在“全民瘋芯片”的當(dāng)下,試想把1,200 萬片 12 寸晶圓一字排開來,會(huì)是何等壯觀景象? 可以從北京一直排到西藏拉薩,綿延 3,600 公里的長度,這正是全球晶圓代工龍頭,同時(shí)也是全球最大邏輯產(chǎn)能供應(yīng)商臺(tái)積電一整年所生產(chǎn)的芯片數(shù)量(以 2018 年約當(dāng) 12 寸芯片計(jì)算)。
臺(tái)積電在上海舉行技術(shù)論壇多年,2019 年是首次開放媒體參加,雖然近期因華為事件,讓臺(tái)積電在行業(yè)內(nèi)匯聚高度關(guān)注,但公司并未因此改變與媒體會(huì)面的行程,同時(shí),臺(tái)積電也在論壇現(xiàn)場(chǎng)為華為和海思開辟了ㄧ條專門的注冊(cè)通道,以示重視,發(fā)言人孫又文表示,臺(tái)積電一直都是專心深耕技術(shù)的公司,未來希望能讓大家多了解公司的商業(yè)模式和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
三星不斷挑釁,臺(tái)積電 7 nm 用實(shí)力證明第一
日前,英特爾因?yàn)樽陨懋a(chǎn)能吃緊等因素,已經(jīng)放棄晶圓代工業(yè)務(wù),專注擅長的處理器芯片。相較于英特爾這幾年發(fā)展 10 nm 技術(shù)的跌跌撞撞,臺(tái)積電在技術(shù)軌道的推動(dòng)上往 10 nm、 7 nm 、5 nm 一路急進(jìn),顯得是如魚得水。
然而,臺(tái)積電創(chuàng)辦人張忠謀曾說過,“永遠(yuǎn)不要小看英特爾”,可以深深感受出臺(tái)積電在技術(shù)發(fā)展上雖然已經(jīng)追上英特爾的腳步,但對(duì)于這位“老前輩”的尊敬之意是未減絲毫。
臺(tái)積電在全球半導(dǎo)體領(lǐng)域的成就已是登峰造極,但仍有一家就地理位置而言,其實(shí)不遠(yuǎn)的競(jìng)爭(zhēng)敵手,隔三差五地“挑釁”臺(tái)積電,它也曾是張忠謀口中可敬的對(duì)手,這家一直向臺(tái)積電“下戰(zhàn)帖”的公司,就是韓國的三星。
在 2019 年技術(shù)論壇中,臺(tái)積電總裁魏哲家宣布,臺(tái)積電是全球第一家量產(chǎn) 7 nm 工藝技術(shù)的半導(dǎo)體廠,下一世代的 5 nm 工藝更已經(jīng)進(jìn)入試產(chǎn)階段,預(yù)計(jì) 2020 年正式量產(chǎn)。
緊接著上場(chǎng)的業(yè)務(wù)開發(fā)副總張曉強(qiáng)更是再次強(qiáng)調(diào),臺(tái)積電的 7 nm 工藝是第二年進(jìn)入量產(chǎn),且是全球唯一進(jìn)入 7 nm 量產(chǎn)的半導(dǎo)體廠,客戶數(shù)量一直在增加,在臺(tái)積電的歷史上是非常成功的工藝技術(shù)。
