芯片破壁者（十三）：台湾地区半导体的古史新证

尽管我们已经无法穿越回历史，亲身揭开半导体发展过程中每一个细节，但从今日之产业现状，追溯曾经的筚路蓝缕，或许是一个可行的方法。



比如最近，英特尔与高通就将更先进制程的芯片制造订单交给了台积电，英特尔的这一选择，被视为台积电制程能力超越英特尔的明确信号，对此，英国《金融时报》评论称——这标志着英特尔长期领导地位的结束。



在前面的文章中可以看到，日本半导体在消费领域大势已去，韩国半导体除了财阀巨头应者寥寥，而起步最晚的台湾地区，在产业上中下游都有企业盘踞，甚至相对韩日厂商更具影响力，如今更成功反超英特尔，这也成为半导体产业由西向东迁移时，独特的观察样本。



那么说到台湾地区的半导体产业，当下最为大家所熟知的一定离不开以下三个特征：



1.代工模式。台湾地区半导体产业的实力名列世界前列，而其中最强的板块无疑就是芯片代工。从1996年的IC封装制造，到1987年介入专业代工制造，如今在这一领域，能排进全球十强的中国台湾企业就有4家之多，除了台积电，还有联电、力晶、世界先进等，成为全球半导体的一极。





2.全产业链。代工实力名列前茅，并不意味着其他产业板块寂寂无名，实际上，台湾地区半导体企业从上游的 IC 设计、中游的晶圆生产、下游的封装和测试以及设备、材料全领域都有布局，联发科、台积电、联电、日月光、联咏、瑞昱等企业迅速发展，也带动了整个电子工业的兴盛，成为台湾地区的“稻米产业”。



3.政企协作。台湾经济以中小企业为主，惧怕投资风险，台湾地区官僚与民间企业之间特殊的合作方式，在经济转型时强力推动，坚持民营化，促进企业在竞争中发展，让台湾地区后来居上，一度成为全球IC产业最发达的地区之一。



不妨一起回到历史上的三个剪影中，追问台湾地区半导体的今昔。



代工也可以很高级：从联电到台积电



代工制造，乍听起来并不是一个好主意。韩国从早期给美日厂商做低端加工起步，就一直试图向IDM模式进发，切入更具利润潜力的上游设计环节。同样是代工，为什么台湾模式会让全球都“真香”？



一方面是历史原因。1966 年美国通用仪器公司 (GI) 在高雄设厂，开启了台湾地区 IC 封装技术的的发展，随后，德州仪器公司、飞利浦建元电子等公司也到台设厂。但这些都停留在封装阶段，在台的美日厂商只愿意授权封测技术，不提供核心设计的支持，而台湾地区又没有韩国财阀那样的资金实力，融资和抗压能力都无法保证向上游延伸。



另一个原因则是，台积电开创的代工Foundry模式实在太成功了，引发了岛内许多企业效仿复制，所以台湾地区积极将代工产业链延伸到岛内，错开了与美日强国的竞争，迅速获得专利授权形成规模优势，靠代工站稳了脚跟。





（1986 年，宣布台积电成立的张忠谋）



继续往前追溯，会发现台湾地区诞生产业垂直分工模式，并非偶然。



1977年10月，工研院打造了全中国台湾地区首座集成电路示范工厂，采用7.5微米制程，工研院开发出的与生产工序匹配的标准单元库，大幅提高了产品良率，在营运的第6个月已经高达7成，超过了技术转移母厂RCA公司。察觉到这一产业分工的变化趋势，工研院在1980年，决定以衍生公司的方式，设立中国台湾第一间半导体制造公司联华电子，将所有产品线技术( 包括音乐 IC，电子拨号器、计算机IC 以及电话 IC) 以低价授权生产的方式全部转移给联华，使其在拥有研发能力之前就可以进行生产。联电旗下也衍生出了许多分支机构，如芯片设计领域的联发科（MTK)，面板驱动IC的联咏等等。



同时，不断游说旅美IC 专家张忠谋加入，对方提出了一种专业代工模式来运营规划中的六寸晶圆 VLSI 实验工厂。1987 年，电子所与飞利浦合作成立台积电，张忠谋任董事长，后来并称“晶圆双雄”的联电与台积电，就此集结。





“联家军”是多点开花，台积电则打定主意只做芯片制造。今天看来，二者都为台湾地区半导体产业的崛起起到了奠基作用，可在当时，后者的出现却委实有些尴尬。



要知道，“对标硅谷”直到今天都是电子工业长盛不衰的准则之一， 创立之初，投资人总会问创始人张忠谋一个问题——如何跟英特尔竞争。



张忠谋表示“台积电和他们不存在竞争，这是一个完全新的模式，我们甚至会合作”。居然在硅谷没有效仿的成功案例？投资人听完反而更害怕了……



事实证明，台积电开创的Foundry和IP授权模式，彻底改变了世界半导体产业的版图。



当时，Intel 公司正积极寻求海外代工的有利时机，通过关系渠道以及付出生产工艺改进的努力，台积电获得了 Intel 的部分代工订单，并迅速成为世界晶圆代工的龙头，1992 年营业收入达 66亿，一度超过了联电。专业代工模式也以一种新分工形态，在台湾地区落地生根。





