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科技 作者:夏宇 2020-08-31 19:31
[亿欧导读]

这个夏天半导体行业波澜再起,了解半导体行业合久必分的发展史会是理解业内巨头爱恨情仇的关键。

半导体硅片

题图来自“收费图库”

这个夏天,半导体行业的跌宕故事不断上演。

7月23日,英特尔宣布将已经落后对手一年的7nm制程处理器再向后推迟至少六个月,并在数日后被爆出,将使用台积电的7nm优化版本6nm制程为英特尔生产部分芯片,并预订了台积电明年18万片6nm产能。

8月5日,高通原本交给三星代工的5nm制程旗舰芯片骁龙875,因开发进度问题重新投放给台积电生产。

8月7日,华为宣布在台积电断供之后,麒麟9000会是海思最后一款高端手机芯片……

如果说英特尔是半导体行业这一制造业王者头顶的王冠,这个夏天,台积电亲手抢下来这顶王冠,并将三星踢出领跑赛道,将华为逼下半导体舞台。

要理解华为、英特尔和台积电的爱恨情仇,半导体行业合久必分的历史不可不知。

1957年,著名的八叛徒(八人同时从晶体管之父肖克利的企业逃离)创立了硅谷历史上最重要的企业之一——仙童半导体公司。他们设计并制造了世界上第一款商用集成电路,开启了人类的电子时代。

更重要的是,仙童自由、反叛、创新的精神,随着其拆分和后续衍生的几十家企业遍布硅谷,成为了硅谷未来几十年共同的价值认同。其衍生的企业中也不乏后来的半导体行业巨头,比如英特尔。

图1. 仙童半导体拆分及衍生企业

1971年,英特尔设计并制造了历史上第一块CPU芯片Intel-4004,并随后和微软形成Wintel联盟,推动了全球范围内PC机的广泛流行,自己也成为了半导体行业的巨头。

与此同时,成为行业标准的还有英特尔所代表的IDM 生产模式。

IDM即垂直整合制造(Integrated Device Manufacture),也就是公司业务囊括芯片的设计、生产、封装、测试等全流程。这一模式帮助半导体厂商将全部环节掌握在了自己手里,从而控制了技术发展、产品周期、品牌传播等核心要素。

IDM模式是八十年代世界半导体产业发展的金科玉律,后晋主流玩家无不以此获得成功。

1976年,日本成立“VLSI 技术研究所”,利用十余年时间建立起晶圆制造、光刻机制造、光罩生产、后端材料等完整产业链,并构建了成熟的半导体生态,培养出信越、TOPPAN、京瓷、东京电子、尼康等一系列世界领先的上下游企业,一度超越美国,成为了世界半导体行业霸主。

1983年,韩国三大财团三星、金星社和现代,联合韩国政府合力投入数十亿美元,助力韩国企业进入芯片大规模集成生产时代,孕育了三星、海力士等半导体巨鳄,在90年代进入世界半导体产业第一梯队。

然而,模仿英特尔模式的日韩半导体企业发家史中却透露着类似的不易:耗时、费钱。需要集全国科研之力的芯片设计、动辄几百亿投资的产品生产线、还有在摩尔定律催促下不断升级的制造工艺,无不对以“合”为纲的IDM企业有着极高的要求。

图2. 半导体价值链分散

八十年代中叶,ASIC(专用集成电路)的出现为半导体行业吹响了“分”的号角。

ASIC大量使用标准化门阵列与标准元件,使得工程师不必了解晶体管线路设计的细节部分,而可以利用逻辑门对芯片进行抽象化设计,从而催生了仅关注芯片电路设计的无晶圆生产厂商(Fabless)的出现。

与此同时,英国一家叫ARM的小企业于1985年开发出了他们首款芯片,并在5年后决定不再生产芯片,而是将自己的芯片架构作为知识产权授权给其他公司使用(Design House),以赚取IP授权。

1987年,从另一家IDM巨头德州仪器离开的张忠谋成立了台积电,同样不生产芯片,相反专注于制造工艺,只为其他芯片设计厂商生产半导体产品(Foundry)。

图3. 半导体产业链与主要玩家

这三种类型企业的出现极大地降低了半导体行业的准入门槛,推动了行业的活跃度,激发了创新潜能,使半导体成为了人类信息时代飞速发展的真正基石。

这个夏天,仅为产业链一环的台积电甚至取代了旧王英特尔,成为了半导体行业发展的新风向标,而其中奥秘,则会在下一篇文章中细细道来。

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