全球芯片戰爭已經(jīng)處于白熱化階段，三星和臺積電的鏖戰愈演愈烈。而我們的中芯國際，終于迎來(lái)了絕佳的發(fā)展機會(huì )。

三星鏖戰臺積電，誰(shuí)能笑到最后？

在芯片制造領(lǐng)域，三星和臺積電是一對老冤家。如今，三星又有了新的招數。 有消息稱(chēng)，三星電子計劃未來(lái)十年投資133萬(wàn)億韓元（約1160億美元），擴大其邏輯芯片和芯片代工業(yè)務(wù)。

隨著(zhù)我國芯片被美國“卡脖子”，越來(lái)越多的同胞開(kāi)始關(guān)注芯片發(fā)展，今天我們就來(lái)談?wù)勅菫槭裁匆罅υ谛酒芯亢痛ゎI(lǐng)域挑戰臺積電。

要想了解這些，我們首先要知道臺積電是如何崛起成為芯片制造領(lǐng)域的霸主的。

上世紀80年代美日半導體之戰時(shí)，大多數半導體企業(yè)都是將芯片的設計、制造、封裝、測試作為一個(gè)開(kāi)發(fā)整體也叫IDM模式。

不管是英特爾還是日本的尼康、東芝都是這樣的企業(yè)。所以以前的半導體產(chǎn)業(yè)準入門(mén)檻極高，要技術(shù)資金雙投入才能制造出一流的企業(yè)。

那個(gè)時(shí)候對于我國來(lái)說(shuō)，半導體產(chǎn)業(yè)鏈就是一座大山，我國和西方技術(shù)少說(shuō)也有幾十年的差距。美國開(kāi)始研發(fā)64KB存儲芯片的時(shí)候，我們還在研究1KB。

此時(shí)美國在半導體領(lǐng)域被日本揍的是節節敗退，美國專(zhuān)家預測美國半導體市場(chǎng)份額可能在90年代會(huì )從70%跌到30%左右。

這對于一直耀武揚威慣了的美國來(lái)說(shuō)是不可接受的，而且挑戰自己的還是頭號小弟日本。所以美國開(kāi)始主動(dòng)干預，首先聯(lián)合全美14家頂尖的半導體領(lǐng)域的公司組成了美國半導體制造技術(shù)聯(lián)盟，美國國防研究局砸錢(qián)給他們一起搞研發(fā)。

其次美國一系列對日本半導體的制裁接踵而至，先是說(shuō)日本芯片威脅美國國土安全，后是借著(zhù)東芝賣(mài)蘇聯(lián)機床開(kāi)啟了對日本半導體的“血腥清洗”。

第一步讓日本開(kāi)放市場(chǎng)，第二步征收高額關(guān)稅、第三步逮捕日本企業(yè)高管，第四步簽訂了一系列不平等條約，讓日本無(wú)法在消費半導體發(fā)力。這一系列行為看起來(lái)是不是特別熟悉？

制裁完之后，美國又開(kāi)始扶持能制約日本半導體的對手，一個(gè)是三星，另一個(gè)就是臺積電。三星延續了IDM模式，目前也是世界最大的IDM公司，而臺積電走向了與之相反的另外一條路。

張忠謀作為臺積電的締造者，決定將芯片設計和制造拆分出來(lái)，臺積電從1987年開(kāi)始專(zhuān)心從事芯片制造領(lǐng)域，成為了最大的代工公司。這大大降低了芯片產(chǎn)業(yè)的準入門(mén)檻，依托于這種模式，一大堆頂尖的芯片設計公司出現，例如AMD、高通、蘋(píng)果、華為海思等。而這種代工模式叫做Fabless模式。

但這里面有個(gè)小插曲，其實(shí)Fabless這套模式的設計者是叫曹興誠。比起張忠謀這個(gè)年少成名留洋過(guò)海，哈佛MBA畢業(yè)，25歲坐上德州儀器第三把交椅的大佬來(lái)說(shuō)，曹興誠就是個(gè)“弟中弟”。

后來(lái)曹興誠成為了聯(lián)華電子的一把手，那時(shí)候的曹興誠對張忠謀仰慕已久，所以1984 年給在美國的張忠謀發(fā)了自己策劃的《擴大聯(lián)華電子》企劃書(shū)，詳細闡述了自己對半導體產(chǎn)業(yè)的理解，也提出了“晶圓代工”Fabless概念的雛形?？上У氖沁@份計劃發(fā)出后杳無(wú)音訊。

