芯片浪潮

8，尽管美国无线电公司的要价相对其他美国公司来说不算高，可仍需要台湾当局投入1000万美元的资金。为什么要投这么多钱来购买技术而不是自主研发？这就关系到潘文渊反复提到的“时间”问题。因为半导体行业受摩尔定律推动，发展速度实在太快，低起点的企业如果想借助较长时间的自主研发来成长，大概率是无法跟上行业步调的。相反，一旦成功在行业中抢占到领先的位置，就将获得惊人的回报，进而将跟随者远远甩在身后。所以，市场的后来者要进入半导体产业，需要通过购买最先进的技术来抢跑。由于对台湾地区半导体产业发展所起到的重要推动作用，潘文渊后来被尊为台湾地区“集成电路之父”。 101，在中芯国际宣布其第一个单月达到盈亏平衡后，张忠谋在台积电内部的一次会议上说了一句话：“张汝京起来了。”张汝京和张忠谋一样，获得了德州仪器管理方法的真谛。张汝京曾经用三点总结德州仪器的成功之道，那就是“训练与纪律”“研发与专注”和“关怀与慈善”，这明显也是台积电的企业文化。中芯国际集美国的管理模式与中国的成本优势于一身，张忠谋深信中芯国际将比联华电子更具竞争威胁。自中芯国际成立以来，台积电“防堵”中芯国际的各种策略都是“最高规格”的。例如，有不少客户就曾接获台积电“明示”——转单到哪里都可以，就是不准转到中芯国际。 有意思的是，张汝京在襁褓中随父母来到台湾，在台湾长大成人，可以说其前半生几乎与大陆无缘，却一心要去大陆发展。张忠谋在大陆成长，其前半生基本与台湾没有关系，后半生却很少踏足大陆，一心扎根台湾。不同的时代记忆或许可以解释两个人选择的不同。年轻时的事件，在张忠谋的记忆里，最主要的就是不断地逃难，张忠谋在写自传回忆往事时，经常不由自主地流下泪来。而大陆给予张汝京的人生记忆却是技术报国。

101，而大陆给予张汝京的人生记忆却是技术报国。在抗日战争期间，他的父亲张锡纶炼钢，母亲刘佩金研究火药，两人都在重庆的兵工厂工作，一心想着为前线源源不断地输送弹药。而张忠谋的父亲张蔚观离开大陆后，最不能忘怀的，是那幢他用平生所有积蓄在上海买下的大房子。在儿子读大学的时候，他送给儿子的是几张 IBM 的股票。而张锡纶最常问儿子的问题却是：你什么时候能到大陆建厂？

177，随着芯片工艺向纳米时代挺进，半导体行业开始屡屡传出摩尔定律即将走向终结的说法。晶体管的尺寸越做越小，各种技术瓶颈问题相继出现。在浸没式光刻突破波长极限、3D晶体管解决漏电问题后，下一个需要攻克的重大技术难关就是 EUV 光刻。 在电磁波谱中， EUV 光是紫外区能量最高的部分。它的波长范围为10纳米到100纳米，介于 X 射线（<10纳米）和深紫外线（100纳米～200纳米）之间。地球上不存在天然的 EUV 光源，太阳产生的 EUV 光无法通过大气和臭氧层到达地球。要用人工的方法制造强大而稳定的 EUV 光非常艰难。

194，如今，随着芯片先进工艺逐渐逼近物理极限，“如何把芯片造得更小”在向“如何把芯片封得更小”转变。同构集成的先进工艺已经难以为继、异构集成的先进封装才刚刚起步，先进封装可以替代先进工艺来持续提升芯片功能密度，未来摩尔定律将越来越依赖先进封装来延续。超威的 ROME 处理器用9个裸片集成了400亿个晶体管，这样的晶体管密度在单块 SoC 芯片中是很难做到的。英特尔找台积电代工的最新款 GPU 甚至用5个不同工艺节点的47个裸片集成了1000亿个晶体管。芯粒其实并不是一个新技术，只是在芯片市场的先进工艺节点越来越贵、竞争越来越激烈的今天，又重新派上了用场。随着芯粒的优势逐渐显露，它正被各种高度集成的先进半导体器件采用。超威、华为、英伟达都在与台积电联手进行芯粒架构处理器的研发及量产。随着越来越多的公司加入芯粒技术的开发阵营，芯粒技术的成本不断下降，其市场也在快速发展。依据市场研究机构 Omdia 的报告，2018年芯粒市场规模为6亿美元，预计2024年会达到58亿美元，2035年则将超过570亿美元。

194，相对来说，芯粒技术对芯片先进工艺的要求没那么高。因此，先进封装对中国大陆芯片制造企业的意义尤为重大。在美国的技术封锁下，中国大陆拿不到最先进的 EUV 光刻机，就做不出5纳米及以下最先进工艺的芯片。但中国大陆的芯片制造企业可以在先进封装上多下功夫，尽量提升集成芯片的整体性能，以弥补单个芯片性能不足的短板，这有助于中国大陆突破美国的技术封锁。蒋尚义认为：“研发先进封装和电路板技术才是后摩尔时代的趋势，最终合成集成芯片，可以使芯片之间连接的紧密度和整体系统性能类似于单一芯片。”正是因为看好芯粒技术的发展前景，蒋尚义后来在中国大陆力推以芯粒为主的先进封装技术。