今天看来，台积电的成功是内外合力的结果。



外部，手机的发展需要将特定的工作交给专用芯片解决，而不是一块CPU打天下，所以，北美涌现出一批新兴的半导体公司，博通、英伟达、Marvell 陆续创立。芯片设计公司越来越丰富的产品，对外部晶圆生产线有极强的需求，高通、博通甚至苹果都需要将制造交给更具规模优势和专业的晶圆制造厂，这成为台积电崛起的重要机会。



英伟达 CEO 黄仁勋甚至半开玩笑说：“如果等我自己建厂生产 GPU 芯片，我现在可能就是一个守着几千万美元的公司，做个安逸的 CEO。”



时不我与，以美国为中心的Fabless和以台湾地区为主体的Foundry加速了生产设计的分离，台湾地区作为专业晶圆代工承接了半导体产业的新一轮国际转移。





而在内部，台积电始终坚持“技术领军者”策略，在芯片制造商坚持高额的资本投入，以保持台积电在制造技术上的领先优势。



即使是互联网泡沫破灭的2001年，互联网公司和计算机公司批量倒闭，台积电利润暴跌，张忠谋还坚持加码，将晶圆厂的研发支出上升到净利润 80%。



台积电的巨额投入，让芯片设计厂商不再需要花费资金自己投资建设生产线，降低了设计环节的门槛，也降低产品研发失败的风险，台积电也成了大多数公司的选择。



随后，台积电又在代工制造的基础上，提出了“虚拟晶圆厂”的概念，让客户能随时掌握晶圆制造进度，从而争取到了整合元件厂商(IDM)的订单，也从单纯的代工演变成了一个结合制造及服务的科技公司。



不一样的“硅谷”，新竹科学院的辐射效应



美国加州北部的圣克拉拉山谷 (Santa Clara Valley)，因为仙童、英特尔、惠普、苹果等半导体巨头的汇聚，成为全球向往的对象。而在众多复制版硅谷里，台湾新竹科学园区被称为“亚洲硅谷”，可以说是实至名归。



原因很简单，因为其确实成功复制出了台湾地区半导体的产业群落。



这也让台湾地区半导体从以下游封装业为重心，可以持续向更高附加值的晶圆代工、IC设计业等中上游迈进。



2003年，台湾地区的Foundry代工、封装、测试行业市场占有率达到世界第一，分别为70.8%、36.0%、44.5%，IC设计市场占有率也位列世界第二名。而新竹科学园区，就成为关键的“技术交通枢纽”，也是全球半导体制造业最密集的地方之一。



“竹科”的出现，一开始并没有什么特别，1976年，台湾地区开始以硅谷为范本，规划半导体科学园区。仿照斯坦福、伯克利等名校与产业集群合作的模式，将园区设置在了与清华大学、工研院、交通大学等比邻而居的新竹。



这里汇聚了集成电路、电脑及周边、通讯、光电、精密机械、生物技术等六大产业，成为台湾地区的高科技基地。也是人才的虹吸器，新竹甚至流传着“招牌掉下来就会砸到一个博士”的笑话。





经历过各种“产业园大跃进”的人可能都知道，园区的设立与产业的群聚是两码事，“竹科”的成功有什么砝码吗？抛弃掉一些时势造英雄的随机因素，能从“竹科”身上看到特殊的地方在于，电子所的技术外溢作用显著下降，真正推动“竹科”的崛起，是来自市场的人才激荡。



比如1987 年，杨丁元博士带领一批电子所工程师离开电子所创建了华邦，进入了芯片设计领域；传统产业巨头华隆集团从电子所和联电中吸纳人才，创立了华隆微电子，主攻消费产品 IC；硅谷回流的创业军团，比如宏基电脑与德州仪器公司合资的德基半导体、旺宏电子、威盛电子、民生科技等等，在新竹附近开设了大量的 PC 主机板与外设设备工厂。



1983-1997年间，海外人才以平均42%的增速回到台湾地区，毗邻的众多大学和研究机构，也为新竹园区培养了一大批储备人才。因此，尽管新竹科学园区成立时是以吸引跨国高科技为初衷，后来却发展为台湾地区自己的 IC 厂商集聚群落，而非跨国公司的子公司扎堆。





另外，如果说台湾地区半导体产业有什么隐忧的话，那就是除了台积电，大部分都是中小型企业，面对三星电子、镁光这样的巨头时，往往处于下风。



但“独木不成林、一花难成春”，通过工业园区的聚合效应，让企业可以“螺蛳壳里做道场”，产业上中下游体系几乎全部聚集在相邻的地理区域里，从某个企业单纯的代工模式到产业链全环节分布，形成联合生产群。



