效,半導體發展至今,臺積電和三星也還是不斷在突破極限,反而近年來,摩爾定律失效現象帶來的芯片制造廠商進步放慢,對新生的半導體企業來說未必不是一件利好信息。 要知道排名三四的格芯和聯電都已在制程上止步,此時正好是第五名的中芯國際趕超前面兩座大山的時機。 所以較之與格芯和聯電制程停步,三星臺積電制程暫緩,現在新生的“中芯”面臨是挑戰更是實現逆襲的機遇。

© 世界經理人:自1999年創立以來,世界經理人網站(www.hvlwlx.icu)致力于引導職業經理人實現卓越管理,以專業的形象為經理人用戶全方位提供最佳管理資訊服務和互動平臺。

     

 
 

相關文章

今日聚焦

 
廣告
廣告

世界經理人網站App下載

熱門排行榜

  • 熱門
  • 經典
  • 管理
  • 文章
  • 論壇
  • 博客
 
 
資訊訂閱
世界經理人 iPhone APP
世界經理人 微信公眾號
欢乐生肖实时计划网