1美元逼出的华人“半导体教父”:全球高科技,没有他就做不出来

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1、

1美元逼出来的华人“半导体教父”

1953年,一位麻省理工的年轻硕士同时拿到了福特 汽车 和希尼凡亚公司的offer,当时的福特 汽车 ,是全球 汽车 行业的霸主,不论是实力还是前景都不是后者能够比拟的,后者希尼凡亚公司,从事的是半导体产业,当时全球的半导体发展也不过几年,属于一个新兴行业,前途未知。

本来这个选择题很容易做,换做是谁都会选择去福特工作, 但是因为在谈薪资的时候,福特公司的薪资比希凡尼亚少了1美元,使得这位年轻硕士改变了注意,选择了薪资多1美元的希凡尼亚,进入到了半导体行业。

人生的际遇有时就是这样,因为年轻时的“短视”和“意气用事”,却造就了一代风云人物的崛起。 这位年轻硕士,便是后来的华人“半导体”教父,一手创建了全球最大的半导体制造商台积电的张忠谋。

这位1美元逼出来的“半导体教父”,或许在中国大陆地区,并不是那么知名,除了半导体相关行业的人士,知道并了解他的并不多。但是,在中国的香港、台湾地区,在美国,他就是“华人之光”,最成功的“华人企业家”的代名词。

他所创建的台积电有多厉害呢?业内流传着这么一句话足以说明:“全球高 科技 ,没有他就做不出来”。

我们都知道半导体、芯片这些高 科技 的产品,是许多顶尖产品的“心脏”和基础,经过了这两年的一些事件,我想中国人也对芯片这种东西的重要性有着切身体会了。

这里简单说一下全球芯片行业的模式,能够很好的说明台积电的厉害。

目前全球国际芯片厂商分为两大模式:

一种是IBM、英特尔这样的,通过自主研发出专利技术,然后授权给厂商们进行生产,拥有专利技术的赚大头,组装生产的赚小头。

还有一种是台积电模式,不管是专利技术还是组装生产,全部都自己来,而且全部都能做到世界顶尖水平,尤其是在代工市场份额上, 尽管一大堆代工企业崛起,依然无法撼动他的地位,至今仍然占有全球55%左右的份额,可谓“独孤求败”。

而这一切,都是张忠谋凭借着一己之力打下的江山,看到这里,你是不是对他开始有了敬佩之情呢?

2、

经过了“乱时代”,

我们要引领“大时代”

1931年,张忠谋出生在浙江宁波。父亲是县里的财政处长,家境颇为殷实,也为他创造了良好的教育环境。

可在那个战乱四起的年代,张忠谋还是免不了随着家国命运一起颠沛流离。 1932年张家迁居南京,1937年抗日战争爆发,一家人又匆匆南下广州,而不久后广州又遭到日军轰炸,辗转到了香港,可到了香港没几年,香港沦陷,一家人还是在q林d雨中日夜担忧,苟且偷生。

张忠谋至今还记得日军攻打香港时一个星期戒严,全城断水断粮的场景: “旅馆里的食物渐渐吃尽,后来吃的都是罐头,到最后罐头也吃尽了,幸而那时戒严已经结束了,等父母回到家中,财物已被歹徒抢劫……”

此后,一家人又南上重庆,一路要穿越战区,也是提心吊胆,九死一生。1945年日军投降,经历了短暂的狂喜之后,内战开打,国民党强制推出“货币改革”,其实就是用一文不值的“金圆券”换老百姓手里的黄金、美金,洗劫人民的财产供他们逃跑之用。

张忠谋在上海亲眼见到,由于对金圆券没有信心,民众把所有的钱都争抢着去买不动产保值,导致上海房价一天上涨数倍。 这就是一个政权末日时的疯狂。

江山鼎革之际,张家人再度搬到了香港,张忠谋也在当地的培英中学读书,毕业后留学美国,入读哈佛大学。

从乘飞机前往美国的那一刻起,张忠谋知道,自己经历了十几年的“乱时代”算是过去了。多年之后,当张忠谋深入了解到半导体行业的前景之后,他做出了一个判断: “这个世界由野心家引领的乱时代过去了,未来是和平的时代、拼经济的年代,而企业家就是引领这个大时代的人物”。

正是因为有着类似中国古代知识分子“登车揽辔,澄清天下”的情怀,1987年,56岁的张忠谋接受了“台湾工业技术研究院”的邀请担任院长,但他并不满足于在实验室里的工作,他想要创办一家中国人自己的芯片公司,于是开始了人生第一次创业。

在那个个人电脑鲜有人接触,智能手机更是没有出现的年代,从事半导体芯片行业想要做大市场,谈何容易?

