国华的世界
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台积电计划在美国设厂生产5nm芯片的新闻，让世人，尤其是华人，将目光投向了台积电。那么，台积电是如何从一家名不见经传的企业成长为一家连美国都要抢的香香馍馍的呢？它未来的发展前景如何呢？本文尝试从相关资料中去发掘一些线索。
总部位于台湾新竹的台积电，是全球第一家专注于代工的集成电路制造企业，也是晶圆代工模式的首创者。台积电创始人张忠谋(图 Google Images)于1987年创办台积电前曾先后在美国希凡尼亚公司半导体部门(Sylvania Semiconductor)，德州仪器(Texas Instruments图 Google Images),及通用仪器公司任职，在半导体业界积累了丰富的工作经验和广泛的人脉，为日后台积电的发展壮大奠定了行业管理和人才的基础。
台积电创业初期的1987年，日本东芝私下出售设备给苏联的秘密被美国发现，长期被日本半导碾压的美国，借机对日企实施制裁，向日本存储芯片课以100%的关税，并启动了对日 “301”调查。曾经在世界十大半导体企业中占六家的日本，从此再也没能有翻身的机会，因为美国在扶持包括台积电在内新的半导体企业。
初创的台积电拥有大批美国回流的人才，如首任技术执行官胡正明(系加州伯克利大学教授 ),胡正明的门生梁孟松(来自AMD),研发队长蒋尚义(曾在德州仪器，惠普工作 图)，后接任张忠谋任CEO的蔡力行(美国康奈尔大学博士),技术核心人物余振华(乔治亚理工博士)。技术方面，而IBM也将相关技术授权予台积电。1988年，张忠谋将老朋友安迪·格鲁夫(时任英特尔公司董事长和首席执行官)请到台湾对台积电开展认证，争取为英特尔代工产品。格鲁夫团队对台积电进行严苛的考核，提出了200多个台积电必须立刻改进的工艺。经过整改后，台积电终于拿下了英特认证和订单，同时也建立起了国际化水准的规章制度，为之后获取包括美国在内的国际订单打开了大门。可以说美国从人才、技术、和资金(英特尔订单)方面确保了初生的台积电的生存。
1988至1997年，是台积电站稳脚跟，并追赶世界先进水平的10年。台积电在飞利浦的技术支持下，以落后当时世界领先的Intel 2个世代的3.0um及2.5um切入市场，逐步获得来自德州仪器、意法半导体和后来的英伟达等美国公司的订单，从而基本保持产能满负荷运转。1988年公司营收超过新台币10亿；1991年公司实现盈利新台币5亿，到1993年时，营收就超过了新台币100亿。1994年营收达新台币193亿(约6亿美元)，1995年营收超过10亿美元，1998年营收超过新台币500亿。与此同时，台积电还先后在台湾证券交易所(1994年9月5日), 纽约证券交易所(1997年10月8日)上市，为其后的发展壮大准备了充沛的资金。
1999-2009的十年间，台积电斥巨资购入高端制程设备，并投入大量研发资金，逐步在技术工艺上领先。1999年公司首先推出可商业量产的0.18um铜制程制造服务。2000台积电在使用各家IDM (Integrated Device Manufacture 集芯片设计、芯片制造、芯片封装和测试等多个产业链环节于一身的半导体企业，如三星、德州仪器[TI])独立开发的制程技术基础上，与它们合作开发具有标准流程，能够通用的新流程设计，并于2001年，推出业界第一套参考设计流程(Reference Design Flow 图)，帮助降低客户开发0.25微米及0.18微米时的设计障碍，达到快速量产晶片的目的。2005年率先在业界实现65nm芯片的试产，2007年更将工艺节点推进至45nm。至此，台积电缩小了与领头羊Intel的技术差距。在此期间，公司扩充产能，新建了4座晶圆厂(包括两座12寸晶圆厂)。
2000年“互联网泡沫”破灭，半导体行业也受到冲击。但台积电却因其激进的设备折旧(5年)，稳健的财务状况毫发无伤的渡过了此次半导体行业低潮。此时台积电还趁势收购了张忠谋的前德州仪器同事张汝京创立的世大半导体在完成市场份额大一统的路上走出了第一步。台积电羽翼渐丰，其独创的代工模式得到了业界的认可。但因技术均需IBM授权，依然被硅谷公司们认为是打工的二流企业。
一直想要翻身做主人的台积电。终于，等来了机遇：铜制程工艺,和新光刻技术。2003年，但张忠谋婉拒了不成熟的IBM铜制程工艺技术，让蒋尚义率队(蒋尚义、余振华、梁孟松、孙元成、杨光磊、林本坚等)研发自己的铜制程工艺，并用一年多的时间(2004年)成功地研制出自己的铜制程工艺，终结了IBM的代工技术霸权。
新光刻技术的突破，让台积电实现了光刻设备技术的超越。2004年，台积电从IBM挖来的林本坚 (图)另辟蹊径，研发湿法光刻技术。虽遭到了当时“光刻机霸主”日本佳能和尼康的抵制，但荷兰小厂阿斯麦尔（ASML）愿意尝试。最终，台积电的湿法光刻技术成功了，阿斯麦尔也随之从默默无闻而迅速崛起成为高端光刻设备霸主，让曾经独占行业鳌头的日企俯首称臣。台积电也因其研发的技术和投资而拥有优先购买ASML光刻机的权利，保证自己在高端光刻设备上领先竞争对手一代以上。
台积电的这两次弯道超车，令其代工工艺一骑绝尘。2004年，台积电囊括了全球一半的芯片代工订单，排在其后的韩国三星，则拿下全球30%份额。而昔日半导体的霸主日企，一夜回到解放前，不得不屈尊去争取台积电和三星留下的业务了。后来IBM甚至退出了晶片代工，以15亿美元的补贴，将代工业务转给了格芯(Global Foundries年)，此为后话。
