美国翻脸不认人?台积电美国工厂或打水漂?

台积电斥资120亿美元在美国建设工厂,但是台积电老大张忠谋却公开表示,对在美国建厂的不满。

台积电明知是坑,为何还要在未来3年在美投资远超1000亿美元?

今天我们就来掰扯一下其中的缘由。

台积电的崛起之路

1931年张忠谋出生在浙江宁波,他父亲张蔚观时任鄞县财政处长,母亲出生书香门第,家境富足。

可惜的是恰逢中华大地却不安宁,内有军阀混战,外有列强虎视眈眈。

1937年抗战爆发,为了躲避战乱,张忠谋全家搬迁至广州,可惜没过多久,

广州就遭到日寇肆无忌惮地轰炸。

最后无奈全家又侨居香港,好景不长,香港又被日寇占领,全家又前往重庆。

颠沛流离之中,让张忠谋看遍人间百态和社会心酸,抗战结束后张忠谋终于可以安静地在上海读读书,

可惜国民党破坏协议,解放战争爆发。

全家为了躲避战争又前往香港,1949年张忠谋前往美国就读哈佛,当届只有他一个中国人。

当时张忠谋觉得在哈佛念完大学,因为是华裔在华尔街工作很容易被歧视,工作也不好找。

所以就转去麻省理工读机械工程。

1953年张忠谋拿到硕士学位以后,想继续读博士。

可惜的是,两次资格考试都铩羽而归,让他颇为受挫,本来计划前往加州大学继续攻读博士。

但是麻省理工的师生认为这叫自甘堕落。

如同让一个清华本科生,去211大学读研究生,面子上挂不住。

所以张忠谋放弃求学,参加工作了。

他的第一份工作是在希凡尼亚公司的半导体部门工作,工作不久之后又去了德州仪器工作,凭借着扎实的专业知识,成为工程部经理,自此以后张忠谋的人生如同开了挂一般。

先是取得斯坦福的工程学博士,很快就进入了德州仪器的核心层,坐稳了德州仪器第三把交椅,在42岁时就成为了通用仪器的COO,基本触碰到了华裔在美国阶级的天花板。

张忠谋在美国获得了一流的教育、一流的人脉的同时,还掌握着世界最先进的半导体技术,和世界一流企业的管理经验,一路顺风顺水,妥妥算得上是主角儿模板。

恰逢这个时候台湾地区制定了《科学技术发展方案》,开始在台湾新竹地区建设科学工业园区,并且建立了完善的科技发展路线,又有了充沛的资金支持。最核心的是,日本半导体受到美国“狙击”。

美国需要肢解日本半导体产业,台湾又在做这方面的努力,1982年台地区领导人正式邀请张忠谋赴台工作,并出任工研院院长。

1985年,天时、地理、人和都已经十分完善之时,张忠谋选择前往台湾,也为台积电的诞生,迈出了重要一步。

张忠谋来到台湾就是想大干一场,自从成为了台湾工研院老大却颇受掣肘。

此时工研院也扶持起了联华电子(下文简称:联电),联电先是从美国引入了当时最先进的4英寸晶圆生产线,并且台湾工研院还将自主开发的3.5微米CMOS制造工艺转让给了联电。

这个CMOS也叫互补金属氧化物半导体,其功能是将光信号转化成电信号的一种芯片,我们拍摄的视频要传到网上,都是通过CMOS芯片转成电信号,要在电脑或者电视看时,又需用通过CMOS芯片将视频从电信号转成光信号,

