2019年5月,华为及其附属公司被美国商务部列入“实体清单”,2020年5月22日,美国商务部又接连发布两篇声明,将33家中国企业与机构列入“实体清单”。
随着华为等中国企业和机构被列入“实体清单”,芯片供应问题就浮出水面。被美国商务部纳入“实体清单”,这实际相当于进入美国出口的“黑名单”,清单中的机构会成为美国商务部产业与安全局(BIS)限制出口的对象,将会失去和美国贸易的机会,还会遭受到技术封锁和供应链隔离。
对全球任何一家高科技公司来说,供应链断了,才是线 家附属公司被列入实体清单后,英特尔、高通等芯片厂商停止对华为供货。是年6月,任正非在专访中表示,受美国出口管制的影响,华为该年营收可能将减少 300 亿美元。
目前中国芯片行业的问题,主要是在高端芯片市场上竞争力薄弱。从硅晶到芯片,有着复杂漫长的产业链,一般简单可大致分为芯片设计、制造、封测等环节。在芯片设计环节,中国的华为海思已经跻身全球十大芯片设计企业,小米松果、阿里平头哥等都有不错表现。
即便强大如“华为海思”,在面对美国高科技出口管制,也只是被动挨打的处境。其设计软件 EDA(电子设计自动化)的主要供应商Cadence的总部在美国加州圣何塞,一旦国际主流EDA断供,就难以设计高端芯片。
英国ARM公司是全球领先的半导体知识产权 (IP) 提供商。华为曾在 2013 年购买 ARM v8 指令集架构的永久授权,华为海思设计的芯片多是基于 ARM 架构。随着美国“实体清单”发布,ARM 宣布切断与华为及其子公司的一切业务往来,2020 年 ARM v9 推出后,海思芯片拿不到新技术授权,仅使用ARMv8指令集架构的海思芯片性能将陷入停滞。
刚刚说到的都是华为海思芯片在软件知识产权方面受到的钳制,相比软件环节,芯片制造环节更是国内企业难以逾越的鸿沟。华为芯片最大制造供应商“台积电”,在全球芯片制造企业中是神一样的存在,2018年,台积电在全球芯片制造领域的市场占有率是56%。
“台积电”之于国人堪称神秘!作为华为最重要的芯片供货商,网络盛传随着“实体清单”的进一步落地,台积电已经停止接受华为订单,台积电在第一时间进行了“辟谣”。华为最先进的芯片基本都是交由台积电代工制造,华为去年为台积电贡献营收1528.76亿元新台币(约合人民币364亿元),占台积电总营收14%。
华为是台积电最大客户之一,台积电当然不愿意丢掉华为这样的客户,但美国商务部5月15日升级了对华为的“制裁新规”,修改的《出口管制条例》规定,台积电这样的使用了美国技术、软件、设备的公司,必须接受美国政府管制,在为华为代工生产芯片时,要先得到美国政府的审核批准。
“台积电”作为美国本土外的中国台湾的公司,受制于美国政府的法律和法规管制,不能继续为华为生产芯片,就是典型的美式“长臂管辖”。台积电作为中国台湾的公司,为何不得不接受美国的“长臂管辖”呢?这就要从“台积电”的源起说起。
说起台积电,当然绕不开台积电创始人张忠谋。张忠谋1931年出生于中国大陆浙江宁波,于1949年离开,随后赴美读书工作三十多年,1983年卸任德州仪器全球副总裁,1985年赴中国台湾担任工研院院长,1987年创立台积电。
