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给华为代工的“芯片制造之王”台积电是家怎样的公司?

台积电的经营理念有三大支撑体系,包括技术、生产和客户。

半导体芯片战争的战火一触即发。

美国商务部工业与安全局(BIS)在 5 月 15 日晚间发布公告称,最新修改的《外国直接产品规则(FDPR)》已经获准通过,要求厂商将使用了美国的技术或设计的半导体芯片出口给华为时,必须得到美国政府的出口许可证,即使是在美国以外生产的厂商也不例外。

换句话说,无论是否美国企业,只要在产品中使用了美国技术,向华为出口时都需要许可证。任何与华为有合作关系的上下游企业,美国都将监管并且有一刀切的可能,这意味着美国制裁华为升级,而台积电为华为代工的芯片制造产业链,或将遭遇全面封杀。虽然一度有外媒报道台积电表示已停止向华为提供新订单的报道“纯粹是市场传言”。

一时间,华为再陷困境,如何做下一步的决策?这一次,台积电能扛住山姆大叔的压力吗?

1 台积电与华为

台积电和华为的合作始于2000年,当时的华为还只是小有名气,而台积电也正在世界范围内寻求进一步的扩大,所以两者一拍即合。台积电从研发16nm工艺以来就与华为结成了紧密的合作关系,当时双方合作研发了16nm工艺。然后双方继续合作研发了16nmFinFET工艺,16nmFinFET工艺表现非常优秀,获得苹果、AMD、NVIDIA等客户的青睐。

此后台积电与华为连续合作研发了10nm、7nm工艺,而随着华为手机的出货量持续快速增长,华为海思芯片也在迅速成长,如今华为海思已成为台积电第二大客户;当然华为海思从这些合作当中也大受其益,台积电每一代先进工艺除了优先照顾苹果之外,都会照顾华为海思,华为海思借助台积电的支持在手机芯片性能方面快速缩短与高通的差距,这也是为什么近来华为手机越来越好用的原因之一。华为最新旗舰机P30使用的7nm麒麟芯片就是台积电代工的。而华为每一款高级芯片都会和台积电提前三年研发。目前华为的先进芯片麒麟990、麒麟820、麒麟985等芯片依然由台积电采用7nm及更先进工艺生产。

而据业内消息,台积电将在今年第二季开始进入5nm量产,第三季晶圆开始放量出货,其主要服务的两大客户就是苹果的A14 与华为海思的麒麟1020。特别是5nm的麒麟芯片。

为什么华为不去自主开发芯片制造技术?一是半导体行业投入体量之大和开发周期超乎想象;二是台积电有用当今世界最先进的芯片制造工艺。

从中兴事件到华为事件之后,大家都清楚美国一直对中国集成电路的发展进行限制、打压。所以打造国产集成电路全产业链,对中国来说迫在眉睫。

未来,中国势必要采取措施加快这一晶圆制造领域的发展。在鼓励华为自主研发、中芯国际技术升级的同时,作为行业的绝对霸主,台积电的创立和发展过程中有很多经营管理策略值得学习和借鉴。

2 台积电的发家史

台积电(TSMC),1987年成立于台湾新竹,是全球第一家专注于半导体代工的集成电路制造企业,首创晶圆代工模式令其迅速跻身为世界一流半导体制造公司。

通常按照制造业的微笑曲线,“代工”在整个制造业环节中意味着技术含量不高、利润薄。而在台积电这里,把“晶圆代工”做成了一门几乎垄断的生意,足见台积电的经营之道不凡。

芯片行业的代工技术含量非常高,评价的标准主要是制程工艺的高低。

在台积电入局之前,半导体企业是集设计与生产于一体的,并不存在“代工”一说。张忠谋开创了晶圆代工(foundry)模式,“我的公司不生产自己的产品,只为半导体设计公司制造产品。”这在当时是一件不可想象的事情,因为那时还没有独立的半导体设计公司。作为业界领头羊的台积电技术能力过硬,自然是半导体公司们寻求的最佳供应商。代表世界一流水平的7nm工艺,目前只有台积电和三星两家能做到,台积电的10nm、7nm工艺的表现都要较三星的优秀,由此台积电这几代工艺都是独家代工苹果的A系处理器。剩余的几家头部企业中,联电和格罗方德已经宣布放弃7nm及更先进工艺的研发,英特尔虽然没有放弃7nm工艺,但10nm工艺一直良品率不高。而刚刚实现14nm量产的中芯国际和台积电差距不小。

如今,几乎全球的半导体企业都离不开台积电,包括苹果、高通、博通、联发科、华为海思等都是台积电的大客户。有数据显示,台积电目前在芯片代工市场的份额高达51.6%,而紧随其后的三星,市场份额仅为14%。市值接近2000亿美元的台积电早已是行业执牛耳者,成为世界上最赚钱的半导体代工企业。

行业老大好多年

虽然台积电成为行业老大多年,但也不曾一刻懈怠,动辄几百上千亿的投资建厂,在新技术研发上也毫不手软。

2019年,台积电营收346.3亿美元,净利111.8亿美元,净利率高达32%。台积电在全球代工领域市场占有率达52%,高于2018年的51%。

再看研发投入,日前台积电宣布,2020年的资本支出将在150-160亿美元之间,这将成为台积电资本支出最大的一年。根据台积电方面的透露,目前台积电5nm制程已经准备完成,随时可以进入到量产当中。在5nm客户上,台积电目前几乎囊括了所有对于5nm有需求的客户,包括苹果、高通、海思、超微半导体、联发科等公司。3nm技术继续使用FinFET晶体管结构,将于2021年试产,2022年量产;2019年已经投入2nm研发,预计将于2024年投产。

