台積電何以成為華為「命門」

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繼 5 月 15 日美國商務部正式公布將對華為升級出口管制措施後,5 月 18 日,台灣企業台積電這家對於絕大多數國人來說略顯陌生的低調的晶片大佬突然上了微博熱搜。

原來,據權威日本媒體日本經濟新聞報導,台積電將停止接受華為未來晶片代工訂單。

日經新聞截圖

消息一出,國內科技媒體一片譁然,就算大家都清楚美國此次限制措施主要針對的就是台積電,但是誰都沒想到台積電的「斷供」竟然會來的這麼快。

雖然消息流出後,台積電迅速闢謠,直截了當回應稱該消息「純粹是市場傳言」,但緊跟著在下午,華為在沉寂了 3 天之後,正式發布針對美國升級管控措施後的官方回應:

本次規則修改影響的不僅僅是華為一家企業,更會給全球相關產業帶來嚴重的衝擊。

長期來看,晶片等產業全球合作的信任基礎將被破壞,產業內的衝突和損失將進一步加劇。

美國利用自己的技術優勢打壓他國企業,必將削弱他國企業對使用美國技術元素的信心,最後傷害的是美國自己的利益。

華為正在對此事件進行全面評估,預計我們的業務將不可避免地受到影響。

我們會盡最大努力尋找解決方案,也希望客戶和供應商與華為一起盡力消除此歧視性規則帶來的不利影響。

從台積電被傳出斷供華為,到華為發布官方聲明抨擊美國政府流氓行徑,時間不到幾個小時,足以見得台積電對於華為之重要。

台積電究竟何許人也?

台積電 logo

其實在很久以前我發布的一篇文章能扼住華為命運咽喉的台積電,是怎樣煉成的?中,我已經用標題直接點明了台積電與華為的關係。

一個完整晶片的誕生,主要涉及設計、製造、封裝、測試這幾個環節,國內公司在封裝測試領域發展比較成熟,在技術含量相對較高的設計環節也有華為海思、紫光展銳等能搞出 5G 晶片的行業頂尖公司。

但是,晶片製造環節一直是國內晶片產業發展的軟肋,是中國芯最被卡脖子的環節。

目前晶片的製造普遍採取代工模式,即晶片設計廠商將自己的設計方案交給代工廠來最終在晶圓上「雕刻」出成品晶片,而目前世界上工藝最先進、市場份額最大的代工廠,非台積電莫屬。

2019 年,台積電在全球晶片代工市場占據了一多半的份額,而緊跟其後的則是韓國財閥三星。

雖然三星手機近些年來日漸勢衰,但是三星強悍的地方在於其同時具備手機晶片的設計與製造能力,如果華為具備這樣的實力,今天可能也就沒台積電什麼事兒了。

全球晶片代工市場份額

當然,台積電不僅僅在份額上處於全球領先地位,其製造工藝也是世界第一,且與其他廠商差距明顯。

對於晶片來說一個重要的參數叫做製程,單位為 nm(納米),製程數字越小,晶片集成度越高、性能越強,目前台積電幾乎壟斷了全球 7nm 晶片市場,其 7nm 晶片代工收入,占其總收入比例第一。

台積電不同製程晶片收入占其總收入比例變化

對於台積電來說,不是說我求蘋果、華為、高通這些手機晶片公司來生產晶片,而是說我只有這些產能,我考慮下給你們怎麼分配。

目前,華為是台積電僅次於蘋果的第二大客戶,華為高端手機、伺服器的高端晶片,全部都交予台積電代工,而國內最大晶片代工廠中芯國際則僅具備承接華為中低端晶片製造業務的能力。

華為與台積電如今各自穩坐海峽兩岸高科技公司頭把交椅,可以說是水乳交融的依賴關係。

而巧合的是,華為與台積電竟然成立於相同的年份,1987 年。

在這一年,43 歲的任正非從國企離職,在深圳創立華為公司,華為成立初期以代理香港公司的電信交換機為主業,沒有任何的技術與研發能力。

任正非

同一年,比任正非大 12 歲已年過半百的張忠謀,從大名鼎鼎的美國半導體巨頭德州儀器副總裁的位置上辭職,來到台灣,創建了台灣積體電路製造股份有限公司,簡稱台積電。

張忠謀

與任正非不同的是,此時的張忠謀已經在半導體行業浸淫多年,有著深厚的經驗與人脈。

張忠謀創建台積電伊始,便看好了晶片代工這個方向。

彼時晶片行業流行設計製造由一家公司包圓的模式,而張忠謀認定未來晶片製造外包將成為趨勢。

在接下來的十幾年裡,信息化浪潮來襲,華為從一個不起眼的電信設備代理商,逐漸向電信設備製造商轉型,逐漸從國內農村市場發展到海外市場,並將 GSM 設備賣到了歐洲,要知道 GSM 標準制定時,中國還完全沒有參與移動通信標準制定的話語權。

