一贯“傲娇”的台湾企业一改以往的冷艳高贵，根本原因在于中国台湾的制造业总体衰退和中国大陆集成电路“红色供应链”的崛起。而在大陆开设12寸晶圆厂，对台积电而言，既是对台湾当局对中国大陆政策风向标的投石问路，又成功为自身留了一条后路，使其可以避免台湾面板产业的悲剧。 什么是12寸晶圆 硅是半导体制造产业的基础，也是地壳内第二丰富的元素，沙子的主要成分就是二氧化硅，这为芯片制造提供了充足且廉价的原材料。 制造芯片的第一步是电子级硅的制取，通过碳和二氧化硅在电弧熔炉中反应得到冶金级硅，再对其进行进一步提纯，将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应，生成液态的硅烷，通过蒸馏和化学还原工艺，得到电子级硅，平均每一百万个硅原子中最多只有一个原子的杂质，其纯度高达99.9999%。 第二步是制取硅锭。将电子级硅放在石英坩埚中，并用石墨包围不断加热，温度维持在大约1400℃，炉中充斥着惰性气体，使电子级硅熔化的同时，不会因化学反应而掺杂杂质。随后将一颗籽晶浸入坩埚中，由拉制棒带着籽晶与坩埚旋转方向逆向旋转，采用旋转拉伸法缓慢的将籽晶垂直拉出，熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端，最终得到圆柱体的硅锭。 硅锭 第三步是切割圆晶。将得到的硅锭横向切割成圆形的单个硅片，然后进行研磨，将凹凸的切痕磨掉，再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜。当年Intel创立时，使用的是2英寸晶圆，随着技术进步，现在国际主流采用的是12英寸晶圆。就国内而言，中芯国际和华力微都有12英寸晶圆厂，Intel、三星、海力士等公司在大陆也有12英寸晶圆厂，台积电曾在大陆投资过8英寸晶圆厂。晶圆尺寸越大，意味着单片晶圆能够切割出的芯片越多，芯片成本也就越低。 换言之，虽然12英寸晶圆厂的投资远远大于8英寸晶圆厂——Intel研发和生产12英寸的晶圆以及建立的工厂就耗资35亿美元。但是12英寸晶圆比8英寸晶圆能切割出更多的芯片，因而单片芯片的成本会更低，而巨额设备成本将被芯片以亿为单位的出货量平摊。 晶圆 因此，采用尺寸更大的晶圆，不仅芯片价格可以更具竞争力，还能以细水长流的方式获取更多利润。 在获得晶圆后，还要经历光刻、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试等步骤，因过于冗长，就点到为止。 台湾对大陆严格技术封锁 一直以来，台湾当局对高科技企业转移到大陆讳莫如深，从来都是只转移劳动力密集型企业。即使允许在大陆投资设厂，也要求在大陆投资的工厂必须与台湾工厂保持“N-1”代的技术落差，而且主导权要由台湾半导体产业掌控，且在大陆开设的工厂的产能所占比重不超过企业总产能的10%。 什么是“N-1”代的技术落差呢？芯片制造技术的代数以制程来划分，45/40nm是一代，32/28nm是一代，22/20nm是一代，14/16nm是一代。使用越先进的制程就可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶体管；在芯片晶体管集成度相当的情况下，使用更先进的制程，芯片的面积和功耗就越小，成本也越低。 顺带说一下工艺，相同制程下，不同的工艺也会带来不同的影响，比如28nmLP工艺相对于28nm HKMG工艺来说成本更低，但性能功耗比也低；而28nm SOI工艺相对于28nmHKMG来说虽然功耗更大，但在相同后端设计水平的情况下，采用28nmSOI工艺可以达到更高的主频，AMD的不少CPU主频高达4G，一方面源自AMD雄厚的后端设计能力，另一方面也得益于28nmSOI工艺。 