有了这两个生产线的加持,整个联华电子出现了欣欣向荣之态。

但是联华电子有个缺陷,它是公私合办的,话语权比较分散,而且联电是从芯片设计、芯片制造、芯片封装、芯片检测全产业发展的,广而不精难成大事。

曹兴诚

时任联华电子的副总经理曹兴诚想了一招,可以采用半导体代工方案,放弃芯片的设计,专注到芯片的代工和制造上。

还将这套方案,发给了自己的上级张忠谋,希望能与张忠谋合作。可惜的是,张忠谋没有搭理曹兴诚,反而用这套方法办起了自己的台积电。

张忠谋和当时台湾地方政府谈论许久,最后台湾地方政府出资48%,飞利浦出资27.5%,其他都是民间资本投入,建立了台积电,而张忠谋对台积电拥有绝对话语权。

随后张忠谋邀请来了胡正明,作为台积电首席技术官,而胡正明可是加州伯克利大学正儿八经的大教授。

胡正明的加入,也让他的众多弟子也先后加入台积电,其中就包括梁孟松等人。

不光如此,张忠谋还邀请到了曾经一起在德州仪器工作的老搭档蒋尚义,以及美国乔治亚工学院博士余振华等人,可唯独没有曹兴诚。

蒋尚义(左)梁孟松

因为曹兴诚没留过洋,说难听点一群美国“正规军”,怎么能看得上泥腿子出生的“游击队”,这也让曹兴诚恨上了张忠谋。

而此时冷战结束,英特尔开始主动扶持台积电,给订单给技术。

并且台积电的模式,让一批顶尖的芯片设计公司诞生,

其中就包括华为海思、美国高通、苹果等一众新兴科技公司走向市场,

很快台积电就获得了半导体制造业的半壁江山。

此时台积电和张忠谋都迎来了挑战者,一个是泥腿子出生的曹兴诚,

另一个则是创建中芯国际的张汝京。

台积电在吸收英特尔的技术的同时,还不断创新,摆脱了英特尔的专利限制,随后支持了荷兰ASML研发出新一代的EUV湿式光刻机,将日本干式光刻机斩于马下。

所以ASML的EUV光刻机一半的安装量给了台积电,目前台积电拥有的EUV设备多达55台,其他芯片厂加起来还没台积电多。

如今台积电的市场份额也高达56%,稳居世界第一。

但是近期疫情肆虐,制造业发展不顺,不少美国企业出现了“芯片慌”,加剧了美国对依赖亚洲芯片的担忧,尤其是今年第一季度,因为缺芯片导致全球汽车产量减少了100万辆,汽车厂商损失高达150亿美元左右。

所以美国政府开始强势扶持国内半导体制造业扩产,要求众多企业去美国建厂。

张忠谋曾公开表示,在美国建厂并不合算,但为何还是愿意投资120亿美元乖乖去美国建厂了。

张忠谋为何听美国的话

张忠谋去美国建厂原因有三。

这一个问题是倒也不难理解,美国利益的威胁。

目前全世界能做7nm以下芯片制程的也只有台积电和三星,中芯国际是有心无力,英特尔等其他公司干脆“躺平”不干了。

美国的苹果、高通、英伟达等科技巨头也是将芯片制造的大单给了台积电,所以2019年台积电发布的财报显示,美国订单的营收占比高达60%,远远高于中国大陆地区的订单数量。

而且台积电上市时,外资控股超80%以上,美资占比最高。

而2019年台积电公布股权结构里,最多的还是美资,持股比重接近30%,最大的股东是花旗银行的托管专户。

这第二个原因,美国的科技霸权,美国早在1978年就由美国政府牵头,成立了半导体制造联盟,成员包括IBM、英特尔等14家半导体公司,

这十四家企业当时占据了美国半导体制造业的85%的生产力。

美国政府成立半导体联盟的目的,就是为了在技术研发时保持优势,并且当时计划是击败日本半导体产业,后来也邀请了现代、飞利浦和西门子等企业的加入,这也促使美国半导体的技术优势保持至今。

在2019年半导体产业协会统计的相关数据中,全球前十的半导体厂商中,美国六家在榜,全球半导体市场份额美国占了一半多,高达59.2%。

非美国企业,除了台积电,还有韩国三星、荷兰ASML背后最大的金主都是美国。

同时芯片设计的架构和软件,目前都被西方国家的企业垄断,华为海思芯片设计使用的是ARM的架构,目前ARM已经被美国英伟达收购。

另外芯片制造,都必须用到的EDA软件,目前EDA软件被美国明道、美国益华以及美国新思,这三家软件巨头公司掌握,并占据全球95%以上的市场份额。

而我国的EDA从业人员只有1500多人,人才奇缺。

并且国内EDA技术并不是很成熟,这主要原因是EDA软件开发,投入大、周期长、更新快。

国内EDA企业也仅仅只能占据国内市场的30%左右,这也导致台积电很多技术不得不依赖美国企业。

这第三个原因则是台湾本土的基建问题。

台湾大停电

每年夏天,台湾都会发生大规模停电的事情,在2017年8月15日台湾曾发生了超大规模停电,整个台湾共668万户停电,停电导致了交通指挥失灵,发生了多起交通事故,以及数百起电梯困人事件。

