連美國脖子都能卡的臺積電，到底是怎樣煉成的？

上週，佩洛西的行程牽動了無數人的神經。

現在我們或許知道了她此行的目的之一。

配合美國眾議院新通過的《 晶片與科學 》法案來拉扯臺積電。

昨天，拜登簽署正式通過了這道法案，結果晶片業股價今天一路跌。。。

來源：每日財經新聞 ▼

不過差評君今天想聊聊這件事裡的另外一個主角，臺積電。

說實話，自打華為被制裁以來，臺積電這家代工廠可以說是從臺前走到幕後，頻頻出現在我們普羅大眾的視野裡。

這幾年凡是設計晶片製造的訊息，多多少少都和它有關。

平時穩坐釣魚臺的美國都為此親自下場過好幾回，比如希望臺積電快點去美國的亞利桑那州建廠，別成天渾水摸魚打哈哈。

其實道理咱們也懂，儘管美國在 晶片設計領域 ，佔據了全球市場份額的 70%。

但是美國本土的 晶片製造水平 這幾年可謂是一落千丈，從 1990 年的 37%，一口氣跌到了 2020 年的 12%。

光是臺積電一家的晶片代工營收，在 2022 年的 Q1 季度就佔到了全球市場的 53%，屬實是晶圓代工行業的 半壁江山 了。

換句話說，如果沒有臺積電的代工，美國的晶片行業就兩眼一黑，什麼蘋果， AMD。。。

設計出來的晶片，都只是能設計出來的空氣而已。

所以。。。這家在晶片製造上，能同時卡住華為和美國的臺灣公司，到底是怎麼做到如今這個規模的？

在這三十多年裡，又發生哪那些風風雨雨？

要回答這個問題，我們得先明白為什麼晶片行業，會在中國臺灣生根發芽？

撥開時間，往回 40 年，日本，輸掉了一場 半導體戰爭。

如今我們耳熟能詳的 Intel， AMD，在那之前，都曾是日本的手下敗將，被打的丟盔棄甲。

intel 瀕臨破產，被迫裁掉數千名員工，最後無奈轉型，退出當時主流的 DRAM 市場。

半導體行業的 “ 祖師爺 ” 快捷半導體還差點被日本富士通給收購掉。

當年的美國比現在還慌，絞盡腦汁想出了一個 “  日本半導體行業太發達會影響我們的國家安全 ” 的理由。

把自己的盟友日本亂拳打了一頓。

你說這理由。。。怎麼感覺聽起來這麼耳熟呢。

從通過立法認定日本半導體行業傾銷，到推動設立全球化分工的半導體行業來瓜分日本市場。

美國這頓操作下來，日本的半導體行業不能立馬說一落千丈吧，但至少起飛的後勁算是給按住了。

《爾必達到底是什麼》 ▼

但日本被錘了，晶片也不能沒人造吧。

畢竟那個年代的晶片製造業還可還沒有如今那麼無人化，除了最新最酷的裝置以外，勞動力也是必不可少的一環。

而美國的人工費有多貴。。。大家心裡都有數。

所以對美國來說，他們需要成熟，高精的晶片產品。

還需要便宜的人工力量。

於是在打掉日本 “ 閉門造車 ” 的半導體生產環境之後，美國需要劃分新的半導體供應鏈。

自己牢牢把握附加值最高的晶片設計。

而附加值相對較低的生產方面，則是打散後交給日本，韓國，中國臺灣等亞洲國家和地區來分。