时间来到2010年，在半导体行业演艺的主要是台积电和韩国三星了。这时的争锋焦点在在28纳米制程的关键技术 - 后闸级(Gate-last)方案vs前闸级(Gate-first)方案。台积电的蒋尚义选择了后闸级方案。正确的判断和严格的工艺，成功量产使台积电的28nm制程因其HP(高性能)和 LP(低功耗)，击败了低良率的三星前闸级方案，一举甩开了包括三星和格芯在内的其他晶圆厂。2011年开始量产后，台积电领先了竞争对手3年时间。这时台积电迅速扩张先进产能，位于新竹的第十二厂、台中的第十五厂、台南的第十四厂，都在以接近平时三倍的速度扩建。2011年到2013年期间，超大规模的12寸晶圆厂全球一共只增加了3座，而台积电一家就新建一座，扩建两座。台湾省西海岸线上空，一架架飞机忙碌的运送着来自欧美日的芯片加工设备。也正因为如此，台积电才在每一个先进制程节点都能快速抢占客户资源、扩大先发优势，2012年，台积电在28nm制程工艺芯片市场的占有率接近100%。
2010年在台积电的发展史上，有着重要的意义。和三星的专利官司如火如荼般进行中的苹果，与台积电达成合作意向：将整代芯片订单交给台积电，由后者替苹果制造A8芯片。为确保成功，台积电专门开发了绕过三星专利的两个A8版本让苹果挑选。2014年，苹果宣布A8芯片由台积电独家代工。台积电的股价闻声飙升，台湾媒体称其是：“一只手机救台湾”、 “张忠谋揭竿灭三星”。
但是，台积电原本视为囊中之物的苹果A9芯片订单，却被三星拿下了。三星以全球首个14nm FinFET工艺击败了台积电。是次竞标失败中让台积电尤为愤怒的，是梁孟松(图)这位昔日台积电FinFet量产的执行者。正是他改换门庭投靠竞争对手，帮助三星赢得A9芯片大单。FinFet即芯片3D化，是台积电高管，原加州伯克利大学胡正明教授发明的。梁孟松曾师从胡正明教授麾下，为其得意门生。之前台积电研发FinFet近十年，原准备用于20nm以下制程，岂料让三星抢了先。FinFET一事让台积电痛定思痛，决心要通过法律手段把梁孟松撵出三星，并获得了成功 – 台湾法院强力判决梁孟松不得在2015年底前回到三星。
梁孟松自然不服，再次向台湾最高法院提起上诉。官司一直打到2015年8月，让疲于应诉的梁孟松、无暇工作，而三星又急于求成，致三星的20纳米工艺制程良率和功耗控制，远逊台积电，结果在A9芯片上翻车了。导致苹果将部分A9订单从三星转移给了台积电，2016年的苹果A10芯片(图)又全部由台积电代工。而苹果A10之后的代工名单中，就再也没有三星了，只剩下孤独求败的台积电了。台积电再次占领了全球半导体代工市场一半以上的份额。曾经雄心勃勃要“Kill Taiwan”的三星，得准备好要在相当一段时间里仰视台积电了。
2017年4月，台积电的7nm晶片开始风险生产，2018年进入量产。台积电宣称2019年3月进入风险生产阶段的5nm技术，现在(2020年)仍在试产阶段，尚未确定能否达成今(2020)年第二季进入量产的目标。
（未完待续）
参考资料
与非网.(2020). 独霸晶圆代工龙头宝座，台积电5nm制程推升运营. 芯热门. 链接https://moore.live/news/218558/detail/
张忆东, 王文洲.(2018).张忆东:台积电的成功之路. 搜狐. 链接https://www.sohu.com/a/236789837_313170
中金点睛. (2019). 中金：解析全球晶圆代工龙头的崛起之路. sina新浪财经. 链接 https://finance.sina.com.cn/stock/stockzmt/2019-10-15/doc-iicezuev2241047.shtml
Nenni, D.(2012). A Brief History of TSMC.SemiWiki. 链接 https://semiwiki.com/semiconductor-manufacturers/tsmc/1539-a-brief-history-of-tsmc/
TSMC. (2020). TSMC announces intention to build and operate an advanced semiconductor fab in the United States. tsmc. 链接https://www.tsmc.com/tsmcdotcom/PRListingNewsAction.do?action=detail&newsid=THGOANPGTH
Wang, J. (2020). The Billionaire Behind The Taiwanese Company Building A $12 Billion Semiconductor Factory In Arizona.Forbes. 链接 https://www.forbes.com/sites/jenniferwang/2020/05/15/the-billionaire-behind-the-taiwanese-company-building-a-12-billion-semiconductor-factory-in-arizona/#6296cb30700d
Wikipedia.(2020). Morris Chang. https://en.wikipedia.org/wiki/Morris_Chang