而台湾当局的“N-1”代的技术落差的具体表现莫过于联电和大陆某市政府达成的协议——2014年，联电在某市兴建一座晶圆厂，整个项目总投资62亿美元，其中联电出资13.5亿美元。但协议中联电只转移中芯国际于2012年就已经掌握、2013年开始量产的40nm工艺。更要命的是40/45nm芯片要到2016年才投产，而在该时间节点，14/16nm制程已经成为主流，落后主流制程3代的技术根本不具备市场竞争力。 地方政府与联电的协议用生动的现实阐释了什么是“N-3”代的技术落差，结果当然是可以预料的，相关企业不仅没能设计出一个拥有自主知识产权的微结构，连购买ARM技术的手机芯片都难以在市场上立足。 “红色供应链”的崛起 近年来，中国政府对集成电路产业非常重视，国家成立了1200亿元人民币的集成电路大基金，加上在北京、上海和南京等城市设立的至少五个由政府牵头的投资载体，合计大约有320亿美元的资金打造芯片生态体系里的国内龙头企业。此外，中国企业还积极对内整合，对外并购，该行为被台湾媒体称为打造“红色供应链”。 集成电路的产业链莫过于芯片的设计、生产和封测了。 IC设计最直观的感受就是设计微结构、设计CUP、设计SOC，比如Intel、IBM、AMD、ARM都是世界顶尖的IC设计公司。清华紫光先以18亿美元收购展讯通信，后以9.1亿美元收购锐迪科，将中国大陆前三的两家芯片设计公司整合到一起。并获得了大基金100亿元人民币和国开行200亿元贷款扶持本土产业。据统计，在全球前50名芯片设计及销售企业中，中国企业的数量已从2009年的仅一家增至九家，海思和展讯更是冲入前10。中国ARM阵营IC设计公司的手机芯片夺得全球近五分之一的市场份额。 芯片代工生产则是将IC设计公司提供的蓝图变成芯片的过程，在“十五期间”，因受限于国内芯片代工水平，产生了国内IC设计单位不得不将自主设计的CPU交付意法半导体代工的窘境。目前，集成电路大基金向中国大陆最大的芯片代工企业中芯国际注资30.99亿元人民币；上海国资委下属的上海联投重金扶持华力微。在2015年，中芯国际和华力微均掌握28nm芯片制造技术。 封装和测试虽然只占集成电路产值的10%-15%，但却是芯片制造的关键一环——将基片、内核、散热片堆叠在一起，就形成了大家日常见到的CPU；测试可以鉴别出每一颗处理器的关键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器的等级。目前，长电科技获得大基金注资2.8亿美元，并在大基金和中国银行的支持下，以7.8亿美元（其中集成电路大基金出资1.4亿美元，中国银行贷款1.2亿美元）收购新加坡星科金朋。在实现蛇吞象后，又投资2亿美元扩充厂内SIP模块封测生产线。 错综复杂的收购资本来源，至于背后真正的主使者，你懂的 中国硬盘市场基本被西部数据和希捷垄断，NANDFlash市场也被三星与东芝联合的ToggleDDR阵营和英特尔与镁光为首的ONFI阵营把持，国产化比例小，国内消耗的80%的存储芯片都需要进口，2000多亿人民币的储存芯片市场基本被外资瓜分。有鉴于此，紫光掀起并购狂澜向海外存储巨头宣战——先豪掷38亿美元收购西部数据15%股权，进而由西数出面，拟以190亿美元收购闪迪；又和同方国芯敲定800亿元人民币定向增资方案来建设存储芯片工厂……紫光董事长赵伟国在前段时间一次讲话中更是宣称，“将来5年投资3000亿元人民币打造全球第三大芯片制造商”。 凡此种种，均说明中国正力争打通芯片设计、生产、封装整条产业链，而这对作为台湾支柱的半导体产业造成一定冲击。 台企缘何与大陆暗通款曲 正是在全球制造业不景气和中国大陆、韩国的竞争对手的冲击下，原本是台湾制造业支柱的半导体产业每况愈下。 台湾IC设计龙头企业联发科的市场份额被展讯不断蚕食，3G手机芯片市场份额不断流失，股价更是飞流直下三千尺，损失超过2000亿元新台币。 