這樣分散開來，就算任意一個 “ 小弟 ” 獲得了技術突破，也別想和之前的日本一樣有全產業鏈，能對美國的 “  國家安全 ” 產生威脅。

而臺積電，就是在這個環境下成長起來的。

在三國有一句話，“ 生子當如孫仲謀 ”。

在臺灣，大家更喜歡這樣說 —— “ 生子當如張忠謀 ”。 

張忠謀，就是臺積電能 “ 做起來 ” 的關鍵人物之一。

1931 年 7 月，張忠謀出生在浙江寧波，幼年因為戰亂輾轉過南京，廣州，香港等地。

看著好像是平平無奇。

但是當他成年後，先是跑去哈佛讀大學，然後讀到一半，跑到隔壁麻省理工讀了碩士。

在工作了一段時間後，還去斯坦福讀了博士。

直接刷齊了三大名校的成就。。。

不過這也不是張忠謀想折騰。

當時他考麻省理工的博士失敗了兩次，按當年的規定沒法繼續申請博士了，只能先就業為好。

當然，MIT 的碩士也不會愁著找工作，畢業後的張忠謀很順利的收到了福特汽車和一家叫 Sylva-nia 的半導體公司的 offer。

福特自然是優先選擇，畢竟是個汽車行業的老牌大公司， 而且他 在學校裡學的專業也和半導體沒啥關係，這 看起來怎麼這也得是個金飯碗。

但是， 福特開出來的工資比 Sylva-nia 少了一美元。

當時張忠謀就覺得，薪資這件事，是不是可以和福特再爭取一下，畢竟就差了一美元。

結果到了和福特 HR 溝通的時候，他發現事情沒有自己想象的這麼簡單。。。

福特不想多給這個 1 美元。

就這樣陰差陽錯的，張忠謀被福特的 HR 氣的不輕，最後還是去了 Sylva-nia，投身於半導體行業。

誰也沒想到當年福特沒給的這一美元，在幾十年後撬動了數百億美元的半導體市場。

當然，剛畢業的張忠謀距離這個數字還有些距離。

在半導體行業摸爬滾打數年之後，他於 1958 年入職德州儀器，成為該公司的第一個中國員工，在工作一段時候後還抽空去斯坦福讀了個博。

從 1972 年起他就開始擔任德州儀器的副總裁，最後一路幹成三把手。

年過半百，家庭和睦，事業。。。順利？

本以為這是個安享天年的時刻，但此時德州儀器卻準備向 消費電子領域轉型 。

而張忠謀則更加看重 半導體行業 未來的發展。

張忠謀自述  ▼

最後的結果，是兩者矛盾漸生，最終在 1983 年，張忠謀離開了他呆了 25 年的 IT。

先是去了通用儀器，然後很快離開去了臺灣。

而此時正好是 1986 年，隨著《 美日半導體協議 》簽訂，日本半導體行業遭到影響。

張忠謀的到來對臺灣半導體來說可以是 最合適的時刻。

1987 年，在臺灣工研院的幫助和荷蘭飛利浦的投資下，張忠謀擔任臺積電董事長兼 CEO。

在那個年代，半導體巨頭沒有如今的 IDM （ 全部自己做 ） Fabless （ 不負責製造，只負責設計 ） 和 Foundry （ 不設計，只負責製造 ） 之分，絕大部分半導體公司都是兼任 晶片設計 和 晶片製造 兩個維度的，全部自己包辦。