张忠谋曾公开表示,台湾制造业最大的问题之一就是电力短缺严重,

为了应对此类问题,台积电的芯片工程都专门安装了发电设备,不过发电设备的发电成本比电力公司要贵3倍,这会大幅降低台积电的利润,而且台湾电力不足,也对整个台湾地区的制造业影响非常巨大。

莲花地区地震

除了电力问题以外,台湾地区地震频繁,这对于精密制造来说就是个灾难,台湾每次发生地震,台积电都需要安排人手,排查设备情况,以免造成巨大的影响。

这些因素综合起来,台积电才把5nm的先进制程生产线搬到了美国,并对美国马首是瞻。

所以当美国宣布制裁华为时,台积电只能乖乖照做,此举却让华为陷入了窘境,没有台积电的先进芯片工艺,华为的麒麟9000也许就是麒麟芯片最后的“绝唱”。

失去华为的市场,也让台积电蒙受了不小的损失,紧接着台积电宣布要在美国建厂,被众多国人唾弃。

不过台积电最终还是将14nm以上的芯片生产线搬到大陆,因为汽车芯片主要集中在28nm。

中国半导体产业该如何突破美国封锁

近期美国国会代表迈克尔·麦考尔和参议员汤姆·科顿联名上书,要求美国政府许可所有使用美国技术的半导体企业,都不能和中国企业,在14nm以下芯片制程的相关技术和产业展开合作。

此举就是为了完全锁死,中国数字化转型,让“中国制造2035”破产。

美国能这么做,是因为现在的半导体格局完全是由美国制定的。

在全球化趋势下,半导体产业格局逐渐形成,由美国掌握芯片最核心的技术,包括芯片的设计软件和架构;

其次是日本掌握着半导体产业的制造设备及核心材料;最后则是韩国和台湾,涉及芯片制造和芯片代工的全产业链。

中国要想在半导体有所发展,要不就是从事低端半导体的制造,不然就躺着当市场。

因为2020年全球半导体市场规模突破4400亿美元,中国半导体需求占整个市场的34.4%,位居世界第一。

中国大陆虽然有24家晶圆制造厂,并且中国大部分芯片设计企业的芯片代工工作,都是由三星和台积电完成。

而中国晶圆厂代工产业主要集中在低端芯片,可替代性强而且市场不大。

根据相关机构参数显示,2014年以前我国芯片设计业占全球份额的20%,晶圆代工产能占全球份额的10%,IDM、EDA等开发工具,以及核心原材料市场占有率仅仅不到1%。

为了应对这一情况,国家从2014年宣布半导体改革新政策,次年开始了由政府主导的半导体技术发展政策。

随后国内出现了国家集成电路产业投资基金,首期募集就达到1387亿元,在2017年美国媒体爆出了,美国前总统奥巴马的科技顾问发布的半导体领域的相关报告。

报告提到了中国已经在半导体产业投入了超过1000亿美元的资金,意图帮助整个半导体产业升级。

尤其是这几年中美科技战,导致中国企业在半导体价值链中,都开始追求“本土”供应链战,借此机会替代外国产品,尤其是美国供应商的商品开始逐步被剔除。

这样的做法促使中国,在整个晶圆产业当中开始升级,目前西方国家的芯片供应商都发现,在半导体产业链的每一阶段都有中国公司参与。

在半导体制造的化学品、原材料、软硬件工具和制造设备都能看到中国人的影子,虽然中国在这个领域的部分技术落后世界先进水平。

但是已经有了大量的从业人员和资金进驻这个行业,虽然中国整个产业落后,但是未来数十年,中国半导体非常具有竞争力。

所以美国的封锁只是让美国企业失去它在中国的影响力和市场。

老子云:富贵而骄,自遗其咎。

美国是时候学会放下竞争,学习合作了,不然美国的盟友和被美国胁迫的企业,最终都会站在中国这边。