輪番上場(chǎng)的強(qiáng)調(diào) 7 nm 全球領(lǐng)先,就是因?yàn)槿窃趦赡昵熬鸵恢碧?hào)稱自己將會(huì)是“第一家”量產(chǎn) 7 nm 的半導(dǎo)體廠,但后來三星連自家的處理器 Exynos 9820 都沒有用 7 nm 來生產(chǎn),之后更一直喊話大打 6 nm 、 5 nm 、 3 nm 營銷宣傳戰(zhàn),對(duì)比之下,默默深耕技術(shù)但不多言的臺(tái)積電,有點(diǎn)吃悶虧,因此趁著技術(shù)論壇的自家場(chǎng)子,一定要好好強(qiáng)調(diào)這場(chǎng)“光榮之役”。
32 歲的臺(tái)積電, 3 大戰(zhàn)役成就龍頭地位
近 5 年來,臺(tái)積電每年狂砸 100 億美元,一路踩油門不回頭地瘋狂投資,不但成為全球第一個(gè)量產(chǎn) 7 nm 技術(shù)的半導(dǎo)體廠, 2020 年更將成為全球第一個(gè)量產(chǎn) 5 nm 技術(shù)的大廠,奠定其歷史地位。
臺(tái)積電究竟是如何站上今日全球半導(dǎo)體巨擘的龍頭地位?有三大關(guān)鍵戰(zhàn)役,在 32 年發(fā)展的歷史軌跡中,筑起今日的半導(dǎo)體帝國風(fēng)貌。
這三大戰(zhàn)役分別為:0.13 微米工藝分水嶺、史上最賺錢的 28 nm 工藝傳奇、全球首家量產(chǎn) 7 nm 技術(shù)讓英特爾也折服。
臺(tái)積電創(chuàng)立于 1987 年,那是一個(gè) IDM 廠(設(shè)計(jì)加上制造)橫著走的年代,當(dāng)時(shí)的大廠有英特爾、德州儀器、摩托羅拉等,行業(yè)內(nèi)都認(rèn)為:唯有擁有晶圓廠才稱得上是真男人!
但張忠謀創(chuàng)立純晶圓代工模式后,扶植高通、博通等大型 IC 設(shè)計(jì)公司大放光芒,打破 IDM 神話,開啟臺(tái)積電作為領(lǐng)頭羊的專業(yè)晶圓代工的時(shí)代。
2000 年左右,是臺(tái)積電很關(guān)鍵的一個(gè)時(shí)期,當(dāng)時(shí)公司仍處于青少年時(shí)期,自然無法與今日巨擘地位相比,但其長大成人的過程中, 12 寸 0.13 微米戰(zhàn)役很關(guān)鍵。
那時(shí)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正處于 8 寸轉(zhuǎn) 12 寸晶圓時(shí)期,但 12 寸廠的投資成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 1995 年由 6 寸轉(zhuǎn) 8 寸廠,很多 IDM 廠認(rèn)為無力負(fù)擔(dān) 12 寸廠建置成本,因此裹足不前,而臺(tái)積電逆勢(shì)而為,大力投入 12 寸廠建置,奠定成功第一步。
更為關(guān)鍵的是, 12 寸第一個(gè)制程技術(shù)是 0.13 微米銅制程工藝技術(shù),相較于當(dāng)時(shí)最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手聯(lián)電采用授權(quán)自 IBM 的技術(shù),臺(tái)積電自己開發(fā) 0.13 微米銅制程成功,是拉開與聯(lián)電之間距離的關(guān)鍵一役,當(dāng)時(shí) Nvidia 創(chuàng)辦人黃仁勛都說“ 0.13 微米世代改造了臺(tái)積電!”