第二年，張忠謀從德州儀器請辭離開(kāi)美國，回到臺灣當工研院的院長(cháng)，也成了曹興誠的老板。次年張忠謀竟然宣布創(chuàng )辦“史上第一間晶圓代工廠(chǎng)”臺積電，建設方案就是曹興誠自己曾經(jīng)遞給張忠謀的那份企劃書(shū)的模型。曹興誠怒發(fā)沖冠，多次公開(kāi)指責張忠謀，但是張忠謀一言不發(fā)。

不過(guò)曹興誠的怒火沒(méi)有平息，反而越燒越旺，帶著(zhù)自己的聯(lián)華電子也開(kāi)始進(jìn)軍晶圓代工領(lǐng)域，并扶持起芯片設計公司聯(lián)發(fā)科。

聯(lián)華電子在曹興誠的領(lǐng)導下發(fā)展迅速，甚至和臺積電硬拼，通過(guò)并購和合作占據代工市場(chǎng)40%的份額，成為僅次于臺積電的芯片代工企業(yè)?？上н@種輝煌并沒(méi)有持續很久，原因是臺積電在技術(shù)上得到了重大突破。

臺積電的起點(diǎn)一開(kāi)始就比聯(lián)華電子高了很多，從創(chuàng )立之初就獲得了英特爾和飛利浦的支持，得到了豐厚的技術(shù)和資金支持。加上以前德州儀器的很多伙伴紛紛加入臺積電，例如蔣尚義和梁孟松讓臺積電在技術(shù)上大放異彩。隨著(zhù)在銅制程工藝和EUV光刻機的突破，臺積電迅速崛起，不過(guò)這兩項技術(shù)到底有什么特別的？

銅制程工藝的原理，是利用銅導線(xiàn)電阻值小，單位面積可承載較大的電流，可以生產(chǎn)電路更密集的芯片。在此之前芯片都是使用鉛導線(xiàn)，因為銅的抗電子遷移能力比鉛好太多，可以大幅度提高芯片的穩定性，所以用銅替代了鉛。

所以銅制程技術(shù)在半導體制程設備中也十分關(guān)鍵。因為涉及到芯片的薄膜沉積、蝕刻、電化學(xué)電鍍及化學(xué)機械研磨，要造出納米級別的銅絲，其制造工藝極為復雜。

不過(guò)在此之前，銅制程的技術(shù)專(zhuān)利都掌握在IBM和摩托羅拉公司手中，而IBM一直都是通過(guò)技術(shù)讓臺積電成為其附庸，而在2003年臺積電率先開(kāi)發(fā)出比IBM更成熟更先進(jìn)的銅制程技術(shù)，一下擺脫IBM的掣肘。IBM無(wú)奈將自己的芯片代工技術(shù)打包送給別人，退出代工市場(chǎng)。

攻克銅制程工藝之后，臺積電的技術(shù)大佬林本堅帶領(lǐng)的技術(shù)團隊，開(kāi)始研發(fā)浸入式光刻技術(shù)。在芯片128nm轉64nm的制造過(guò)程中，光刻機巨頭都意識到想要制造更小的芯片，一定要將紫外線(xiàn)光源的波長(cháng)從193nm減小到157nm，所以日本尼康等企業(yè)斥巨資開(kāi)始投入研究。但是林本堅覺(jué)得如果通過(guò)光源成本太高，可以利用液體光刻膠折射，可將紫外線(xiàn)的波長(cháng)縮小到157nm。

可惜的是林本堅研發(fā)的技術(shù)沒(méi)有得到廣泛認同，尤其是各個(gè)國家都在干式光刻機投入巨資研究縮小光源的方法，大量的“沉沒(méi)成本”最后成了技術(shù)的“面子之爭”。甚至當時(shí)臺積電的COO蔣尚義讓林本堅“不要攪局”，但此時(shí)ASML提出愿意嘗試，僅僅兩年就成功走向輝煌，將尼康打得體無(wú)完膚。

新的銅制程技術(shù)和新的光刻機技術(shù)讓臺積電瞬間大放異彩，2004年就奪下了全球超過(guò)一半的代工訂單。反觀(guān)聯(lián)發(fā)科并沒(méi)有類(lèi)似的技術(shù)出現，而曹興誠本人也陷入了一些麻煩之中。曹興誠為了保住聯(lián)華電子，只能忍痛離開(kāi)自己注入心血的聯(lián)華電子，也徹底失去了超越臺積電的可能。