在张忠谋的前面,还有IBM、英特尔这样的行业航母霸占了巨大的市场份额,他一个技术出身的人,不懂得资本运作,想要迎头赶上更是难上加难。 正是这样的现实,让许多人嘲笑这位56岁还要出来“折腾”的半导体老兵,有人劝他,在大企业里再干几年就退休了,领着高额的退休金,当个“院长”名利双收那日子不香吗?

要做事的人,总是会经历这些嘲笑和不解,如果他们也和普通人一样,安于现状,混吃等死,只想着把自己的小日子过好,那么奇迹要谁来创造呢?

3、

“老兵不死,只是凋零”

面对着重重困难,张忠谋秉承着一颗要引领大时代的心,一个一个的迎头解决。

首先,做芯片需要庞大的资金,张忠某没有,但是他想到了办法,台积电先提供芯片代工,让小规模的制造商专注于开发与半导体相关的知识产权,而无需先付出巨大的固定成本,大幅降低了半导体公司进入的门槛。

在台积电创办的第二年,迎来了第一位大客户——英特尔。 英特尔的创始人之一Andrew Grove亲自来到台湾参观,在看过张忠谋的产品之后,竟然给出了266个缺陷的意见。 台积电的工程师们夜以继日的优化工艺,最终通过了英特尔的认证,赢得了第一张大合同。

这次订单非常关键,不仅给台积电带来了利润,还因为有了英特尔的背书,台积电在业内的名气开始慢慢打响。

接下来的30多年,张忠谋带领着台积电一步一个脚印,不断攀上了新的高峰。

1997年,台积电在美国纽约证券交易所上市。

2002年,台积电成为第一家进入半导体产业前十名的晶圆代工公司。

2010年,台积电为全球四百多个客户提供服务,生产超过七千多种的芯片。同年全年营收为新台币4,195.4亿元,不断刷新纪录。

2017年3月20日, 台积电的市值首富超越了英特尔,成为全球市值最高的芯片公司。同年台积电净利润达到800亿元,是同年华为公司的两倍。

2019年,台积电在美国《财富》杂志评选为 "全球最大500家公司" 排行榜中,营收规模名列全球第363名,获利规模名列全球第39名。同年,2019年8月,在"全球顶尖100家公司" 排行榜中,公司市场价值名列第37名。

今年已经89岁的张忠谋,在2018年的时候宣告了从台积电退休,将公司业务全部交予后辈打理。但是,他的另一份事业又重新开始了,那就是写作。用张忠谋自己的话来形容退休状态,就是“老兵不死,只是凋零”。

少年时的张忠谋,曾经也是一位文学爱好者,有着一个作家梦。 但是父亲在看了他写的文章后,说了一句:“如果你选择当作家,恐怕要饿肚子了”。这句话点醒了张忠谋,他很认真的读了自己的文章后,也意识到和专业的作家水准还有很大的差距。于是放弃报考文科,选择了攻读商科。

“世事洞明皆学问,人情练达即文章”,年少不经事的张忠谋,写的都是“为赋新词强说愁”的东西, 如今经历了80余年的沧桑,不仅读了万卷书,行了万里路,还引领了一个时代的崛起,再加上退休后有着大把闲暇,他终于又拿起了笔,准备为自己写一部传记。

我相信,这一定是一部非常精彩的传记,有让我们更深入的了解张忠谋和他所经历的“乱时代”和“大时代”。

9月15号华为麒麟系列高端芯片,包括全新的麒麟9000,在售的麒麟990或都将迎来断供。这意味着接下来即将发布的全新旗舰,Mate40系列手机不仅产能有限,而且将会是麒麟系列芯片的绝版手机。华为手机或将退回联发科时代。

而这样的结果,原因已经人尽皆知,美国的疯狂制裁,遏制华为这类中国半导体企业。就是为了限制中国半导体产业的天花板高度,你可以做得比别人好 但是你不能超过我,归根到底就是钱。

目前中国每年的半导体产品进口额,已超过三千亿美元。贸易逆差超两千亿美元。这样的逆差是什么概念?也就是说我们每年要给半导体全球产业链上的国家,贡献两千多亿美元,两千亿美元的外汇又是什么概念,我们每年的原油进口额不到两千亿美元。随着中国互联网的全面扩大,半导体产品进口已经悄无声息地成为进口商品第一大项目。如果我们在半导体上取得突破,某些人不仅会失去全球最大的客户,还会被自己的客户抢去饭碗,也正是因为这样的逆差,我们更要下定决心发展自己的半导体产业。

