'美國的芯片製造企業是否弱於臺積電、三星?'

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首先說明一點,美國並不弱。

英特爾依然是世界上最先進的芯片製造商,儘管他們在10nm節點遇到了困難,但這個問題的根源不是他們的技術問題,而是13-16年處於轉型期的英特爾高層決策失誤。現在看來,關閉Fab42工廠,縮減晶圓廠開支簡直是愚蠢的行為,如果不關閉這個工廠,那麼英特爾就不會缺貨,就不會沒有足夠的地方來試產10nm。

另一方面,英特爾去年就已經推出了商用的10nm芯片,i3 8121U,他們有能力生產只不過因為騰不出來地方,幾乎所有開工的工廠都處於滿負荷甚至超負荷狀態。

英特爾的10nm相當於臺積電的7nm,我們必須承認臺積電已經追上來了,但他們並沒有構成優勢。美國的芯片製造企業也沒有落伍。鎂光,西部數據和英特爾三大製造企業依然處在最頂端的位置。

以前有 Intel,所以美國不擔心。不過現在美國是越來越擔心了。臺積電現在已經出現一騎絕塵的態勢。7nm 全球市佔率 100%,明年 5nm 上線很可能全面碾壓所有競爭者。大陸老喜歡拿三星說事。但是在臺積電眼中,並不是那麼看得起三星。因為兩者有本質區別。不是說三星弱。而是三星強在內存芯片。而臺積電主打的是邏輯 IC。內存是大量重複結構,複雜度比邏輯 IC 差遠了。

三星看起來在似乎在製程方面不輸臺積電。但實際上產能及良率差臺積電非常多。在產能上面,臺積電有動態調配生產線能力,可以將產能利用率逼到 110 ~ 120%。在良率方面,臺積電新制程能夠接單的門坎一般不低於 75%。成熟的工藝線,則良率可以達到 95 ~ 98%。簡單的講,臺積電的競爭力不只來自核心工藝。它的整套內部管理制度才是保證產能與良率的關鍵。

同樣的,很多人認為臺積電專業代工,沒有設計能力。這是大錯特錯。蘋果 A8 CPU 當時要從三星轉到臺積電時,三星揚言訴訟。臺積電派出一組人到蘋果,花了約兩年時間,重新設計出三種版本,完全繞過三星 IP。讓蘋果順利轉單。

事實上,臺積電的設計能力極強。很多新制程上市時,客戶根本搞不懂哪些東西應該怎麼設計。很多設計都是由臺積電內部直接操刀解決。不然你認為 Google 能那麼快說要 TPU 就有 TPU?前陣子不是吵過 IC 設計自動化軟件巨頭 Cadence 拿到美國政府補助嗎?大家不是還感嘆了一把中國的工業軟件之路?我聽說的是為了保密及合用性,臺積電的內部設計部門根本不用這些套裝的輔助設計軟件。而是全部自己都是內部開發的。老美當然也知道臺積電的重要性。所以傳聞臺積電內部有老美好幾個「強力部門」駐廠盯著。

還有,不要老拿股權說事。沒錯!臺積電 70% 以上是外資。但是所有的技術、資料、人才全掌握在臺灣。這世界有錢的很多。知道怎麼幹的人很少。到了芯片這領域,別以為掌握股權的才是老闆。這群人閃了,股票也跟廢紙差不多了。

最後再說 X 化鎵芯片。或許臺積電太耀眼,把這個部分的光芒都掩蓋住了。在半導體材料中,化合物砷化鎵及氮化鎵(GaN)有高電子遷移率、抗噪聲、耐電壓等特點,所以被拿來做無線通信的基底材料。

在這個領域,臺灣有全世界兩家產業代工龍頭。一家是穩懋,另外一家是宏捷。穩懋的背景是中科院團隊,而宏捷背景則來自工研院。這兩家的全球合併市佔率接近 80%。而且這兩家的芯片工藝技術全部都是自行開發的。沒有跟任何國外廠商授權。生產工藝上,俄羅斯是 100nm,美國是 40nm,而臺灣則是 28nm。X 化鎵芯片封裝技術,全世界只有美國跟臺灣能做。