台积电成立伊始,就定位为专门为其他芯片公司代工的专业芯片制造公司,由于芯片制造需要大量资金、技术储备、新兴人才等,具有高风险,台积电的代工模式并不被同行和投资人看好。
由于创始人张忠谋深厚的美国职业背景,台积电从一开始就被注入了“美国魂”,张忠谋在德州仪器二十多年的管理经验、IBM授权的技术、大批美国回流的人才成为了台积电最初发展的依仗。
台积电首任首任技术执行官胡正明是加州伯克利大学教授,其得意门生梁孟松也从AMD跳槽台积电;研发队长蒋尚义曾在美国德州仪器、惠普工作;2006年接任张忠谋出任CEO的蔡力行是美国康奈尔大学博士;技术核心人物余振华是美国乔治亚工学院博士。
半导体产业起源于美国,美国的半导体大量的人才回流为台积电发展打下了坚实基础。在存储芯片时代,日本企业的迅速崛起逼得美国只能选择从存储芯片领域撤退,开始发力以CPU为代表的逻辑芯片。
不同于存储芯片强一体化的要求,逻辑芯片可以将设计、生产环节分工,这为台积电这样的纯代工公司能够带来了机会。1988年,台积电得到了来自英特尔的第一笔大单。英特尔为保障质量,在奉上大笔订金后,并对200多道芯片生产的基本工艺进行指导。
在美国订单的资金、技术上的支持下,台积电获得了加快速度进行发展!开始反哺美国半导体业。由于不用再承担独立建设晶圆厂的巨额成本,美国大量初创芯片设计企业得以轻装上阵、加快速度进行发展,美国芯片公司重新占领全球芯片产业制高点,如今巨头的高通、英伟达、Marvell等都是得益于此。
台积电模式得到了业界的认可,羽翼渐满,但由于技术都来自于IBM授权,自主能力差,依然被硅谷公司们认为是打杂的二流企业。张忠谋不甘于成为美国的技术附庸,一直在等待翻身做主人的机会。
2003年以前,全球晶圆代工的技术多是授权自IBM,时间来到2003 年,IBM公司向台积电推广 0.13 微米铜制程技术,由于台积电感觉IBM0.13微米铜制程技术还不成熟,决定放弃与 IBM 合作,开启自主技术研发。
一年多后,台积电0.13微米铜制程技术率先突破,而IBM的0.13微米技术却仍未走出实验室,其时一直与台积电缠斗的台联电,就是选择继续与 IBM 合作 0.13 微米最后失败,被台积电一举拉开。这一役,让台积电的技术发展获得重大成功,IBM的代工技术霸权时代被终结。
2004年,全世界主流光刻机都是采用空气作为镜头与晶圆之间为介质的“干式”光刻技术,而台积电率先提出“湿法”光刻技术,这项技术和当时的干法方案背道而驰。
台积电的“湿法”方案遭到了当时“光刻机霸主”日本佳能和尼康的,只有荷兰小厂阿斯麦尔(ASML)愿意尝试。最终,台积电完成了技术突破,阿斯麦尔光刻机也迅速崛起,击垮日本霸主成为行业巨头。
台积电学习美国再进行超越,两次技术弯道超车,令台积电的代工工艺,一骑绝尘,成为了芯片制造产业技术领导者。
2010 年的台积电早已是晶圆代工产业的佼佼者,尤其在28纳米制程的关键技术上,台积电选择了后闸级方案,而三星正在研发的是前闸级方案。正确的判断、严格的工艺,台积电良品率大幅提升!