第二大關(guān)鍵戰(zhàn)役是“史上最瘋狂賺錢”的 28 nm 納米工藝,把包括三星在內(nèi)的所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在后面,而這個(gè)過程隱含一段秘密。
當(dāng)時(shí)的 28 nm HKMG 工藝技術(shù)分為兩派,分別為 gate-first 和 gate-last ,除了臺(tái)積電以外的半導(dǎo)體廠都是跟隨 IBM 架構(gòu)采用 gate-first 技術(shù),只有臺(tái)積電是采用 gate - last 技術(shù)。
其實(shí),臺(tái)積電最開始也是采用 gate-first 技術(shù),但研發(fā)過程中很快發(fā)現(xiàn)有無法克服的障礙,因此內(nèi)部動(dòng)作很快,立刻轉(zhuǎn)換成 gate-last 技術(shù),經(jīng)過確認(rèn)后,更將 28 nm gate-last 技術(shù)定義為最終的量產(chǎn)技術(shù),但這個(gè)決議過程公司非常低調(diào),幾乎是秘而不宣。
等到臺(tái)積電對(duì)外發(fā)布 28 nm 工藝是采用 gate-last 技術(shù),與所有的半導(dǎo)體廠不一樣時(shí),在某次的投資人說明會(huì)議上,臺(tái)積電研發(fā)大將蔣尚義(業(yè)界人稱蔣爸)面對(duì)外資法人質(zhì)疑,究竟是 gate-first 技術(shù)可行?還是 gate-last 技術(shù)才能量產(chǎn)?蔣爸以一貫笑咪咪的態(tài)度緩緩地說:現(xiàn)在不跟你們爭(zhēng)這個(gè),大家就看業(yè)界下一個(gè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)究竟是會(huì)用 gate-first ,還是 gate-last ,就會(huì)知道答案。
這個(gè)故事的結(jié)局,當(dāng)然是讓所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都懊悔不已,等到大家都發(fā)現(xiàn) gate-first 技術(shù)其實(shí)有問題,要效法臺(tái)積電轉(zhuǎn)到 gate-last 技術(shù)時(shí),一切都已經(jīng)晚了,因?yàn)檫@個(gè)產(chǎn)業(yè)只要你領(lǐng)先別人一年推出,幾乎就把最大的獲利都先收到口袋中。
這一場(chǎng) 28 nm 工藝讓臺(tái)積電大賺了 7~8 年,成為史上最賺錢的工藝技術(shù),更是半導(dǎo)體史上的一頁傳奇,一直到臺(tái)積電前幾年說服客戶轉(zhuǎn)到 16 nm 工藝后,才讓 28 nm 產(chǎn)能空出來。
如果說當(dāng)年的 0.13 微米工藝改造了臺(tái)積電,那 28 nm 工藝技術(shù)就是讓臺(tái)積電穩(wěn)穩(wěn)躋身全球一線半導(dǎo)體大廠的關(guān)鍵一步,為邁向半導(dǎo)體霸主的龍頭地位鋪好康莊大道。
臺(tái)積電第三大關(guān)鍵戰(zhàn)役,就是眼前的 7 nm 技術(shù)世代。原本對(duì)外表示要大張旗鼓進(jìn)軍晶圓代工產(chǎn)業(yè)的英特爾,因?yàn)?10 nm 技術(shù)難產(chǎn)、產(chǎn)能不足等問題,也開始淡出晶圓代工產(chǎn)業(yè),這一點(diǎn)早已在張忠謀的預(yù)料之中。
張忠謀曾經(jīng)點(diǎn)出,“晶圓代工的文化是服務(wù)客戶,但英特爾所擅長的是做自家的產(chǎn)品,并沒有服務(wù)客戶的精神”,他早已看出英特爾的企業(yè)文化其實(shí)并不適合發(fā)展晶圓代工。
相較于英特爾的淡出,三星對(duì)于晶圓代工的龍頭地位一直視虎視眈眈。憑借著有 DRAM 內(nèi)存和 NAND Flash 閃存全球龍頭的技術(shù),加上有品牌手機(jī)做后盾,三星一直花招百出要攻略晶圓代工領(lǐng)域,之前更一直放話會(huì)是首家摘下 7 nm 量產(chǎn)的半導(dǎo)體廠,但最后仍是敗給臺(tái)積電。