穩懋是全球最大,也是最先進的砷化鎵及氮化鎵芯片生產廠商。產品主要是無線通信及光電組件。在HBT/ pHEMT 等無線通信芯片上,它一家公司全球市佔率將近 73%。而宏捷主力在 3D 遙測及 PA 功放。它的主要客戶就是 Skyworks。

由於 X 化鎵芯片在軍工上有很多用途。所以美國對這兩家盯的比臺積電還緊。這兩家的代工客戶都要經過篩選。沒法隨便為任何人代工。但是隨著 5G、物聯網及無人車興起,在民用領域,他們的選擇就比較鬆了。

在芯片這個領域,中國弱不代表華人弱。而且華人不但不輸,反而很多方面是領先西方的。在大陸改革開放之前,其他地方的華人在高科技領域可不是一片空白。

2019-05-05 補充

評論中一大堆人提到因為 ASML 光刻機的原因,所以導致大陸的生產工藝落後。所以才讓臺積電有機會領先。等到大陸全心投入之後就可以趕上... 在這邊做補充說明:

臺積電從 100nm 到現在的 7nm 用的都是 193nm 的 DUV 光刻機。7nm+ 的才會用到 EUV 光刻機。第一波用到 7nm+ 的估計有 Apple 的 A13 及 AMD 的 NAVI GPU。換句話說,現在市面上根本買不到任何臺積電用 EUV 光刻機生產的芯片。193nm 的 DUV 光刻機大陸有多少臺?我不知道。但是估計 ASML 的十幾二十臺跑不掉。上海微電子裝備 (SMEE) 甚至可以生產 90nm 的光刻機。材料、工具都在那。煮不出菜,別老怨菜刀不好。芯片產業不可能不砸錢。但光靠砸錢想砸出效果只怕是異想天開。芯片是一個需要成千上萬的學霸不斷累積的產業。博碩士是基本要求。這些人唸了超過 20 年的書,要他們安貧樂道,犧牲奉獻是不可能的。一個博士開萬把塊薪水,是把人當乞丐嗎?中國企業「官味」很重。不只國企,民企也一樣。知乎上有些在 TSMC 與 SMIC 都工作過的人說在臺積電工作像在學校,在 SMIC 像是在政府。芯片生產是科學。不是官大學問大,領導拍腦袋就可以做的事。要拿玩國企,玩房地產那一套來玩芯片。必死無疑。

國人看世界往往用國家作為劃分,於是乎就會奇怪美國為何不擔心。其實美國不僅僅在芯片製造上面臨挑戰,更為嚴重的是美國根本沒有通信廠家,以前的朗訊都賣了,你要不要問美國為何不擔心?

問題的根源在於美國不是用國家來劃分世界,而是用政治經濟體系來劃分世界,而美國屬於西方體系,包括英國及歐盟,包括日本韓國臺灣澳洲,這些都是它的鐵桿,在這個體系裡面他是放心的,所以歐洲通信設備公司才可以收購美國通信設備公司,所以美國電信運營商才可以放心使用愛立信和諾基亞,同樣的,美國也不懼三星和臺積電,因為美國知道無論韓國還是臺灣,誰都離不開這個西方體系,大家都在一條船上。

正是這種情況,使得在愛立信諾基亞存在的情況下,美國本土不會有人投資無線通信設備廠家,因為競爭不過,因為運營商可以不受限制地購買西方體系裡面其他國家的相關設備。這是體系內跨域國家邊界的市場經濟體制決定的,這不是美國政府可以干預的,除非美國不要這個西方體系了。

只要美國能夠確保這個體系的安穩,美國無需擔心重要的技術公司被轉移到體系內其他國家,須知社會分工是發展趨勢,是更高社會效率的體現。美國自然也有其他領先的方向,而且實際最多。

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