对比华为,华为2019年报显示, 2019年华为研发费用达1317亿元,占全年销售收入15.3%,近十年投入研发费用总计超过6000亿元。

作为晶圆代工产业的开拓者,台积电变革了整个产业。尤其是最近十年,在他们的推动下,全球的集成电路产业发生了质的变化,催生高通、博通、Nvidia和华为海思。

半导体厂的先进制程为市场提供了高效能或更多功能的芯片,并且有效降芯片生产成本,让许多应用可以达到经济规模并更快落实在市场。2020年后,台积电及三星将加速支援EUV的5nm及6nm制程量产,英特尔则量产加强版10+nm制程。  

虽然不同半导体厂采用不同的先进制程,但先进制程的推进不再是每2~3年跨入下个世代,而是持续推出加强版制程来满足不同需求。如到2021年的时候,英特尔将推出10++nm制程并首度量产支援EUV技术的7nm,台积电则会推出加强版5+nm制程,三星届时推出的4nm则可视为其5nm的加强版。

说起半导体产业的发展,我们不能不提摩尔定律。

摩尔定律没死,仍然有效

台积电表示,摩尔定律依然存在。尽管许多观点包括英伟达认为摩尔定律已死。台积电新任全球营销主管Godfrey Cheng在博客中写道:摩尔定律与性能无关,而是与晶体管密度有关。传统的方法,虽然性能是通过提高时钟速度和体系结构来提高的,但今天是通过硅架构创新和计算工作负载的线程化或并行化达到高性能目的,因此这需要增加芯片大小。这就说明了晶体管密度的重要性,因为芯片成本与其面积成正比。台积电正利用其最新的N5P流程节点(N5P process node)解决这一问题。台积电在未来几年里将继续开拓创新,将继续缩小单个晶体管的体积,并继续提高密度。摩尔定律并没有消亡,还有许多不同的途径可以继续增加密度。

2019年,台积电宣布将建立全球首家2nm工厂。2nm工艺无疑是非常先进的,对比现在的7nm可以说提升了3代。为何说提升了3代呢?因为在7nm之后,还有5nm、3nm等等。不过,目前2nm工艺还在研发当中,最快也得要到2024年才能进入投产。2nm工艺是一个重要节点,目标是比3nm制程缩小23%。

想象一下,当你的智能手机用上了2nm的芯片会有多快!

3 为什么台积电发展这么快?时也,命也!

波士顿咨询(BCG)发布报告称在过去的三十年中,半导体行业一直是信息和通信技术(ICT)连续革命性发展的核心。

在过去的三十年中,每个晶片的晶体管数量增加了近100万倍,处理能力提高了450,000倍,并且每年降低了20%到30%的成本。这项技术进步的飞速发展使得它可以从1980年代的大型机过渡到2010年代的智能手机。如今,全球有超过50亿消费者拥有智能手机,该智能手机的计算能力比NASA用来将Apollo 11送上月球的大型计算机更强大。因此,自1987年以来,半导体利用强度(工业收入占全球名义GDP的比重)增长了2.8倍。全球半导体需求以年均8.6%的速度增长,到2018年达到4750亿美元。

BCG认为现在正处于全球经济中由技术驱动的另一次大规模变革的早期阶段:数字化转型和AI时代。这将是一次巨大的时代机遇。

当时代的车轮滚滚向前,一家企业的战略和管理可能会决定它是否能站在最前方。

台积电的破坏式创新

“创新理论”鼻祖熊彼特认为,将生产要素和生产条件重新组合,投入生产体系,也能实现创新。台积电创新了新的商业模式,专业芯片代工制造。而在这之前,半导体行业的商业模式是IDM垂直整合制造,典型的企业有德州仪器、英特尔,从芯片的设计到封装一条龙。

有媒体评价,苹果公司的创始人乔布斯通过创新商业模式而改变了世界,张忠谋所创立的台积电,便是推动科技业加速进步的幕后推手。

台积电引以为傲的的客户经营理念

张忠谋曾说,台积电所学会的最重要的事就是:代工是服务导向的行业,因此,台积电把自己塑造成服务型公司。客户服务及合作是台积电的头等大事。

发表于《世界经理人》上的一篇文章指出,为了能和客户建立坚固的合作关系,从而使得自己与竞争对手产生区分、进而享受高价格,台积电专注于客户服务的以下几个方面:在满足客户交货期限的同时提供高质量的产品;让客户分享最先进的技术;拥有市场情报,以免被客户弄个措手不及;给予客户最大的产能灵活性;以及有效地树立客户与台积电做生意的信心。

为了提供优质服务,台积电进行正确的技术和产能投资,保持低产品周期,并为客户提供产能灵活性。即使花费很高的成本,该公司也努力为客户提供最大的灵活性。他们以以下方式定义灵活度:

· 允许客户所做订货量变更的程度。

· 客户根据自己的需要,变更晶片制造过程详单的灵活性。

· 客户变更发货日期的灵活性。

· 客户根据自己的需要,在生产要求中能作实时变更的程度。

· 在制造过程中保留或取消任务的灵活性。

本文作者郁伟,世界经理人原创,经授权使用文章的网页转载须注明“来源世界经理人(www.ceconline.com)”、图文作者信息以及本文链接http://m.ceconlinebbs.com/ARTICLE/8800105504。微信转载请联系官方微信(ID:CEC_GLOBALSOURCES)授权。未经授权,转载必究。

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