而與此同時,台積電的晶片代工模式逐漸受到業界認可,越來越多的晶片設計廠商尤其是不具備製造能力的創業公司,將設計好的晶片交給台積電代工,台積電在晶片製造領域積累了大量經驗、同時招徠了行業最頂尖的人才。

一直到這時,華為與台積電雖然都已經在全球 ICT 領域小有名氣,但卻完全沒有業務往來,各自安好。

時間繼續來到 2000 年,中國移動通信市場開始出現蓬勃發展的苗頭。

敏感的華為在 2003 年成立終端公司,進軍手機市場,次年的 2004 年,華為成立海思半導體,正式將晶片設計業務獨立出來。

海思半導體 logo

但直到 2009 年,海思才推出第一款採用落後於同時代高端手機晶片性能的 110nm 製程的 2G 手機晶片 K3V1,這款晶片專注低端市場,被一些不出名(山寨)手機所使用,並沒有受到主流市場認可。

2012 年,海思推出 K3V1 的第二代產品,採用 40nm 製程的 K3V2,並用於自家高端旗艦終端 Mate1 和 P6 產品,這款晶片便由台積電代工。

從此開始,華為在高端手機晶片自研的道路上越走越遠,一直到今天 7nm 製程的 5G 晶片麒麟 990,華為全部高端手機晶片,在接近 10 年的時間裡,幾乎全部交由台積電代工。

海思 K3V2

海思為何非要將訂單交給台積電?主要原因在於,台積電在晶片製程提升的道路上,始終處於業界最前沿。

台積電通過設備更新、產線改進與工藝提升,每隔幾年就將晶片製造製程提升一代。

一方面晶片設計廠商在推著台積電前進,而另一方面台積電也在用自己先進的技術牽著晶片廠商推出能與競對匹敵的新產品,以至於最後將所有高端晶片設計廠商與自己牢牢綁定。

台積電製程占收入比逐年變化

台積電為何能做到如此之快的製程更迭速度?就像華為帶著濃重的任正非個人色彩一樣,台積電創始人張忠謀也讓台積電具備了狼性精神。

張忠謀的名言是:每個人都應設定目標,達到了,再設一個更高的目標,逼迫自我達到。

而在台積電攀登 10nm 製程高地時,張忠謀曾經啟動「夜鷹計劃」,要求研發人員實施 24 小時三班輪值不停休的方式投入先進位程開發工作。

台積電靠著自己技術與工藝的持續領先,牢牢把持了整個晶圓代工市場,沒有給競爭對手任何的喘息機會。

全球晶片代工廠商份額逐年變化

而由於台積電在 10nm 以後時代不但製程領先競對一代,而且工藝更為先進,導致各大晶片設計廠商越來越依賴台積電代工,高通、蘋果、華為、聯發科等幾大 5G 手機晶片設計廠商,無不將自己 7nm 製程以及下一代 5nm 製程手機晶片訂單交予台積電代工。

以至於到了今天高端手機晶片廠商離開台積電就無法製造晶片,雖然名義上是台積電的甲方,卻面臨只能在台積電面前「卑躬屈膝」的局面。

為什麼晶片代工領域台積電不可替代?因為整個晶片製造環節,涉及幾千道工藝流程、需採用上萬種材料、要用到氧化爐、沉積設備、光刻機、刻蝕設備、離子注入機、清洗機、化學研磨等多種關鍵高端設備。

台積電在晶片製造這個全球製造業最尖端複雜的生產流程中,已經牢牢築起自己與競爭對手間的壁壘。

而這次面臨「台積電斷供」風波的華為,不單單要依靠台積電代工手機晶片,其基站、IT 伺服器、AI 晶片等 2C、2B 產品晶片,全部需要台積電代工完成,台積電對華為有多重要,可見一斑。

華為採用台積電代工的晶片

華為幾乎已經沒有退路,而台積電也進退維谷,在這樣的局面下,華為與台積電的選擇,或許將真正影響全球晶片產業走向。


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