過往臺(tái)積電在 40 nm 工藝世代時(shí),從小量到全量產(chǎn)花了 35 個(gè)月,到了 28 nm 縮短至 20 個(gè)月,到了 20 nm 工藝以后,僅花了 3 個(gè)月就達(dá)成, 7 nm 依然保持這樣的紀(jì)錄。
臺(tái)積電在 7 nm 和 5 nm兩個(gè)技術(shù)世代上的領(lǐng)先,不但超越英特爾,更以“硬實(shí)力”將一直放話的三星甩在后面。
當(dāng)然,三星也沒有放棄扯后腿,日前再度從臺(tái)積電手上搶下高通 7 nm 工藝技術(shù)的 Snapdragon 865 處理器芯片訂單,雖然業(yè)界認(rèn)為是三星低價(jià)搶單,但三星和高通之間的關(guān)系太錯(cuò)綜復(fù)雜,可能不是一句“低價(jià)”就可以概括這場(chǎng)交易。
不但成功更要卓越,朝 zero excursion 、 zero defect 目標(biāo)前進(jìn)
作為全球最大的晶圓代工廠,魏哲家在技術(shù)論壇中強(qiáng)調(diào)臺(tái)積電的三大支撐點(diǎn)是技術(shù)、生產(chǎn)、不與客戶競(jìng)爭(zhēng),更喊出要達(dá)到 zero excursion 、 zero defect(零偏移、零缺陷)的目標(biāo),顯示對(duì)于品質(zhì)要求不單是成功,而是要求卓越。
臺(tái)積電除了全球第一個(gè)量產(chǎn) 7 nm 技術(shù),更往前推動(dòng)至采用 EUV 技術(shù)的 7 nm plus 版本外,目前已經(jīng)進(jìn)入 5 nm 試產(chǎn),預(yù)計(jì) 2020 年量產(chǎn),并且建成整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)供應(yīng)鏈 OIP 聯(lián)盟,因?yàn)榘雽?dǎo)體的世界,光是靠技術(shù)領(lǐng)先還不夠,還要有更完整和強(qiáng)健的生態(tài)系統(tǒng),才能達(dá)到無堅(jiān)不摧的境界。
值得注意的是,臺(tái)積電日前將 6 nm 工藝技術(shù)亮相,和 7 nm plus 技術(shù)一樣是采用 EUV 技術(shù)。
張曉強(qiáng)表示, 6 nm 工藝是結(jié)合 7 nm 和 7 nm plus 技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),并且減少光罩,為客戶帶來更高性能和更低成本。
業(yè)界認(rèn)為,臺(tái)積電的 7 nm plus 版本量產(chǎn)沒多久,就馬上讓 6 nm 工藝技術(shù)在 2020 年量產(chǎn)上陣,目的是快速進(jìn)行技術(shù)迭代,讓三星跟不上腳步,顯見臺(tái)積電的戰(zhàn)術(shù)打法也開始轉(zhuǎn)變,面對(duì)三星這個(gè)頑固的勁敵,臺(tái)積電也越來越靈活了。
2019 年是臺(tái)積電很特別的一年。張忠謀于 2018 年正式退休后,這是臺(tái)積電真正要面對(duì)“后張忠謀時(shí)代”的第一年,卻也在此時(shí),臺(tái)積電意外變成中美關(guān)系中的關(guān)鍵角色,一舉一動(dòng)在全球科技產(chǎn)業(yè)是動(dòng)見觀瞻。
臺(tái)積電以“硬實(shí)力”——包括 7 nm 和 5 nm 工藝技術(shù)的領(lǐng)先,以及 3 nm 技術(shù)的啟動(dòng)——來證明半導(dǎo)體龍頭地位,但產(chǎn)業(yè)環(huán)境詭譎多變,內(nèi)部不但是一步都不敢放松,更要把螺絲擰得更緊。
選在 2019 年開放技術(shù)論壇,對(duì)外揭露神秘而低調(diào)的面紗,“后張忠謀時(shí)代”的臺(tái)積電要給外界更不同的觀感,不單給別人冷冰冰技術(shù)的“高、大、上”的形象,要讓更多人明白其商業(yè)模式和企業(yè)文化,讓更多人走進(jìn)龍頭,更了解臺(tái)積電。
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原文標(biāo)題:力挺華為的臺(tái)積電在5nm工藝上一騎絕塵 ,三次讓對(duì)手懊悔不已
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