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給華為代工的“芯片制造之王”臺積電是家怎樣的公司?
日期:2020-05-29  閱讀:


半導體芯片戰爭的戰火一觸即發。

美國商務部工業與安全局(BIS)在 5 月 15 日晚間發布公告稱,最新修改的《外國直接產品規則(FDPR)》已經獲準通過,要求廠商將使用了美國的技術或設計的半導體芯片出口給華為時,必須得到美國政府的出口許可證,即使是在美國以外生產的廠商也不例外。

換句話說,無論是否美國企業,只要在產品中使用了美國技術,向華為出口時都需要許可證。任何與華為有合作關系的上下游企業,美國都將監管并且有一刀切的可能,這意味著美國制裁華為升級,而臺積電為華為代工的芯片制造產業鏈,或將遭遇全面封殺。雖然一度有外媒報道臺積電表示已停止向華為提供新訂單的報道“純粹是市場傳言”。

一時間,華為再陷困境,如何做下一步的決策?這一次,臺積電能扛住山姆大叔的壓力嗎?


1 臺積電與華為

臺積電和華為的合作始于2000年,當時的華為還只是小有名氣,而臺積電也正在世界范圍內尋求進一步的擴大,所以兩者一拍即合。臺積電從研發16nm工藝以來就與華為結成了緊密的合作關系,當時雙方合作研發了16nm工藝。然后雙方繼續合作研發了16nmFinFET工藝,16nmFinFET工藝表現非常優秀,獲得蘋果、AMD、NVIDIA等客戶的青睞。

此后臺積電與華為連續合作研發了10nm、7nm工藝,而隨著華為手機的出貨量持續快速增長,華為海思芯片也在迅速成長,如今華為海思已成為臺積電第二大客戶;當然華為海思從這些合作當中也大受其益,臺積電每一代先進工藝除了優先照顧蘋果之外,都會照顧華為海思,華為海思借助臺積電的支持在手機芯片性能方面快速縮短與高通的差距,這也是為什么近來華為手機越來越好用的原因之一。華為最新旗艦機P30使用的7nm麒麟芯片就是臺積電代工的。而華為每一款高級芯片都會和臺積電提前三年研發。目前華為的先進芯片麒麟990、麒麟820、麒麟985等芯片依然由臺積電采用7nm及更先進工藝生產。

而據業內消息,臺積電將在今年第二季開始進入5nm量產,第三季晶圓開始放量出貨,其主要服務的兩大客戶就是蘋果的A14 與華為海思的麒麟1020。特別是5nm的麒麟芯片。

為什么華為不去自主開發芯片制造技術?一是半導體行業投入體量之大和開發周期超乎想象;二是臺積電有用當今世界最先進的芯片制造工藝。

從中興事件到華為事件之后,大家都清楚美國一直對中國集成電路的發展進行限制、打壓。所以打造國產集成電路全產業鏈,對中國來說迫在眉睫。

未來,中國勢必要采取措施加快這一晶圓制造領域的發展。在鼓勵華為自主研發、中芯國際技術升級的同時,作為行業的絕對霸主,臺積電的創立和發展過程中有很多經營管理策略值得學習和借鑒。


2 臺積電的發家史

臺積電(TSMC),1987年成立于臺灣新竹,是全球第一家專注于半導體代工的集成電路制造企業,首創晶圓代工模式令其迅速躋身為世界一流半導體制造公司。

通常按照制造業的微笑曲線,“代工”在整個制造業環節中意味著技術含量不高、利潤薄。而在臺積電這里,把“晶圓代工”做成了一門幾乎壟斷的生意,足見臺積電的經營之道不凡。

芯片行業的代工技術含量非常高,評價的標準主要是制程工藝的高低。

在臺積電入局之前,半導體企業是集設計與生產于一體的,并不存在“代工”一說。張忠謀開創了晶圓代工(foundry)模式,“我的公司不生產自己的產品,只為半導體設計公司制造產品?!边@在當時是一件不可想象的事情,因為那時還沒有獨立的半導體設計公司。作為業界領頭羊的臺積電技術能力過硬,自然是半導體公司們尋求的最佳供應商。代表世界一流水平的7nm工藝,目前只有臺積電和三星兩家能做到,臺積電的10nm、7nm工藝的表現都要較三星的優秀,由此臺積電這幾代工藝都是獨家代工蘋果的A系處理器。剩余的幾家頭部企業中,聯電和格羅方德已經宣布放棄7nm及更先進工藝的研發,英特爾雖然沒有放棄7nm工藝,但10nm工藝一直良品率不高。而剛剛實現14nm量產的中芯國際和臺積電差距不小。

如今,幾乎全球的半導體企業都離不開臺積電,包括蘋果、高通、博通、聯發科、華為海思等都是臺積電的大客戶。有數據顯示,臺積電目前在芯片代工市場的份額高達51.6%,而緊隨其后的三星,市場份額僅為14%。市值接近2000億美元的臺積電早已是行業執牛耳者,成為世界上最賺錢的半導體代工企業。

行業老大好多年

雖然臺積電成為行業老大多年,但也不曾一刻懈怠,動輒幾百上千億的投資建廠,在新技術研發上也毫不手軟。

2019年,臺積電營收346.3億美元,凈利111.8億美元,凈利率高達32%。臺積電在全球代工領域市場占有率達52%,高于2018年的51%。

再看研發投入,日前臺積電宣布,2020年的資本支出將在150-160億美元之間,這將成為臺積電資本支出最大的一年。根據臺積電方面的透露,目前臺積電5nm制程已經準備完成,隨時可以進入到量產當中。在5nm客戶上,臺積電目前幾乎囊括了所有對于5nm有需求的客戶,包括蘋果、高通、海思、超微半導體、聯發科等公司。3nm技術繼續使用FinFET晶體管結構,將于2021年試產,2022年量產;2019年已經投入2nm研發,預計將于2024年投產。

