很多人可能知道IBM是全球最大的IT服务商,但鲜有人知,在半导体制造领域,IBM也曾是领跑者。
1988年,IBM搭建了全球第一条200mm晶圆生产线。随后在2002年,IBM又建成了全球最先进的300mm生产线。数据显示,2003年,IBM的晶圆代工业务凭借6.3%的市场份额曾挤进世界前三强,仅次于台积电和联电,IBM在半导体领域一时风光无两。然而, 时过境迁,美国担心的事情正在发生——IBM也开始在芯片生产环节寻求亚洲厂商代工,至此连同AMD和英特尔在内的美国三大芯片巨头都开始依赖亚洲芯片代工厂。
据外媒报道,当地时间8月17日, IBM发布了一款用于新型数据中心的处理器芯片——Power10 ,这款芯片由三星电子生产,采用7nm EUV(极紫外光刻)工艺,其性能将是上一代的3倍。据悉,Power系列是IBM面向企业级用户推出的高性能处理器芯片, 最早由IBM自己生产,然后交给格芯负责代工,后者是一家位于美国的半导体晶圆代工厂商,也是世界第三大晶圆代工厂,现在再交给三星电子。
开头提到,既然IBM拥有半导体制造部门, 曾在半导体制造领域占据一席之地,那么为何今天会依赖外部市场代工呢?IBM是如何走到这一步?
当初,IBM建立晶圆工厂的目的是为自家产品提供生产服务,帮市场代工不是主要考虑。但是, 由于英特尔的强势竞争,IBM的处理器产品在市场逐渐边缘化,导致IBM销售的处理器数量很难填补工厂的庞大产能 ,这意味着制造均摊的成本大幅增加。半导体制造是个需要时刻保持更新的行业, 生产工艺每数年升级一次,动辄耗资数十亿美元,如果没有大量出货,那么很难负担制造成本。
随着制造成本增加,IBM逐渐减少对半导体制造部门的投资。根据Gartner市调公司的调查数据显示, 2004年,IBM公司在半导体制造领域以10亿美元的资本支出位列全球第11位;到2010年,这一排名已跌出20名开外。
同时,研发和生产投资跟不上使IBM的生产工艺落后市场,产品竞争力不足。 2010年,POWER处理器第7代所用的生产工艺是45nm,同时期最先进的已跨入32nm工艺时代。 由于达不到经济规模效应,芯片制造部门成为IBM的"包袱"。 2013年,半导体制造部门占IBM营收为1.4%,但该部门每年亏损最多达到15亿美元。
IBM只能选择将该业务剥离出去,来改善IBM的盈利能力。 2014年10月,IBM宣布将旗下全球半导体制造业务出售给格芯,把业务重点放在核心的芯片设计和系统创新上。
除IBM外,AMD和英特尔也选择将高端芯片业务交由亚洲厂商代工。2018年8月,由于格芯制程工艺落后,其最大客户AMD宣布采用7nm制程工艺的处理器和芯片,全部交由台积电代工;2019年,英特尔将部分14nm订单外包给三星生产; 2020年7月,英特尔与台积电达成协议,从2021年采用台积电的6nm制程工艺量产处理器或显卡。这三大美国半导体供应商都有一个相同的特征——曾经或现在居于全球最大半导体芯片制造商队列。
在这样的背景下,美国越来越担心半导体制造业务过分依赖外部市场,可能存在风险 ,尤其是疫情冲击全球供应链,更加剧这种担忧。最近,美国就计划重振本土半导体行业,在6月提出相关法案斥资370亿美元(约合2600亿元人民币)用于扩大本土研究和制造业务。 那么,为什么美国会在半导体制造领域"式微"、对亚洲的代工厂越来越依赖呢?