原本一直独占半壁江山的台积电，也遭受了来自中国大陆和韩国的挑战——此前一直与台积电合作的苹果在今年将部分A9芯片交予三星代工，而高通骁龙820和部分骁龙400系列芯片分别转移给三星和中芯国际，华力微也抢到了部分联发科的28nm芯片订单…… 台湾封测巨头在今年11月更是惨遭败绩——江苏长电科技成功击败台湾日月光半导体，斩获苹果SIP模块订单量超过订单总额的50%以上（另一家是日本村田）。 虽然这些还很难动摇台湾半导体产业的根基，但新生的“红色供应链”已经初露锋芒——根据台湾工业技术研究院产经中心公布的2015年制造业产值预测的最新修正数值，预计台湾今年制造业产值会出现7.36%衰退，其中台湾经济动能多所依赖的信息电子业会衰退0.6%；金属机电业衰退9.2%；化学工业则大幅衰退16.7%。换算成金额，2015年台湾制造业产值将较去年减少1.4兆元新台币。对此，台湾“经济部工业局长”吴明机称，“现在已经一个头两个大”。 在台湾当局“傲娇”的同时，Intel、三星、格罗方德等公司却无比的现实，主动到中国大陆寻求投资机会，其中芯片寡头Intel还计划投资16亿美元对成都工厂的晶圆预处理、封装及测试业务进行全面升级，并将英特尔最新的“高端测试技术”引入中国，并将于2016年下半年投入量产。 在危急存亡之秋，台湾产业界大佬和工商团体形成共识——在政府的大力扶持下，大陆集成电路产业崛起势不可挡，国际大厂也相继在大陆投资，如果台湾当局继续错误决策，那么很有可能重蹈当年面板产业的覆辙（奇美、友达都曾想来大陆投资，但被台湾当局明令禁止）。而台积电董事长张忠谋则说得更直白，“即使现在去也已经晚三星一年，但再不登陆，未来恐将毫无竞争力，实在是时间已晚，不得不去。” 台积电赴大陆投资影响几何 有人认为，台积电在大陆投资后会挤垮本土产业。那么，这究竟是杞人忧天，还是富有远略的真知灼见呢？ 事实上，在大陆投产或投资的海外晶圆厂已不在少数——Intel在华的12英寸晶圆厂月产能为5.2万片；三星在华的12英寸晶圆厂月产能为10万片；中芯国际的12英寸晶圆厂月产能为5万片；华力微的12英寸晶圆厂月产能达3.5万片；SK海力士在华的晶圆厂月产能为13万片；晶合在华的12英寸晶圆厂月产能为4万片……而台积电在南京的12英寸晶圆厂月产能仅2万片，占大陆12英寸晶圆月产能的4.7%，占台积电2015年全部产能的2.5%。 因此，台积电在大陆投产的晶圆厂既无产能优势，又无明显的技术代差，不会对大陆晶圆厂造成冲击。那么台积电于2018年投产的16nm制程芯片生产线是否会对中芯国际和华力微的芯片代工业务造成冲击呢？ 2015年，中芯国际和高通、华为、比利时微电子(Imec)一起开发14纳米FinFET制程，高通和华为是中芯国际的客户，真正提供技术支持的是Imec。目前Imec已有一个团队常驻在中芯国际，而中芯的14nmFinFET制程预计将在2018年早期风险量产。 显而易见，台积电16nm制程在大陆投产的时间恰好是中芯国际14nm制程早期风险量产的时间节点，这不能不让人感慨无巧不成书。 当中芯国际早期风险量产之时，台积电可以依靠更加丰富的IP库、良品率、设备折旧（ASML的EUV光刻机1亿美元一台）和规模优势轻易打压中芯国际，而台积电更先进的10nm制程也将于2017年早期风险量产。如果台湾当局真有远见卓识，不限制台积电在大陆的产能，并通过政治手段使中国政府放弃对中芯国际的支持，在纯粹市场竞争的情况下，中芯国际很可能面临在技术和成本两方面被台积电碾压的窘境。 赴大陆投资出于经济而非政治 “两岸一家亲”的让利和政治上的统战固然能够吸引台企赴大陆投资，但台积电此次决策更多的是出于 |
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