目前旧版的EDA软件还能用,各种公版芯片架构也还没被限制授权。华为芯片设计水平依然能处于世界一流水平,麒麟9000芯片制程已经缩小到5纳米级别。能够媲美苹果旗舰芯片。其实,看美国人有多紧张,就能知道今天的华为有多出色。目前被抓住咽喉的是如何把设计变成产品,至于为什么说是目前,不言而喻,EDA设计软件停更 架构限制授权,都会成为美国接下来的限制工具。目前美国砍向华为的大刀是让华为喘不过气来的荷兰阿斯麦尔EUV光刻机。我们不生产芯片,我们只是光刻机制造商。这是一家一年卖222套机器,净利润就有14.67亿欧元的光刻机垄断企业。

阿斯麦尔也是全球唯一一家,能够提供7纳米及以下制程的企业,为什么这么牛X的企业不在法国,不在美国。而是在一个以发达农业著称。全球工作时间最短的荷兰。

1984年阿斯麦尔和飞利浦合资成立阿斯麦尔,后来阿斯麦尔买下了飞利浦的股份,成为阿斯麦尔独资公司。成立之初只有31名员工,那时候的光刻机还是日本和美国企业的天下。

一直到2007年,阿斯麦尔都没办法在尼康面前抬起头,直到台积电的工程师林本坚提出浸润式光刻机。阿斯麦尔翻身的日子来了。日美没有光刻机公司愿意和台积电联合研发浸润式光刻机。阿斯麦尔决定赌一把,和台积电合作,最终成功实现了132纳米的芯片工艺。一把把尼康甩在身后,阿斯麦尔的EUV光刻机迅速走红。台积电、英特尔年年砸钱抢着要,荷兰只是阿斯麦尔的注册地背后是整个欧洲和美国的支持。德国工业的蔡司镜头,Cymer的光源技术,HMI的电子束检测设备等。阿斯麦尔自然也受到美国的监管和扶持,也正是因为荷兰实力较弱,把阿斯麦尔放在荷兰让美国人很放心。

两年前我们好说歹说,为荷兰送去天价的贸易订单,换来阿斯麦尔2019年向中芯国际,交付两台极紫外EUV光刻机,但是这两台光刻机目前来看已经是化为泡影。等到若干年后阿斯麦尔履行合同已经是老旧产品,人类文明发展到如今,一块芯片是目前人类文明最为顶尖的体现,一台顶级光刻机是比航母战斗群还要致命的国之重器。

美国人自然要牢牢抓着光刻机,美国掌握全球半导体产业的话语权这点不奇怪。要分析的是美国为什么会掌握着全球半导体产业的话语权,向来在 科技 领域藐视美国的日本,为什么突然显得无声无息。

早在1946年,世界第一块PN结型晶体管在美国人威廉·肖克利的手中诞生。1960世界第一块硅集成电路在美国仙童半导体公司出现。标志着半导体产业进入“硅”时代。彼时的日本还是一个意气风发的少年,完全看不出是首都被炸得满目疮痍。两个城市挨过原子d的国家,战后的日本人什么都想做 也什么都能做。对于半导体而言,日本人志在必得。

1955年,索尼成立仅十年,开始涉足半导体产业,用来制造收音机。日本企业纷纷加入生产,大量爆款收音机涌入美国。十年后的1959年,一年内日本就制造了8600万个晶体管直接超越美国成为世界第一晶体管生产国,真的是初生牛犊不怕虎。日本又在一个行业超越了老大哥三菱、京都电气等也在日本政府的扶持下,在美国技术的基础上 涉足半导体产业,这种上下一心通力合作的单一民族国家,不可谓不可怕。

1973年石油危机爆发。经济衰退,欧美家庭加不起油也买不起电脑,半导体产业衰退。日本人的卡西欧计算器遭遇了滑铁卢。美国人又研发出了更先进的 IC集成电路。日本人就从危机中看到了机会,日本迅速落实DRAM制法革新,日本政府出资320亿日元。民间企业抱团出资400亿日元。差不多有2.36亿美元 这是70年代,日本VLSI 技术研究所由此成立,专攻电子计算机领域。日本最终实现了DRAM的全国产化,DRAM这个东西很常见,也就是现在计算机上的内存条,是一种作为存储功能的半导体元件。而这时候的中国,选择了解决温饱加强国防 科技 为优先的道路。

日本人没炸出核d,却炸出了一个半导体。日本继续投入研发在半导体的道路上迅速超越了美国。SUMCO、京瓷、东京电子等很多现在耳熟能详的日本企业在当年都是日本半导体产业链上的功勋企业,而在最关键的光刻机领域,日本也实现了国产化。尼康光刻机誉满全球。没错,早期的世界光刻机霸主是尼康。