225，讽刺的是，英特尔当年通过开放战略——“英特尔 CPU ＋微软 Windows 操作系统＋电脑厂商组装”的分工合作模式打败了 IBM ，夺得个人电脑和服务器的处理器市场。如今，另外两组更开放的分工合作模式——“超威的处理器设计＋台积电晶圆代工”和“ARM 架构＋各无晶圆厂的处理器设计＋台积电晶圆代工”，正大举入侵英特尔电脑和服务器的 CPU 市场。电脑和服务器的 CPU 业务给英特尔贡献了绝大部分的营收和利润， IDM 行业最坚固的堡垒看似前景不妙。 不仅仅是在电脑和服务器领域，英特尔几乎在包括移动 CPU 、 GPU 、 FPGA 、基带芯片等所有领域都遇到了麻烦。事实上，在台积电7纳米芯片的首批30个客户中，有一半都在做高效能运算芯片，而它们或多或少地都在同英特尔竞争。英特尔面对的竞争对手是一个由知识产权公司、无晶圆厂和专业晶圆代工厂组成的庞大生态系统，英特尔再强大也不可能以一个公司的力量与一个生态系统抗衡。英特尔可以与其中任何一家企业竞争，却无法同时与所有企业竞争。英特尔的研发投入远远超过台积电等半导体企业，但不可能比得过这些无晶圆厂与台积电的研发投入的总和。英特尔的所有重量级竞争对手几乎都依赖台积电的晶圆代工服务。作为这个生态系统的最重要的支撑者，台积电的市值于2017年3月17日冲到1681亿美元，比英特尔高出20亿美元。这是台积电首次超过英特尔，成为全球市值第一的半导体企业。这绝对不是30年前给台积电做代工认证、给了台积电重要支持的英特尔所能预料得到的。 230，当被美国电视台的新闻主持人问到"英特尔的技术为什么会落后"的时候，刘德音老老实实地回答："我们也很惊讶。"英特尔当然也不会说原因，于是江湖中流传着各种各样的说法。不少人都认为英特尔给自己定的目标太过激进。逻辑芯片进入3D晶体管时代，芯片制造难度加大，摩尔定律放缓已成定局，英特尔最核心的工艺部门（ Technology Manufacturing Group , TMG ）却仍然痴迷于按原来的速度提升晶体管密度，用上多种新技术和新材料，结果都没办法把成品率提升上去。而 CPU 设计部门敢怒不敢言，只能拼命想办法解决 TMG 提出来的要求，进度一再放慢，“ Tick - Tock ”变成了”“Tick - Tock - Tock - Tock - Tock ”，以至于现在已经没人再提"“Tick - Tock ”，只知道 TikTok （抖音国际版）了。欧德宁曾经表示“英特尔的文化不受 CEO 的左右”，这似乎可以解读为即便是 CEO 也拿 TMG 没有办法。

250，中国已将半导体产业提升到国家战略的高度。一个绝非偶然的现象是，在二战后成功跻身发达经济体的五个亚洲国家或地区中，除了中国香港，另外四个（韩国、中国台湾、以色列和新加坡）至今仍然是全球半导体产业"重镇"。可以这么说，在半导体产业中占有一席之地，竟成为亚洲新兴经济体进入经济发达阶段的入场券。亚洲四小虎之所以迟迟没有跃入经济发达国家（地区）之列，与它们在半导体产业上少有作为有很大的关系，它们当中仅马来西亚有较为发达的芯片封测产业。现在，轮到中国大陆脱颖而出了。中国大陆的人均 GDP 于2019年首次站上1万美元的台阶。中国能否再进一步，步入发达国家行列，实现中华民族的伟大复兴，与半导体产业带动中国经济转型和技术升级的成败有着很大的关系。半导体产业是中国必争的科技高地。

251，我们还应该看到，虽然这几年中国大陆芯片制造业发展迅速，但整体上仍然相当落后。芯片制造离不开光刻机，阿斯麦在高端光刻机市场占据垄断地位，所以阿斯麦的销售数据最能客观反映一个区域的芯片制造业的发展状况。2021年，中国大陆市场仅占阿斯麦营收的16%（其中约三分之一为外企和我国台企采购），远远低于中国台湾的44%和韩国的35%。虽然美国的采购份额已经连续3年下跌，但从台积电、三星电子和英特尔都规划在美国大规模建厂来看，未来几年美国有望成为阿斯麦最大的市场之一。对最高端的 EUV 光刻机，未来几年，台积电和三星电子每年各需要约60台和20台，中国大陆半导体企业则尚无需求。中国芯片制造业的发展仍然任重而道远。 制裁华为对美国自身的伤害很可能会更大。中国是全球最大的芯片买家，为了规避供应链风险，在有选择的情况下，中国企业会优先考虑采购非美系的半导体相关产品。美国商会的一项研究发现，与中国脱钩将导致美国芯片公司的全球市场份额下降8%~18%，这会导致研发和资本支出大幅削减，并损失多达12万个工作岗位，最终削弱美国在半导体行业的全球领导地位。最大的获益者或许是中国台湾。中国台湾是全球第二大芯片设计地和第一大芯片制造地，中国大陆的许多芯片订单将从美国转向中国台湾，这给中国台湾晶圆厂的经营业绩和二级资本市场带来了很大的利好。美国政府试图将全球半导体产业“去中国化”，结果却很可能是“去美国化”。