在新一代掌门手中,台积电与三星谁会赢下芯片代工龙头之争?

随着5G时代到来,全球半导体行业景气度暴涨。

台积电作为全球规模最大、技术水平最高的晶圆代工厂,凭借3nm工艺震撼世界,不仅营收大涨,市值也超过5500亿美元创下最高纪录,成为美国市值排名第九的公司。

而另一晶圆代工巨头三星,这些年来始终在台积电后面苦苦追赶,但就是无法消除与对方的差距。

据最新消息,在李在镕亲自掌舵下,三星电子将向其下一代芯片业务投入超过1100亿美元,并在2022年量产3纳米芯片,押注能够最快两年时间拉近与台积电的差距,并在2030年前超越台积电抢下全球晶圆代工的头把交椅。三星甚至向光刻机制造商阿斯麦尔(ASML)抛出橄榄枝,希望先于台积电获得EUV(极紫外光)光刻设备。

在半导体产业当中,最为人所津津乐道的,恐怕就是代工龙头台积电与对手三星的竞争了。连台积电创办人张忠谋都表示,三星电子是很厉害的对手。但回顾过去可以发现,三星要赶上台积电,不容易。

▲图片来源:台湾科技新报

三星要”Kill Taiwan“

三星和台积电,几乎是同时进入电子产业的。

1987年,已经从德州仪器三把手位置上退休的张忠谋,为了圆多年的创业梦,成立了台积电,专门为其他芯片公司做代工制造。在同一年,三星创始人李秉哲去世,三子李健熙接位,他瞅准当时美国打压日本半导体业的机会,喊出了“二次创业”的口号,大举进军存储芯片领域。

得益于老东家德州仪器的管理经验、IBM的授权技术、大批从美国回流台湾的人才、以及美国企业送来的订单,专注于逻辑芯片制造这个赛道,台积电成立后业务量不断增加,其代工模式也渐渐得到了业界的认可。

2004年,台积电在铜制程工艺和湿法光刻技术上率先突破,不仅终结了IBM的技术霸权,还联手ASML击垮了日本佳能和尼康,令台积电的代工工艺一骑绝尘。那一年,台积电拿下全球一半的芯片代工订单,位列半导体行业规模前十。

而三星凭借“高薪挖人、低价卖货”的策略,快速提升技术,用价格战挤压对手的市场空间,并采用“反周期”投资法,亏得越多投得越多,也在2004年,击垮日本东芝等公司,拿下全球30%的存储芯片份额,成为存储芯片霸主。

但三星并不就此满足。2005年,它开始进入12吋逻辑晶圆代工领域,跟台积电抢夺市场。

比如,面对高通,三星让自家手机购买高通芯片,然后说服高通把芯片代工交给三星,以买寻卖;面对苹果,三星则使出存储芯片、面板、芯片代工的捆绑销售策略。2006年,三星代工收入不足1亿美元,但四年后,增长了3倍。

2009年,台积电遭遇“水逆”。

刚刚经历全球金融危机的台积电利润大幅下滑,公司CEO蔡力行推行了更为严厉的绩效考核制度,因政策执行得不近人情,公司形象严重受损。与此同时,公司新产线良率也迟迟不能改善,有客户甚至取消了订单。不仅如此,台积电2002年铜制程突破的研发骨干梁孟松,也在这一年选择离开。

而此时,李健熙的长子李在镕则在三星公司内部宣布了一项野心十足的计划——Kill Taiwan,即先消灭台湾的面板和存储芯片产业,再打垮台积电这个台湾电子产业的标志,由三星完全主宰先进电子产业。

苹果台积电互相成就

危急时刻,已经半退休的张忠谋不得不再次出山,亲自掌管台积电的运营。

回归后的他做了两件事:宣布之前的裁员无效,并给已经退休的老臣蒋尚义下达了死命令,回来把公司新增的近10亿美金研发费用,尽快花出去。

张忠谋和蒋尚义的回归可谓立杆见影,台积电不仅客户回流,在28纳米制程的关键技术上,蒋尚义因为选择了后闸级方案,产品良率大幅提升,而研发前闸级的三星却进展缓慢。

为了扩大对三星的领先优势,台积电又把目光投向了大洋彼岸的那个超级客户——苹果。

2010年,苹果首次发布搭载自研芯片的智能手机iPhone 4,而iPhone 4搭载的Arm架构A4芯片也是由三星代工的。

那时,苹果正被三星逼得喘不过气来,一方面三星智能手机在全球热卖,市场份额接近20%,对苹果构成严重威胁;另一方面,苹果又不得不从三星采购超过一半的关键零件,很希望能找到一家企业替代三星生产处理器芯片。