1985年日本半导体市场占有率超过美国。日本企业占有率达53%,美国仅37%,拿得出手的公司只有德州仪器、因特尔、摩托罗拉,此时欧共体占12%。主要由飞利浦的阿斯麦尔贡献,当年谁也没想到这家阿斯麦尔才是最后的赢家。说个题外话,这一年的韩国也有1%的市场份额。总之,全球半导体产业已经由美国转移到日本。而且日本半导体已经强大到难以想象,用形容美国的词来说,就是一超多强。

除了战后美国要扶持日本,更因为日本自己就是一个DRAM大市场。仅 汽车 产业一块 每年就有源源不断的订单,而美国的半导体订单更多的是来自军方,其实看很多产业 美国和日本都是亦敌亦友的存在,不过是兄弟又能怎么样,本来是我吃肉你喝汤,现在把我的肉都吞了。

在PC还没普及的年代,全世界已经知道未来的工业引擎一定会从内燃机转移到半导体芯片上。正好赶上80年代国际局势缓和,日本在远东的政治作用下降,美日之间的贸易问题反而浮出水面。

仅在1985年,日本就给美国送去了497亿美元的贸易逆差。美国人对日本半导体产业的崛起已经不想忍了,美日半导体战争爆发,今天在中兴、华为身上发生的。在上个世纪的日本已经上演过。

第一波被针对的日本企业是三菱和日立,FBI假扮成IBM的员工,把10卷包含商业机密的文件,主动发给日立公司高级工程师林贤治。这位不幸的工程就这么上钩了。

1931年的南满铁路路轨和1937年的卢沟桥。日本人也是同样的手段 现在自己也要挨炮了,日本企业窃取美国技术的新闻迅速传开,日本威胁论也在美国大行其道。

1989年美国人最喜欢做的民意调查显示,68%的美国人认为日本是最大的敌人。第一次美日半导体谈判,美国要求没多的半导体,在日本的市场提升到20%~30%。建立价格监督机制。终止第三国倾销。加上一份《广场协定》和房地产增值,日本陷入经济泡沫。没办法,如果不让美国芯片进入日本市场,老大哥的各种的制裁让你不得安生,就不给你国防扶持。

1986年7月31日日本人签下了条约,但是美国半导体企业还是不争气,老爹都这样铺路了 市场份额还是不及日本企业。日本给美国制造的贸易逆差扩大到了586亿美元,美国人软硬兼施,先是在二战后第一次向日本低头,肯定日本半导体行业主动涨价。

1987年东芝事件被曝光,美国趁着东芝私自给苏联出口大型铣床为由,对东芝好一顿胖揍 目的自然是要打压东芝的半导体生产,1989年再次和日本签订了不平等条约《日美半导体保障协定》。

但是日本的半导体产业真的是小强完全打不死。美国人准备开始搞第三次《日美半导体保障协定》,这一回美国人开始玩起了套路,开始扶持韩国来和日本竞争,这时候全球通讯技术刚好进入1G时代。三星和现在的韩国车一样,凭借性价比出击市场,而日本企业还在走品质路线,所以吃了不少亏。美国帮助三星拿下东芝的半导体生产线 从日本企业挖人。美国对日本进口的半导体产品征税100%,对韩国半导体产品只征收象征性的0.74%,做到这一步 第三次《日美半导体保障协定》没有签署。因为美国的预期已经达到了。

韩国人也真不是吃素的,鹬蚌相争渔翁得利。三星迅速崛起,形成了全球半导体产业以美日韩三国鼎立的局面。

时间到了1995年,死扛了十余年的日本半导体企业终于喘不过气。NEC(第一)、东芝(第二)、日立制作所(第三)、富士通(第八)、三菱电机(第九)这个排名是1995年全球半导体产业企业排名。日本企业交出的成绩单,也是最后的光辉时刻。到了九十年代末期,日本半导体市场不仅被美国超越,还被韩国超越。全球半导体产业从日本转移到韩国,韩国还超越了美国,仅仅靠三星一家公司,而三星为什么能活到现在。

作为韩国最大的财阀,三星的股本有多少是美资,心知肚明,20世纪的最后一年,日本还能喘息的几家半导体企业联合成立Elpida,也就是尔必达。这个尔必达注定是个南明政权。美国人没有手下留情,继续出击,2012年尔必达宣布破产。