这种群落之间的相互竞争、紧密合作、人才流动等等，形成了“竹科”资讯与技术快速交流、市场竞争优势培育的土壤。



就像是一个“虚拟大公司”，随时可以将旗下的各个“部门单位”整合起来，投入各自擅长和专精的领域，用更高效率的方式来完成协作，从而壮大了整体产业的实力，形成弹性高、速度快、定制化、低成本的竞争壁垒。



隐秘的角落：台湾地区政府与半导体产业的亲与疏



乔布斯曾在采访时形容自己的工作——“计算机领域有点像是沉积的岩石，你在一座山里贡献了其中薄薄的一层，使山变得更加高耸。但最终，人们只是站在山顶，只有带着 X 光才能看到里面是什么样子。”



这句话用来形容政府管理者在台湾地区半导体产业中所起到的作用，一样恰当。



今天我们知道，垂直分工与产业群聚，形成了中国台湾与全球半导体产业结构区隔开来的地域特色。



而这两大优势的形成，都或多或少地有着政策推动的影子。



上世纪 70 年代初，台湾地区为发展集成电路投入一千万美元启动基金，两个推动性的组织先后成立：



比如召集海外华人在美国成立的科技顾问委员会，就在当时招致非议，认为其中有利益输送。时任经济部长的孙运璿是个连半导体是什么都不懂的文职官僚，财经官员李国鼎被问及“什么是半导体”时，他回答——不知道。并认为就是因为不懂，才要设立科技顾问委员，最终获得了认可。





（1976年，工研院派员赴美国RCA训练）



再比如技术与产业的“孵化器”工研院。1974年台湾地区效仿美国硅谷产学研模式建立电子工业研究中心，即工研院的前身。由政府组织了一系列新技术的研发，此后，1975-1979从美国RCA公司引进7.0微米CMOS设计制造技术、1983-1987超大集成电路计划的1-1.5微米制造与封测技术、1990 年启动的第三次大型半导体技术发展计划等等，工研院实现技术研发、引进、生产之后，再转让给民间其它企业，直接提升了台湾地区的整体水平。



在资本层面，开设政府开发基金，从1985到1990年共划拨24亿新台币设立种子基金，鼓励类似宏大风险基金等民间投资参与。并且注重对众多中小企业技术能力的培育，而不是过度强调少数大企业技术能力提升。



可以说，官方力量启动，向民间产业进行技术转移，进而由民间力量促进产业链延伸，技术的社会扩散效应成为了台湾地区半导体的有效模式。





（工研院超大型集成电路（VLSI）厂房）



台湾地区的经济专家瞿宛文在《台湾战后经济发展的起源》中认为，台湾地区的转型成功很大程度归功于当时的财经官员，并不是简单的技术官僚，而是中国儒家传统下，以“经世济民”的士大夫。



实际上，政策的制定者如何提前提前做出判断，制定出正确的产业政策，这种理想化的条件是极为困难的。台湾地区在经济转型时期出现的主要技术型官员，就起到了关键作用。



终·新变启示录



截至发稿日，台积电、联发科等的芯片不得不在美国禁令下开始对华为断供，消息一出，联发科在台湾证券交易所的股价就下跌了近10％，制造巨头联咏科技和相机镜头制造商大立光电也分别下跌了8％和3％。



大陆企业与台湾地区半导体产业链，早已被链接成了共同体。而在当前的国际局势下，如何突破美国技术封锁，对于两岸产业都是一个具有时代意义的课题。



目前来看，中国台湾半导体的崛起是地区经济发展与下游需求匹配的结果。



从上世纪六十年代，微处理器、存储器的主流产品，到九十年代SOC全产业链的出现，再到新世纪智能手机对多元化芯片的诉求，未来物联网、人工智能等机遇也将成为中国台湾集成电路产业发展创新的新商机。



而对于大陆来说，避免与英特尔、AMD、高通等巨头正面PK，不过度纠缠于追求制程技术的极限，发展那些应用多元智慧物联（AIoT）产品，并不需要用到最尖端的制程技术，14nm甚至微奈米等级就可以拓展新应用。比如从浸 润式微影技术的出现，就绕过了达到瓶颈的157纳米光刻技术，借助水做中介，用193纳米波长的光线，实现了65nm IC芯片的生产。



这不仅更符合大陆产业的现状，也是合乎技术生命周期的时机选择。





此外，台湾地区的战略选择，创新性的商业模式起到了关键的作用。



比如抓住产业链纵向延伸的时机，把生产低成本和与美国硅谷人才互动密切的优势结合起来，快速提升自己的技术能力和水平，在“垂直整合”中争得国际分工的位置，并最终实现赶超。



如果中国大陆将在5G、AI、云端服务上的领先优势，借助更“接地气”的互联网生态系军团，充分释放到终端消费应用当中，由此撬动的硬件市场与生态系统，未尝不会重新撬动更大的商业潜力。



彭博商业周刊曾形容台湾地区的半导体产业——在全球半导体产业的地位无可取代，如同中东石油在全球经济的角色。然而就像电力之于石油，智能时代与地缘政治的大变局，也将中国台湾半导体甩到了一个新的赛道。终局如何，拭目以待。