相比較聯(lián)華電子的落寞，臺積電此時(shí)是意氣風(fēng)發(fā)，兩項技術(shù)的出現一下讓臺積電成為半導體領(lǐng)域的霸主。臺積電沒(méi)了對手自然就容易墮落。

那三星又是如何跟臺積電杠上的呢？

三星之前一直在搶奪日本尼康CRAM芯片的市場(chǎng)，CRAM芯片是一種具備儲功能的芯片，原理是利用金屬硫化物具有優(yōu)異量子尺寸效應，在加不同強度和不同時(shí)長(cháng)的電脈沖，使其在不同程度電流焦耳熱的作用下，分別呈現出不同電阻特性來(lái)實(shí)現的。

簡(jiǎn)單理解就是金屬硫化物在吸收一定的電脈沖的能量發(fā)熱時(shí)，會(huì )實(shí)現多種狀態(tài)的結晶態(tài)或者非結晶態(tài)的變化。因為各種狀態(tài)下的電阻不同，所以通過(guò)電阻差異，電腦可以分析出儲存的內容。

在1997年三星通過(guò)反周期投資，賠本賺吆喝迅速搶占了絕大多數的CRAM芯片市場(chǎng)，成為CRAM的霸主。而此時(shí)三星擁有了龐大的資金鏈，加上之前的技術(shù)儲備，開(kāi)始進(jìn)軍芯片代工領(lǐng)域。因為所有芯片公司都意識到了“晶圓代工”Fabless的優(yōu)勢。

三星通過(guò)游說(shuō)高通和蘋(píng)果獲得了第一筆訂單，而此時(shí)臺積電的 CEO 蔡力行暫緩了 40 nm 先進(jìn)技術(shù)設備的采購，同時(shí)大幅裁員，內部出現動(dòng)蕩，臺積電的核心成員梁孟松憤怒出走。

反觀(guān)三星借此機會(huì )將梁孟松等一眾技術(shù)大佬高薪挖入三星，同時(shí)聯(lián)合蘋(píng)果 等公司共同研發(fā)出“蜂鳥(niǎo)”手機芯片。蘋(píng)果將其用于初代 iPad 與 iPhone4的制造 ，三星則用于手機，至此三星的芯片代工產(chǎn)業(yè)名聲大噪。

臺積電身陷內憂(yōu)外患之中，退休很久的張忠謀被迫重新掛帥出征，通過(guò)回聘曾經(jīng)辭掉的員工，后大力投入研發(fā)，勉強穩住了局面。因為三星為了自己的手機市場(chǎng)開(kāi)始擠壓蘋(píng)果的芯片制程，所以蘋(píng)果開(kāi)始選擇別的企業(yè)替代三星。而三星也因為在代工過(guò)程中，偷學(xué)別家企業(yè)的專(zhuān)利，用在自家產(chǎn)品身上來(lái)?yè)寠Z市場(chǎng)，口碑急劇下滑。

而臺積電逆勢而生，建立新的技術(shù)研發(fā)團隊“夜鶯部隊”三班倒進(jìn)行研發(fā)工作，重新?lián)寠Z訂單，在14nm芯片制程中擊敗三星，獲得大量訂單，又在7nm、5nm制程率先取得優(yōu)勢，現在在3nm發(fā)力。

這種情況下，三星自然也是不甘落后，于是就有了三星電子133萬(wàn)億韓元的芯片代工升級計劃，相當于是繼續向臺積電宣戰。就在這兩家打得熱火朝天時(shí)，我們的中芯國際可以說(shuō)是迎來(lái)了發(fā)展良機。

中芯國際能否逆勢崛起？

中芯國際作為中國大陸最大的晶圓代工廠(chǎng)，也是世界頂尖的芯片制造商，世界排名第五，背靠中國龐大的市場(chǎng)和資金支持，可以說(shuō)得天獨厚。但是目前中芯國際剛剛達到14nm芯片制程工藝，綜合來(lái)看比起臺積電和三星還有不小的差距。另外，中芯國際和臺積電也有不少糾葛。

1977年中芯國際的創(chuàng )始人張汝京入職德州儀器，成為張忠謀的下屬。兩人一直在德州儀器共事了近十年，私人關(guān)系極好。

但是張忠謀回到臺灣創(chuàng )辦了臺積電以后，發(fā)展得越來(lái)越好，張汝京也心動(dòng)了，在1997年辭去德州儀器的工作，創(chuàng )辦了“世大半導體”。在德州儀器一群老友的支持下，世大發(fā)展迅速。但即將騰飛的世大引起了張忠謀的注意，以50億美元強行收購世大。而張汝京對于收購一事，一開(kāi)始一無(wú)所知，事后極為窩火對張忠謀充滿(mǎn)怨恨。