美国是半导体芯片的发源地,在经历了成熟的发展阶段后, 美国芯片企业认为半导体制造业务投入成本高昂、技术开发周期快,于是考虑将重心放在芯片设计这个高附加值的环节。 1990年代,美国涌现了一批优秀的Fabless企业,即只负责芯片的电路设计与销售的企业。
随着后来经济全球化进程加快、国际分工理念广泛得到认同,美国一些IDM(集芯片设计、制造、封装和测试等多个环节于一身的运营模式)企业逐渐将芯片制造部门剥离出去, 转型成为Fabless企业,就如今天文章的主人公IBM类似,这推动了美国芯片制造业务大量向亚洲区域转移。
上文提到过,半导体制造部门具有很高的资金和技术壁垒,需要持续研发更优的生产工艺和投入巨资改良生产线,这种行业特点容易造成强者愈强的局面。 亚洲地区的半导体企业专注晶圆代工环节,并紧贴市场需求变化,这意味着它们的生产线迭代速度能够保持行业最快。 伴随着时间的推进,亚洲地区逐渐发展出最成熟的半导体制造业务,并涌现了一批高端代工企业,如台积电、联电、中芯国际等。
此消彼长,不进则退, 随着亚洲的先进制程工艺水平不断提高,美国芯片制造与之的差距也在拉大,而且趋势是越来越难跟上 ,如今美国在全球芯片制造的占比也大幅下降。 英国《金融时报》指出,目前全球仅有12%的芯片在美国制造。
不难看到,虽然美国还是全球半导体行业的霸主,但在芯片制造领域已然面临巨大的挑战,随时还可能被甩到更后,也因此当前美国正出台各种扶持本土芯片产业的政策,以试图扭转这种局面,而全球半导体芯片制造格局或有可能迎来新的变化。
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1、
1美元逼出来的华人“半导体教父”
1953年,一位麻省理工的年轻硕士同时拿到了福特 汽车 和希尼凡亚公司的offer,当时的福特 汽车 ,是全球 汽车 行业的霸主,不论是实力还是前景都不是后者能够比拟的,后者希尼凡亚公司,从事的是半导体产业,当时全球的半导体发展也不过几年,属于一个新兴行业,前途未知。
本来这个选择题很容易做,换做是谁都会选择去福特工作, 但是因为在谈薪资的时候,福特公司的薪资比希凡尼亚少了1美元,使得这位年轻硕士改变了注意,选择了薪资多1美元的希凡尼亚,进入到了半导体行业。
人生的际遇有时就是这样,因为年轻时的“短视”和“意气用事”,却造就了一代风云人物的崛起。 这位年轻硕士,便是后来的华人“半导体”教父,一手创建了全球最大的半导体制造商台积电的张忠谋。
这位1美元逼出来的“半导体教父”,或许在中国大陆地区,并不是那么知名,除了半导体相关行业的人士,知道并了解他的并不多。但是,在中国的香港、台湾地区,在美国,他就是“华人之光”,最成功的“华人企业家”的代名词。
他所创建的台积电有多厉害呢?业内流传着这么一句话足以说明:“全球高 科技 ,没有他就做不出来”。
我们都知道半导体、芯片这些高 科技 的产品,是许多顶尖产品的“心脏”和基础,经过了这两年的一些事件,我想中国人也对芯片这种东西的重要性有着切身体会了。
这里简单说一下全球芯片行业的模式,能够很好的说明台积电的厉害。
目前全球国际芯片厂商分为两大模式:
一种是IBM、英特尔这样的,通过自主研发出专利技术,然后授权给厂商们进行生产,拥有专利技术的赚大头,组装生产的赚小头。
还有一种是台积电模式,不管是专利技术还是组装生产,全部都自己来,而且全部都能做到世界顶尖水平,尤其是在代工市场份额上, 尽管一大堆代工企业崛起,依然无法撼动他的地位,至今仍然占有全球55%左右的份额,可谓“独孤求败”。
而这一切,都是张忠谋凭借着一己之力打下的江山,看到这里,你是不是对他开始有了敬佩之情呢?
2、
经过了“乱时代”,
我们要引领“大时代”
1931年,张忠谋出生在浙江宁波。父亲是县里的财政处长,家境颇为殷实,也为他创造了良好的教育环境。
可在那个战乱四起的年代,张忠谋还是免不了随着家国命运一起颠沛流离。 1932年张家迁居南京,1937年抗日战争爆发,一家人又匆匆南下广州,而不久后广州又遭到日军轰炸,辗转到了香港,可到了香港没几年,香港沦陷,一家人还是在q林d雨中日夜担忧,苟且偷生。
张忠谋至今还记得日军攻打香港时一个星期戒严,全城断水断粮的场景: “旅馆里的食物渐渐吃尽,后来吃的都是罐头,到最后罐头也吃尽了,幸而那时戒严已经结束了,等父母回到家中,财物已被歹徒抢劫……”
此后,一家人又南上重庆,一路要穿越战区,也是提心吊胆,九死一生。1945年日军投降,经历了短暂的狂喜之后,内战开打,国民党强制推出“货币改革”,其实就是用一文不值的“金圆券”换老百姓手里的黄金、美金,洗劫人民的财产供他们逃跑之用。
张忠谋在上海亲眼见到,由于对金圆券没有信心,民众把所有的钱都争抢着去买不动产保值,导致上海房价一天上涨数倍。 这就是一个政权末日时的疯狂。
江山鼎革之际,张家人再度搬到了香港,张忠谋也在当地的培英中学读书,毕业后留学美国,入读哈佛大学。
从乘飞机前往美国的那一刻起,张忠谋知道,自己经历了十几年的“乱时代”算是过去了。多年之后,当张忠谋深入了解到半导体行业的前景之后,他做出了一个判断: “这个世界由野心家引领的乱时代过去了,未来是和平的时代、拼经济的年代,而企业家就是引领这个大时代的人物”。
正是因为有着类似中国古代知识分子“登车揽辔,澄清天下”的情怀,1987年,56岁的张忠谋接受了“台湾工业技术研究院”的邀请担任院长,但他并不满足于在实验室里的工作,他想要创办一家中国人自己的芯片公司,于是开始了人生第一次创业。
在那个个人电脑鲜有人接触,智能手机更是没有出现的年代,从事半导体芯片行业想要做大市场,谈何容易?