几番接触下来,台积电和苹果最终达成了合作意向:苹果同意将整代A8芯片订单交给台积电,前提是台积电准备90亿美元建厂资金和6000个工人以确保产能。

接下来,2011年到2013年,台积电新建一座并扩建两座12寸晶圆厂,疯狂扩产,同时还派出近百人的「One Team」奔赴美国苹果总部,帮助苹果解决A6芯片的设计问题,再帮助苹果处理专利认证问题,绕过三星的专利。

台积电甚至在竹科12厂开辟出一条“苹果专属”20nm A8芯片研发生产线,这是台积电首次为客户打造研发、生产合一的新制程生产线。

2013年,A8芯片获得成功,台积电终于将芯片代工合作落地到了iPhone上。截至2019年停产,搭载A8芯片的iPhone6共出货2．5亿台,成为苹果最畅销的产品。

台积电巩固龙头地位

凭借A8芯片,台积电赢得了苹果的信任,但这并不意味着它在市场的较量中完全胜过了三星。      

前面提到的梁孟松,2009年离开台积电后,虽然碍于竞业禁止协议无法立刻加入三星,但频繁往返于韩台之间,与三星的研发人员往来密切。而三星的技术也一年一个台阶:45nm、32nm、28nm,到2011年梁孟松正式加盟时,已经几乎和台积电平起平坐。

特别是,在梁孟松的帮助下,三星推出了全球首个14nm FinFET工艺。

FinFET即芯片3D化,是台积电憋了近十年的大招,也是公认打开20nm以下制程的关键钥匙,而梁孟松正是FinFet的发明人、台积电首任CTO胡正明的得意弟子,也是台积电FinFet量产的执行者。

凭借14nm FinFET工艺,三星拿下了苹果A9芯片的近一半代工,台积电本以为板上钉钉的苹果A9芯片订单,硬生生被三星吃去一大块。苹果动摇后,高通也宣布将最新的芯片交给三星代工,台积电接连丢掉重要订单。

张忠谋虽然承认台积电有些落后,但他很快也发起了反击,一方面把研发制度改为三班倒,“24小时不间断研发“,大幅上调研发人员薪酬;另一方面在法律上围剿梁孟松,最终法院强力判决梁孟松不得在2015年底前回到三星。

由于梁孟松疲于应诉、无暇工作,而三星又急于求成,结果在A9芯片上翻了车。虽然三星生产的A9芯片号称制程更先进,但实测显示,三星代工的iPhone 6s芯片续航时间比台积电代工的少了2小时,机身温度却上升了10%。而台积电采用16nm制程工艺生产的A9芯片功耗更低,甚至能达到高于三星30%的能耗优势。

虽然苹果官方称台积电和三星生产的芯片间的差异不会超过2～3%,但消费者并不买账,纷纷退货,三星的声誉大受影响。苹果不得不把给三星的A9订单逐渐转移给台积电,而且A9以后的每一代A系列芯片,包括近期最新的 A14 系列处理器,苹果就再也没有让三星代工。

彻底赢得苹果信任的台积电,再次占领了代工市场一半以上的份额(今年第三季度达到54%,三星17．4%)。

▲台积电制程技术演进

如今,张忠谋已经彻底从台积电退休,他的老对手李健熙则驾鹤西去,传到新一代掌门手中的台积电与三星,仍会将竞争延续下去。

台积电的优势是技术和资金实力雄厚,管理绝佳,并且一心搞研发和芯片代工,给全世界的科技企业打工,强调“中立的服务理念”,这让客户可以安心托付(美国因素除外)。

三星作为韩国第一大财阀,资金和技术实力同样雄厚,可以拿出比台积电更多的资本开支,更有着韩国人与众不同的发疯般劲头和豪赌的性格。

相信未来双方的竞争,仍将是极有看头的产业话题。