市值超英特尔 台积电靠三项创新成芯片王者

亿欧智库 > 智库观点 > 市值超英特尔 台积电靠三项创新成芯片王者

其他智能制造
亿欧
涂志扬
2018-10-05 09:00
[ 亿欧导读 ] 亿欧智库认为,台积电的成功不是偶然,是其利用商业模式创新、内部管理创新、制程技术创新等三大创新,拓展市场和排除竞争者逐步爬上芯片制造王者宝座。
亿欧智库-行业分析,产业创新,芯片,半导体

今年4月,中兴通讯在自身的调查案中因向美国工业安全局作出虚假陈述,遭到美国商务部惩处,此后7年内禁止美国企业向中兴通讯输出任何芯片技术和产品。虽然只是一家企业的商业问题,但也正式敲醒芯片市场所有参与者,提醒国内芯片企业的技术和产品尚未成熟,中国的芯片消耗量占世界55%,其中只有20%是自给自足的,每年需向海外进口超过2600亿美元的集成电路芯片,进口金额甚至超过石油。

然而,政府与民间并非不重视芯片相关产业的发展。20世纪末,中星微电子有限公司、海思半导体有限公司、紫光股份有限公司、中芯国际集成电路制造有限公司等芯片设计和芯片制造企业接连成立,期间虽曾发生“汉芯事件”打击市场信心,但如今华为的麒麟系列芯片又巩固市场信心,没有让中国失面子。如果国产芯片的范围不限定在中国大陆上,海峡另一岸的台湾,亦有两家优秀的芯片制造和芯片设计公司,分别是台湾积体电路制造股份有限公司(以下简称“台积电”,英文简称“TSMC”)和联发科技股份有限公司。其中,台积电自2017年3月已超越英特尔成为全球最大的半导体公司,现市值近2300亿美元。

亿欧智库认为,台积电的成功不是偶然,是其利用商业模式创新、内部管理模式创新、制程技术创新等三大创新,拓展市场和排除竞争者逐步爬上王者宝座。

商业模式创新

目前世上半导体/芯片制造的商业模式只有两种。第一种是IDM(Integrated Device Manufacture,整合元件制造商),从IC设计、制造、封装、测试、到销售,全部阶段都由同一家企业完成。在半导体技术开始商用化的1960年代开始到1980年代期间,像是英特尔(Intel)、德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、东芝(Toshiba)等现今仍是半导体产业巨头的企业都是遵循IDM模式。

但这很快地让市场上的其他资金不够充沛的竞争者喘不过气来,因为生产的每一个环节都是一项巨大的投资,不同企业拥有的资源不同,每家企业的优点不同,像是当时的纯IC设计公司,只能在不同IDM厂间寻找剩余产能,否则自己设计的芯片会无法生产进入市场销售。于是,这让从德州仪器离职回台创办台积电的张忠谋先生,看到一线生机。当时正值台湾当局想发展岛内的半导体产业,但苦于IDM模式的资金投入过大,回收期过长,因此台积电前董事长张忠谋先生开创了第二种商业模式,Fabless/Foundry分开的垂直分工模式,又称晶圆代工模式。

Fabless指的是纯IC设计的公司,没有自带工厂制造,像是高通(Qualcomm)和英伟达(Nvidia),就是典型的IC设计企业。Foundry指的是纯晶圆代工制造公司,这类企业只负责制造IC芯片,并不涉足IC设计、封装、和销售的业务。而台积电就是Foundry,如此一来,有限的资金就能获得最佳的利用,台积电只需要专心做好一件事情,即全力投入在制程精进上,提升芯片良率,其他业务就交由下游厂商或上游厂商各自处理。

 内部管理创新

内部管理的创新分成员工管理和制造管理两类。

台积电的员工管理的创新是瞄准研发人员的管理;众所皆知,晶圆制造本身是一个研发投入相当大的行业,台积电去年的研发投入约180亿人民币,因此为了让研发投入效用最大化,他们引入了内部竞争机制,将研发团队分成两组彼此竞争,胜负判断标准很简单:谁的制程技术良率高;赢家会得到奖金和升迁的奖励,输家则会得到优先开发下一个制程技术的权利。

以20nm/16nm的芯片制程技术为例,公司会同时展开这两种尺寸的制程研发工作,并将研发人员分成两组,一组开发20nm的制程,另一组开发16nm的制程。由于技术延续性,20nm会较早量产,但因为技术一开发成功便投入生产,产品会出现比较多问题,而16nm可以从20nm的技术上、经验上作改进。大约6-12个月后,16nm也开始量产,但因为站在巨人的肩膀上,16nm制程的芯片会变成一项成熟的技术,达到很好的良率。因此,两种制程虽是同时全力开发,但次世代的16nm制程可以利用前一世代20nm的技术和生产数据作为改进的依据,缩短开发时程,以便在竞争激烈的晶圆制造业中突破重围,成为领先者。