台积电的28 纳米工艺所向披靡,使得台积电芯片制造技艺登峰造极,开始与英特尔并驾齐驱。
2010年代,全球互联网从PC机时代转向智能手机时代,台积电决定大力扩大资本支出,扩张28纳米工艺生产线,主动掌控智能手机爆发的市场机会。 台积电28纳米工艺其时 已是大幅领先竞 争对手,但仍每年进行技术更新迭代,不断降低功耗和成本。
台积电的扩张和迭代技术策略大获成功,28纳米工艺成为了台积电史上最赚钱的一个技术节点。技术的领先和成本优势,使得全球主要手机品牌都成为了台积电客户,其中争取到苹果的整代芯片生产订单成为了制胜关键。
2008-2011年,三星智能机全球份额增长了6倍、达到了20%,直接威胁到苹果的老大地位。而此时的苹果却有超过一半的关键零件要从三星采购。苹果逼不得已渐次推进三星替代计划。
2010年张忠谋和时任苹果COO威廉姆斯密谈。苹果提出,台积电若能够准备90亿美元建厂资金,确保6000个工人产能,苹果可优先考虑将整代芯片生产订单全部交给台积电。
张忠谋一锤定音,以获得苹果芯片订单为契机,投资90亿美金规模扩张生产,这魄力在当时,即使在当下,恐怕都是绝无仅有的!正是张忠谋的高瞻远瞩,在台积电被三星打压的喘不过气来的时候,实现技术、规模、市场占有打反击,一举在高端芯片生产领域奠定了霸主地位。
当然,伴随着台积电的发展,韩国三星一直是虎视眈眈,发展也不可能一帆风顺!2011年台积电技术骨干梁孟松倒戈三星,并率领三星技术团队,攻克当时无人能敌的工艺 —— 全球首个14nm FinFET 工艺,一举拿下苹果A9芯片订单,惹得台媒哀叹,“台积电的技术优势,已在一夕之间被抹平了”。
毕竟一个孙悟空翻不了天,台积电在苹果A9订单失手后,迅速组建一个行业前所未有的开发团队:夜莺部队——即晚上干活的人。台积电参照富士康流水线,把研发制度改为了三班倒,让台积电从“24小时不间断生产”,升级为了“24小时不间断研发”。
2017年台积电技术一举超越英特尔,同时三星又急于求成,结果在A9芯片出状况了。网民测试中发现,三星代工的iPhone 6s芯片续航时间比台积电代工的少了2小时,机身温度却上升了10%。随后苹果把A9订单从三星转移部分给了台积电,而A10之后的苹果芯片代工名单中,就只剩下了稳扎稳打的台积电。
短短的33年,台积电成长为台湾的图腾,这离不开张忠谋的个人魅力、自主研发的战略、人人拼搏的精神、以及在创立之初张忠谋就强调的“中立的服务理念,赢得伙伴信任”。
但随着中美深度博弈,台积电受困于美国技术的长臂管辖,必需着眼企业未来的发展,在选边站的时候,我们当然没有义务要求台积电须向着大陆的华为!前不久,台积电宣布赴美投资120亿美元建立生产基地,生产世界最先进的5纳米芯片。
在中美贸易持续摩擦的特殊阶段,半导体制造巨头台积电的一举一动都非常关注,它牵动着产业链上下游的命脉。2019年,已退休的张忠谋回台积电致辞时,曾说过这样一句话:“世界局势变化大、不再平静,但台积电已成为地缘战略家的必争之地。”
过去一年来,台积电夹在中美博弈之间,确实成了众矢之的,美国一直在要求台积电赴美设厂。台积电突然下定决心,究其原因,或许是政治因素占主导。在此前多次“婉拒”美国人的“威逼利诱”后,台积电这次态度大转弯背后主要是多种原因在发酵,面临着对美“不敢说不”的巨大压力。
从台积电来说,华为这个大客户一定是能争取要争取的,华为背后的大陆市场更是芯片的蓝海市场。从美国5月15日的“实体清单”到生效的窗口期有120天,据台媒透露,台积电积极协调高通、联发科、AMD、英伟达等厂商,先挪部分订单给华为,争取在120天的缓冲期内,先帮华为生产足够多的芯片,让华为在应对“实体清单”制裁时候,更从容一些。
另外,台积电对于美国建厂的时间点选择非常微妙。2024年落成,意味着美国下一任总统任期结束之后才能看到,在IC制造日新月异的当下,届时5纳米工艺早已不是台积电最先进的技术。由这样来看,或许台积电并不愿意将最先进的生产线布局到美国。
从可控的空间,我们大家可以感知台积电并不愿意得罪中美任何一家,更愿意在中美博弈中左右逢源。从客观上来说,台积电的技术体系离不开以美国为首的西方科技体系支持,同时美国高端芯片研发能力还是独步全球,高通这些高端客户也是不容有失。
同时,中国大陆芯片市场现在每年增长速率是几何级的,大陆的崛起不是以美国意志为转移的!大陆市场必定是全球芯片市场重要拼图,同时台海两岸的不确定性,真的让台积电心有牵绊。
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