日本企业全面退出DRAM的全球竞争,尼康光刻机也在2007年败下阵来,日本半导体行业进入萧条期。回顾日本半导体产业成长的近半个世纪时间,政府牵头避免企业间重复研发,敏锐的嗅觉,超高的良品率,都是日本半导体辉煌的原因。失败的原因也很明显,除了来自老大哥的压力 日本也有自己的内因。

90年代末期,日本半导体公司就没有预期到PC时代的全面普及。在电脑芯片领域完全败下阵来,更别说在现在的智能手机时代分一杯羹了。不过瘦死的骆驼比马大,现在的日本半导体产业,还能老老实实为全球提供硅片、溅射靶材、光刻胶等半导体材料。每年依然赚的满满当当,而美国重新回到半导体产业的头把交椅,整个行业一直拿捏得死死的。

日本半导体产业当年挨打的 历史 ,和今天的华为如出一辙,还有中兴的前车之鉴,证明了一只狼,就算是已经吃饱的狼,不可能喂饱。不断割肉只会削弱自己的实力。在半导体产业上的落后,我们承认,但是我们不认输。由中芯国际已经能生产14纳米级别芯片,理论上可以在未来几年内完成对7纳米芯片的冲刺,而且能自主制造90纳米光刻机,底子还是有的。而摆在华为,中芯国际眼前的掣肘就是这个东西我知道长什么样子,但是我要怎么做出这个样子的东西,一台光刻机难倒了14亿中国人。除了光刻机,还要拿下EDA软件,更高自主性的架构才能设计出更高性能芯片。

这是一条非常长的路,可能是一场长达十余年的没有硝烟的战争。我们也没把鸡蛋放在一个篮子里,随着摩尔定律的逼近。如果阿斯麦尔这几年不能交付2纳米的EUV光刻机,全球半导体产业即将迎来天花板,不然芯片就要从纳米级跳进原子级别,想用 *** 刀原子来建造一座指甲盖大小的超级城市,这就不是地球上的光刻机能完成的了。

其实硅基半导体并不是信息产业唯一的支柱,如果说半导体技术是打开了20世纪的大门,那么叩响21世纪大门的 则是量子信息技术,在集成电路逐渐触及天花板的情况下,量子通信有望实现降维打击。传统的集成电路只能现实0或者1,需要进行大量运算,需要海量电路,属于二进制信息单元,即经典比特,而量子芯片能通过亚原子粒子编码数据,以量子比特进行运算,最大的优势就是能进行叠加态运算。

经典比特需要一次一次运算,需要更密集的集成电路。而量子比特可以用量子状态进行表示能同时进行一百次的运算或者存储,而且量子芯片能摆脱硅基的限制,能改变欧美光刻机垄断的局面。

中国在量子信息技术上已经走在了世界前列,世界首颗量子卫星“墨子号”世界第一条量子通信保密干线、京沪干线都由出自中国科学家之手,芯动不如行动,只要肯做 肯投入、肯合作、沉得住气,距离国产芯片摆脱掣肘的一天 并不会太远。

从航母到理想L9都使用了碳化硅材料,是因为该材料有如下优势。

一、碳化硅是优秀的第三代半导体材料

性能优良的碳化硅,代表着先进的生产力,第三代半导体材料是由碳化硅、氮化镓等构成的一种宽禁带半导体材料,它的击穿电场高、热导率高、电子饱和率高、抗辐射能力强。

因而可以在高温、高频率环境下工作,并可在低功耗条件下实现高功率工作。

二、推动新能源汽车变革

早在2018年,特斯拉MODEL 3在主逆变器中就率先安装了24个由意法半导体生产的碳化硅MOSFET功率模块,这也是该种材料在民用方面较早的大规模应用。

以新能源汽车为例,根据Cree公司的计算,如果将纯电动汽车的电源元件转换为碳化硅,则可以提高电能转换效率,提高电能利用效率,降低无效热耗,从而降低整体能耗5%-10%。

2019年,碳化硅功率装置的市场规模达到5.41亿美元,2025年有望达到25.62亿,年均复合增长率30%左右。随着下游应用如电动车等的不断发展,导电碳化硅基板的市场将会迅速发展。

在应用方面,未来5年,高速发展的新能源汽车将是碳化硅行业的一个长期发展动力。2025-2030年,由于充电桩设施完善,光伏技术成熟,碳化硅产业有望成为第二、第三个驱动力。

三、应用市场十分广泛

碳化硅不仅仅可以应用在新能源汽车,在高铁列车、航空航天、无线通讯等行业中都有广泛的应用前景,但碳化硅的市场潜力还没有完全开发出来,从产业链的中游来看,它的成长空间很大,将会是推动上游材料发展的一大推动力。


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