制造管理的部分,台积电于2000年便已引入专家系统(Expert System),专家系统是人工智能的一类,一开始需要专家知识作为导引,后来则透过大量的数据优化决策过程,让机器达成专家决策的水平,是一套以知识为依据,推理为方法的智能制造系统。虽然早年台积电已经利用这套系统提升芯片良率、优化生产资源分配、并提升客户的服务品质,但随着芯片制程从40nm进入到20nm甚至7nm时,数据大量产生,电脑分析数据的能力赶不上数据的增加量。于是,台积电先是引进Hadoop等大数据的分析技术,后来再加入演算法、类神经网络、和自我学习模型等人工智能技术,大幅缩减分析时间,提升芯片品质,台积电将这称作“智能精准制造”,类似工业4.0的概念。这套系统也是台积电在制造品质上领先三星的关键。

 制程技术创新

此段要谈的不是一般的晶圆制程技术,而是晶圆制造设备的技术。在芯片制造业中,握有领先的制造设备,即代表握有最先进制程技术的入场券。

现今领先厂商的晶圆制造过程是由“193nm浸润式光刻机”负责,但在这套设备发明前,90年代的市场是由“干式”光刻机负责晶圆的生产,但那套设备并不好用,当制程进入到65nm后就碰到瓶颈了。虽然有人提出可以用EUV(极紫外光刻机)来达成新制程的目标,但这在当时是尚未实现的技术愿景,市场上的三大设备厂尼康、佳能、阿斯麦(ASML)并不愿投入研发。

与此同时,曾提出浸润式光刻机论文的前IBM工程师林本坚加入台积电,并在此构想的基础上再发展出三篇论文并发表到国际期刊上,让浸润式光刻机的构想更加实际可行。但碍于三大设备厂已经在干式光刻机上投入十多亿美元的研发投入,林本坚和台积电花了不少时间才让阿斯麦放弃干式设备的研发,转而投入“193nm浸润式光刻机”的开发工作,最后阿斯麦也是依靠这套设备成为半导体设备厂的领先者。

这不是台积电和阿斯麦的唯一一次合作,在193nm浸润式光刻机的开发过程,不少芯片制造商认知到设备的重要,因此台积电、英特尔及三星一块投资阿斯麦,让其没有后顾之忧可以投入现今最新的极紫外光刻机的研发工作,也因为这样,台积电可以在第一时间取得EUV的设备,并投入5nm制程的研发。

创新让台积电成王者

透过商业模式创新扮演市场上第三方的角色,台积电(TSMC)不陷入IDM和Fabless的技术/市场之争,既能帮纯IC设计企业代工,也能帮IDM企业分摊产能,吃到市场上的大饼。同时,利用管理模式的创新,有效分配资源,保持研发技术和芯片品质的竞争力,又不忘投入下一个世代的制程技术研发,充分掌握生产的每个环节,使其营收在2017年超过320亿美元,不仅成为晶圆代工企业的霸主,也成为半导体产业的王者之一。

2017年半导体企业营收Top15.png



在产业不断创新发展、智能融合、技术推动的新形势下,创业者需要一场可以指导各产业发展方向、厘清各产业发展脉络、引导并链接资本风向、有重大影响力和启发性的行业聚会。  

2018年11月29日-30日,由亿欧公司主办的“智能产业 美好生活”2018亿欧创新者年会曁第四届创新奖颁奖盛典将在北京国贸大酒店盛大召开,这将是一场汇聚5000名各产业创新者、行业领袖、国内外知名专家学者的行业盛会;是一场以引导、指引产业风向为目的,启发并分享成功案例,将国内外先知学者的思想提前带到国内的预见性盛会。

2018亿欧创新者年会曁第四届创新奖颁奖盛典详情链接:

https://www.iyiou.com/post/ad/id/705

w900600.jpg


版权声明

凡来源为亿欧网的内容,其版权均属北京亿欧网盟科技有限公司所有。文章内容系作者个人观点,不代表亿欧对观点赞同或支持。

打赏支持

5
5
10
20
50
80
100
其它金额
任意赏:

参与评论

亿欧智库分析师 

2篇文章  |  2987次浏览

关闭
快捷登录 密码登录
获取验证码

新用户登录后自动创建账号

登录表示你已阅读并同意《亿欧用户协议》

快捷登录 密码登录

账号为用户名/邮箱的用户 选择人工找回

关联已有账户

新用户或忘记密码请选择,快捷绑定

账号为用户名/邮箱的用户 选择人工找回

快速注册

获取验证码

创建关联新账户

发送验证码

找回密码

获取验证码
账号为用户名 / 邮箱的用户 选择人工找回

未完成注册的用户需设置密码

如果你遇到下面的问题

我在注册/找回密码的过程中无法收到手机短信消

我先前用E-mail注册过亿欧网但是现在没有办法通过它登录,我想找回账号

其他问题导致我无法成功的登录/注册

请发送邮箱到service@iyiou.com,说明自己在登录过程中遇到的问题,工作人员将会第一时间为您提供帮助

账号密码登录

乐乐呵呵@微信昵称

该亿欧账号尚未关联亿欧网账户

关联已有账户

曾经使用手机注册过亿欧网账户的用户

创建并关联新账户

曾用微信登录亿欧网但没有用手机注册过亿欧的用户

没有注册过亿欧网的新用户

先前使用邮箱注册亿欧网的老用户,请点击这里进入特别通道