張汝京氣不過(guò)全家移居上海并在開(kāi)曼群島注冊了中芯國際，通過(guò)挖張忠謀的墻角，獲得了大量技術(shù)和人才，并在大陸建廠(chǎng)，促使中芯國際快速發(fā)展。

隨著(zhù)中芯國際的發(fā)展，專(zhuān)利成為了最要命的問(wèn)題。臺積電發(fā)起了對中芯國際的訴訟，第一次訴訟從2002年一直折騰到2005年。最終中芯國際和臺積電達成庭外和解。

但2006年臺積電又開(kāi)始了對中芯國際的第二次訴訟，原因是中芯國際未經(jīng)允許使用了臺積電90nm技術(shù)，這次官司又是三年，最后還是以庭外和解告終。但這次中芯國際要在4年內支付2億美元現金給臺積電，臺積電將持有中芯國際10%股份，而且張汝京必須離職。

一系列的打擊導致中芯國際險些分崩離析，技術(shù)差距越拉越大。但是隨著(zhù)我國對芯片領(lǐng)域的需求越來(lái)越大，中芯國際的重要性也開(kāi)始日益凸顯，2014年中芯國際和長(cháng)電科技合作，并獲得300億人民幣的基金投資。

2015年中芯國際成為中國大陸第一家實(shí)現28納米芯片制程的企業(yè)；2016年原臺積電的大佬蔣尚義加入中芯國際；2017年梁孟松結束和三星的工作契約后加入中芯國際領(lǐng)導研發(fā)工作；2019中芯國際就28nm、14nm、12nm等芯片已進(jìn)入規?；慨a(chǎn)階段，新一代的7nm芯片技術(shù)的開(kāi)發(fā)也已經(jīng)完成。

可以說(shuō)，中芯國際的發(fā)展態(tài)勢越來(lái)越好，但卻引起了美國的注意。2020年12月18日，中芯國際被美國列入實(shí)體清單，一系列先進(jìn)的半導體設備都無(wú)法采購，這對于中芯無(wú)異于致命打擊。此外，美國還對中國很多企業(yè)實(shí)施制裁，讓中國高端半導體行業(yè)陷入困境。

但令美國有沒(méi)有想到的是，全球芯片短缺危機居然在2021年爆發(fā)了，就連美國自己也沒(méi)有躲過(guò)這一波。因此美國放松了對芯片制造設備的管控。中芯國際很有可能迎來(lái)絕佳的發(fā)展機會(huì )。

需要注意的是，在不依賴(lài)美國技術(shù)的前提下，我國的芯片制程工藝能力只能在90nm左右。但是先進(jìn)技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的，所以必須還是需要自研。

所以從某種程度上來(lái)說(shuō)，我們應該“感謝”美國，因為美國讓我們知道了我們在精密加工和制造領(lǐng)域和對手的差距，尤其是芯片領(lǐng)域的差距，從而促進(jìn)我們更加大力發(fā)展。

看到差距才能進(jìn)步，而且我們也不需要妄自菲薄。雖然先進(jìn)工藝存在差距，但我們是全世界唯一一個(gè)能獨立制造芯片的國家，在任何工藝都不依賴(lài)國外技術(shù)的情況下，我們可以制造出90nm的芯片，這一點(diǎn)美國、日本、韓國都做不到。

因為龐大的市場(chǎng)需求，2020年一年中國就進(jìn)口了3800億美元的芯片，激增了約14%。龐大的市場(chǎng)需求必然會(huì )促使企業(yè)加速研發(fā)。

隨著(zhù)摩爾定律發(fā)展到極致，硅基芯片研究速度放緩，目前全世界只有臺積電、三星、英特爾、中芯國際沒(méi)有放棄7nm以下的芯片制程研究工作。

目前國家在“十四五”規劃建議提出，深入推進(jìn)科技體制改革，完善國家科技治理體系，優(yōu)化國家科技規劃體系和運行機制，其中就包括加大研發(fā)投入，健全政府投入為主、社會(huì )多渠道投入機制，加大對基礎前沿研究的支持。戒驕戒躁，徐徐圖之，實(shí)現科技強國的夢(mèng)想其實(shí)并不遙遠。