對比華為,華為2019年報顯示, 2019年華為研發費用達1317億元,占全年銷售收入15.3%,近十年投入研發費用總計超過6000億元。

作為晶圓代工產業的開拓者,臺積電變革了整個產業。尤其是最近十年,在他們的推動下,全球的集成電路產業發生了質的變化,催生高通、博通、Nvidia和華為海思。

半導體廠的先進制程為市場提供了高效能或更多功能的芯片,并且有效降芯片生產成本,讓許多應用可以達到經濟規模并更快落實在市場。2020年后,臺積電及三星將加速支援EUV的5nm及6nm制程量產,英特爾則量產加強版10+nm制程。  

雖然不同半導體廠采用不同的先進制程,但先進制程的推進不再是每2~3年跨入下個世代,而是持續推出加強版制程來滿足不同需求。如到2021年的時候,英特爾將推出10++nm制程并首度量產支援EUV技術的7nm,臺積電則會推出加強版5+nm制程,三星屆時推出的4nm則可視為其5nm的加強版。

說起半導體產業的發展,我們不能不提摩爾定律。

摩爾定律沒死,仍然有效

臺積電表示,摩爾定律依然存在。盡管許多觀點包括英偉達認為摩爾定律已死。臺積電新任全球營銷主管Godfrey Cheng在博客中寫道:摩爾定律與性能無關,而是與晶體管密度有關。傳統的方法,雖然性能是通過提高時鐘速度和體系結構來提高的,但今天是通過硅架構創新和計算工作負載的線程化或并行化達到高性能目的,因此這需要增加芯片大小。這就說明了晶體管密度的重要性,因為芯片成本與其面積成正比。臺積電正利用其最新的N5P流程節點(N5P process node)解決這一問題。臺積電在未來幾年里將繼續開拓創新,將繼續縮小單個晶體管的體積,并繼續提高密度。摩爾定律并沒有消亡,還有許多不同的途徑可以繼續增加密度。

2019年,臺積電宣布將建立全球首家2nm工廠。2nm工藝無疑是非常先進的,對比現在的7nm可以說提升了3代。為何說提升了3代呢?因為在7nm之后,還有5nm、3nm等等。不過,目前2nm工藝還在研發當中,最快也得要到2024年才能進入投產。2nm工藝是一個重要節點,目標是比3nm制程縮小23%。

想象一下,當你的智能手機用上了2nm的芯片會有多快!


3 為什么臺積電發展這么快?時也,命也!

波士頓咨詢(BCG)發布報告稱在過去的三十年中,半導體行業一直是信息和通信技術(ICT)連續革命性發展的核心。

在過去的三十年中,每個晶片的晶體管數量增加了近100萬倍,處理能力提高了450,000倍,并且每年降低了20%到30%的成本。這項技術進步的飛速發展使得它可以從1980年代的大型機過渡到2010年代的智能手機。如今,全球有超過50億消費者擁有智能手機,該智能手機的計算能力比NASA用來將Apollo 11送上月球的大型計算機更強大。因此,自1987年以來,半導體利用強度(工業收入占全球名義GDP的比重)增長了2.8倍。全球半導體需求以年均8.6%的速度增長,到2018年達到4750億美元。

BCG認為現在正處于全球經濟中由技術驅動的另一次大規模變革的早期階段:數字化轉型和AI時代。這將是一次巨大的時代機遇。

當時代的車輪滾滾向前,一家企業的戰略和管理可能會決定它是否能站在最前方。

臺積電的破壞式創新

“創新理論”鼻祖熊彼特認為,將生產要素和生產條件重新組合,投入生產體系,也能實現創新。臺積電創新了新的商業模式,專業芯片代工制造。而在這之前,半導體行業的商業模式是IDM垂直整合制造,典型的企業有德州儀器、英特爾,從芯片的設計到封裝一條龍。

有媒體評價,蘋果公司的創始人喬布斯通過創新商業模式而改變了世界,張忠謀所創立的臺積電,便是推動科技業加速進步的幕后推手。

臺積電引以為傲的的客戶經營理念

張忠謀曾說,臺積電所學會的最重要的事就是:代工是服務導向的行業,因此,臺積電把自己塑造成服務型公司??蛻舴占昂献魇桥_積電的頭等大事。

發表于《世界經理人》上的一篇文章指出,為了能和客戶建立堅固的合作關系,從而使得自己與競爭對手產生區分、進而享受高價格,臺積電專注于客戶服務的以下幾個方面:在滿足客戶交貨期限的同時提供高質量的產品;讓客戶分享最先進的技術;擁有市場情報,以免被客戶弄個措手不及;給予客戶最大的產能靈活性;以及有效地樹立客戶與臺積電做生意的信心。

為了提供優質服務,臺積電進行正確的技術和產能投資,保持低產品周期,并為客戶提供產能靈活性。即使花費很高的成本,該公司也努力為客戶提供最大的靈活性。他們以以下方式定義靈活度:


· 允許客戶所做訂貨量變更的程度。

· 客戶根據自己的需要,變更晶片制造過程詳單的靈活性。

· 客戶變更發貨日期的靈活性。

· 客戶根據自己的需要,在生產要求中能作實時變更的程度。

· 在制造過程中保留或取消任務的靈活性。


來源:世界經理人

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