在张忠谋的前面,还有IBM、英特尔这样的行业航母霸占了巨大的市场份额,他一个技术出身的人,不懂得资本运作,想要迎头赶上更是难上加难。 正是这样的现实,让许多人嘲笑这位56岁还要出来“折腾”的半导体老兵,有人劝他,在大企业里再干几年就退休了,领着高额的退休金,当个“院长”名利双收那日子不香吗?
要做事的人,总是会经历这些嘲笑和不解,如果他们也和普通人一样,安于现状,混吃等死,只想着把自己的小日子过好,那么奇迹要谁来创造呢?
3、
“老兵不死,只是凋零”
面对着重重困难,张忠谋秉承着一颗要引领大时代的心,一个一个的迎头解决。
首先,做芯片需要庞大的资金,张忠某没有,但是他想到了办法,台积电先提供芯片代工,让小规模的制造商专注于开发与半导体相关的知识产权,而无需先付出巨大的固定成本,大幅降低了半导体公司进入的门槛。
在台积电创办的第二年,迎来了第一位大客户——英特尔。 英特尔的创始人之一Andrew Grove亲自来到台湾参观,在看过张忠谋的产品之后,竟然给出了266个缺陷的意见。 台积电的工程师们夜以继日的优化工艺,最终通过了英特尔的认证,赢得了第一张大合同。
这次订单非常关键,不仅给台积电带来了利润,还因为有了英特尔的背书,台积电在业内的名气开始慢慢打响。
接下来的30多年,张忠谋带领着台积电一步一个脚印,不断攀上了新的高峰。
1997年,台积电在美国纽约证券交易所上市。
2002年,台积电成为第一家进入半导体产业前十名的晶圆代工公司。
2010年,台积电为全球四百多个客户提供服务,生产超过七千多种的芯片。同年全年营收为新台币4,195.4亿元,不断刷新纪录。
2017年3月20日, 台积电的市值首富超越了英特尔,成为全球市值最高的芯片公司。同年台积电净利润达到800亿元,是同年华为公司的两倍。
2019年,台积电在美国《财富》杂志评选为 "全球最大500家公司" 排行榜中,营收规模名列全球第363名,获利规模名列全球第39名。同年,2019年8月,在"全球顶尖100家公司" 排行榜中,公司市场价值名列第37名。
今年已经89岁的张忠谋,在2018年的时候宣告了从台积电退休,将公司业务全部交予后辈打理。但是,他的另一份事业又重新开始了,那就是写作。用张忠谋自己的话来形容退休状态,就是“老兵不死,只是凋零”。
少年时的张忠谋,曾经也是一位文学爱好者,有着一个作家梦。 但是父亲在看了他写的文章后,说了一句:“如果你选择当作家,恐怕要饿肚子了”。这句话点醒了张忠谋,他很认真的读了自己的文章后,也意识到和专业的作家水准还有很大的差距。于是放弃报考文科,选择了攻读商科。
“世事洞明皆学问,人情练达即文章”,年少不经事的张忠谋,写的都是“为赋新词强说愁”的东西, 如今经历了80余年的沧桑,不仅读了万卷书,行了万里路,还引领了一个时代的崛起,再加上退休后有着大把闲暇,他终于又拿起了笔,准备为自己写一部传记。
我相信,这一定是一部非常精彩的传记,有让我们更深入的了解张忠谋和他所经历的“乱时代”和“大时代”。
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