出於保護商業機密原因，自己設計的晶片要自己造。

剛剛成立的臺積電和全球所有的半導體公司都不一樣。

它只負責晶圓代工生產，而不去做晶元設計。

也就是如今 Foundry 的原型。

張忠謀自述  ▼

集中一點，才能後來居上。

站在如今的角度回看，不得不佩服當年張忠謀的眼光毒辣。

這樣選擇一方面是 降低了晶片設計廠商之間的內耗。

過去大家為了保密自家做出來的晶片方案，都得藏著掖著不給別人設計，只能自建產線生產。

但現在不一樣了，臺積電只是一個 "  與世無爭 "  的晶圓代工廠，不涉及晶片設計，大家都可以把最新的晶片設計交給我代工，不用擔心洩密。

另一方面則是 降低了晶片設計的准入門檻。

後續入場的新玩家，不用花重金用於研究晶片製造， 只要能設計就行，製造方面的問題都可以交給臺積電。

再加上張忠謀的私人交情，拉來了剛上任英特爾 CEO 的安迪 · 格魯夫來做工藝改良，提升了 200 多道工藝工序。

在張忠謀所帶來的方向，精進的工藝指導下。

很快，臺積電在 1990 年的 營收 就超過了 10 億美元，到了 1997 年更是實現了 5.35 億美元的 盈利 。

這家新成立的公司雖然遍歷風雨，但至少是活了下來。

如果說臺積電能 “ 活下來 ”，要多虧了張忠謀一把屎一把尿地拉扯大。

那讓它 “ 活的壯 ”，活的和其它代工廠不一樣的原因，就離不開它 技術上的獨特性 。

畢竟人情拉來的訂單只是一時的。

臺積電能在正確的時間，做出合適的技術。

而合適的技術，又能找到最適合的客戶。

2001 年，臺積電率先研發出 0.13 微米的銅介質技術，通過用銅替代鋁，獲得了更高的晶片效能。

而在臺積電釋出的時候，友商們還在和 IBM 聯手研發如何用銅來做介質的過程中。

藉助這次 0.13 微米工藝的勝仗，臺積電直接拿到了 55 億新臺幣的訂單，成功超過了老對手聯電。

在這一戰之後，臺積電可以說是徹底站住了腳跟，通過銅製程技術奠定了行業領先的地位。

這樣的戰役，在臺積電數十年的歷史中，還不只發生過一次。

2003 年，臺積電和 ASML 聯手，一起研製出了 “  浸潤式光刻 ” 技術。在當年給摩爾定律續命。

在這之前，行業內採用的都是乾式光刻機，通過波長為 193nm 的光線來對晶片進行光刻。

為了提高製程，按道理來說下一步該用 157nm 波長的光線，但偏偏這個波長的光線特別特別有問題。。。容易 被氧氣給吸收，導致光刻效果不如預期。

當年的光刻機巨頭可不是 ASML ，而是尼康和佳能這些日本 “  遺老 ”。 

以這兩家為首的公司花費巨資在研究 157nm 的乾式光刻機上，準備在前代的基礎上再優化優化。

另一批以英特爾為首的公司則是準備激進的押注極紫外光，直接把 157nm 給一步快進到幾十納米。

也就是我們現在熟悉的 EUV 光刻機上。

英特爾這個想法，在近 20 年後實現了 ▼

但臺積電此時則是出了個鬼才林本堅，他和 ASML 一起， 選擇用水來替代空氣做介質 。。。

水會影響光的波長，而 193nm 波長的光通過水的折射， 正好變成了 132nm，直接跳過了最麻煩的 157nm。

以大大領先友商的進度，臺積電和 ASML 很快就釋出了最新的光刻機。良率，產量都高於預期。

在那之後，所有研究的晶圓廠商都開始選擇 ASML 的浸潤式光刻機。

而尼康和佳能死磕 157nm 卻一直沒有得到突破。

等尼康和佳能總算反應過來的時候，已經落後臺積電兩三年內的技術了。

一步錯，步步錯。

前瞻產業研究院整理  ▼

日本的半導體行業可能是被美國殺死的，但把它埋葬的 “ 人 ” 裡一定有臺積電。

而也正是這些交情，讓臺積電在未來數年裡一直和 ASML 保持著深度的合作友誼。

ASML 也從岌岌無名的小廠一躍而起，掀起了全球半導體行業風雲。

通過這次機會，臺積電牢牢地把握住了晶圓研發的最重要武器之一 —— 光刻機。

2009 年，受到金融危機的影響，臺積電有過短暫的低潮期，元老張忠謀再度出山。

78 歲的他眼光狠辣不減當年， 選擇押注未來手機市場的潛力 ，集中公司的力量開始研究 28nm 工藝。

箇中曲折不自多說，但是最終的結局和數年前的 0.13 微米一樣，臺積電再次在這個領域大獲全勝。

臺積電選擇的後閘級方案成功超過三星的方案，在 2011 年 10 月宣佈成功量產 28 nm 製程。

而且，得益於 蘋果和三星在手機市場的競爭關係 。。。

蘋果三星抄襲門  ▼

蘋果急需新的手機晶片代工廠，於是 也找到臺積電搭上了關係。

在 2014 年臺積電開始插手三星的領域，開始代工蘋果的 A8 晶片，A9 和三星共分蘋果訂單。。。

再往後的時間裡，臺積電和蘋果是 越走越近 ，A10，A12，到我們最近耳熟能詳的A15，M1，M2，都是交給臺積電代工。

講到這裡，故事中的臺積電，已經和我們印象中的那個臺積電越來越接近了。

其實這兩年，大家對臺積電的印象可能還是來自美國對華為的制裁。

麒麟 9000 成為絕唱，華為直接被掐了脖子。

但其實被臺積電恰了脖子的，又何止一個華為。

就連美國自己，在制裁天，制裁地之後回過神來， 現在能依靠的先進製程廠，只有一個臺積電了。

三星 3nm 5nm 良率廢拉不堪，英特爾工藝還行，但是它自己相容晶片製造和設計，又容易和其它廠家形成競爭關係。

於是才有了美國三番五次的 “ 騷擾 ” 臺積電，希望它早點在美國建個廠，想要把產量給 “ 轉移回去 ”，把這個卡在自己脖子上的手給挪開。

前段時間眾議院通過《 晶片與科學法案 》，佩洛西冒天下之大不諱跑臺灣，都是為了這件事。

這個在技術上領先世界的公司， 再次遇到了來自技術之外的剝削了 。

就是不知道這一次，臺積電將準備如何應對。

撰文： 小陳   編輯： 面線      美編： 煥妍

圖片、資料來源 ：

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