臺(tái)積電建立的競(jìng)爭(zhēng)力壁壘
2021年全球霍爾元件 等芯片缺貨，讓幾個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)如汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了前所未有、幾近封喉的斷鏈危機(jī)，美國(guó)、歐洲和日本也大夢(mèng)驚醒、豁然察覺(jué)到整個(gè)臺(tái)灣積體電路制造業(yè)在全球半導(dǎo)體生態(tài)圈舉足輕重、不可或缺的分量?；谶@次供應(yīng)鏈中綴的慘痛教訓(xùn)，這就驅(qū)使相關(guān)國(guó)家紛紛訂定新的政策，意圖恢復(fù)在地的半導(dǎo)體制造產(chǎn)能。
雖然臺(tái)積電創(chuàng)辦人張忠謀認(rèn)為，這些努力所產(chǎn)生的晶圓廠其生產(chǎn)制造成本效益可能不及臺(tái)廠，但地緣政治與國(guó)家安全的考量通?？偸橇桉{純經(jīng)濟(jì)利益的計(jì)算，所以未來(lái)幾年歐美日自建晶圓廠的趨向看來(lái)勢(shì)在必行。
臺(tái)積電在2021年全球芯片制造市場(chǎng)占有率約56％；尤有什者，在10納米以下高階制造市場(chǎng)占有率更高達(dá)63％！臺(tái)積電對(duì)世界的重要性，Nvidia老板黃仁勛說(shuō)的最傳神：「隨時(shí)走進(jìn)世界上任何一個(gè)商業(yè)會(huì)議場(chǎng)合，其中必有一與會(huì)者身上帶有臺(tái)積電生產(chǎn)的產(chǎn)品，其普及性如水一般?！钩水a(chǎn)能自主與在地化的考量外，歐美日韓對(duì)臺(tái)積電如此獨(dú)占鰲頭的市場(chǎng)地位也極為不安，尤其針對(duì)最先進(jìn)的制程，更是磨拳擦掌、勢(shì)在必得。除了三星一再加碼對(duì)前沿晶圓代工技術(shù)的投資，近日傳出美日兩國(guó)將聯(lián)手開(kāi)發(fā)2納米制程，并期于2025年量產(chǎn)。
面對(duì)如此嚴(yán)峻的外部挑戰(zhàn)，臺(tái)積電建立了什么競(jìng)爭(zhēng)力壁壘足以力退世界列敵？
基于外資持股比率長(zhǎng)年高于70％，臺(tái)積電可算是國(guó)際性的公司，但其先進(jìn)制程研發(fā)部門幾乎全部以臺(tái)灣團(tuán)隊(duì)為主，這樣的團(tuán)隊(duì)組成如何與美日歐精英研發(fā)部隊(duì)相抗衡？高階制程研發(fā)涉及設(shè)備的客制組裝搭配與運(yùn)作參數(shù)的調(diào)校優(yōu)化，所需的研究基礎(chǔ)設(shè)施極為昂貴，絕大部份的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都無(wú)法負(fù)擔(dān)相關(guān)的投資。
加上半導(dǎo)體公司也不愿意開(kāi)放其高端設(shè)備供外部研究人員使用，以致近十年來(lái)美國(guó)頂尖大學(xué)如MIT、Stanford、Berkeley的半導(dǎo)體研究團(tuán)隊(duì)，大多只能著墨于創(chuàng)新半導(dǎo)體元件架構(gòu)的理論探索與分析，很難也很少投入前瞻制程細(xì)部工程的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)與精進(jìn)。易言之，因?yàn)楦邇r(jià)研究設(shè)施設(shè)下的天險(xiǎn)，短期內(nèi)美日頂尖大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)很難在這次半導(dǎo)體極高端制程競(jìng)賽中參與或貢獻(xiàn)太多，大大削弱了先進(jìn)國(guó)家傳統(tǒng)學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)其競(jìng)爭(zhēng)力的加持。
再者，先進(jìn)制程的研發(fā)牽涉材料、設(shè)備、軟件控制、工序、檢測(cè)、人員操作訓(xùn)練等多個(gè)維度，很難無(wú)中生有、一蹴可幾，大多基于前一代制程為基礎(chǔ)藍(lán)圖，沿著循序漸進(jìn)、積小成大的脈絡(luò)逐步成形。因此，臺(tái)積電自10納米制程以來(lái)所開(kāi)發(fā)出來(lái)、領(lǐng)先同業(yè)的工藝技術(shù)，為其下世代制程的開(kāi)發(fā)打下重要的基礎(chǔ)，建立難得的不公平優(yōu)勢(shì)（unfair advantage）。
過(guò)去30年來(lái)，臺(tái)積電以專業(yè)晶圓代工的定位服務(wù)成千上萬(wàn)芯片設(shè)計(jì)的專案，為了符合客戶的芯片設(shè)計(jì)對(duì)晶圓制造各式各樣的特殊考量、要求與限制，累積了深厚廣泛的應(yīng)用know-how，也練就了一身客制基本制程以達(dá)成客戶需求的本事；譬如說(shuō)，大功率電子電力線路的先進(jìn)封裝，CMOS影像感測(cè)器（CIS）的晶圓堆疊等。這種因勢(shì)制宜客制能力無(wú)由速成，只能長(zhǎng)期積累，然對(duì)其他以前非專業(yè)半導(dǎo)體代工公司而言，將需相對(duì)漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)曲線始能竟其功。
除了制程精度與良率，芯片設(shè)計(jì)商還特重晶圓代工公司的可信賴度，因?yàn)榍罢邔⒅卮蟮墓緳C(jī)密及最終產(chǎn)品品質(zhì)交付后者，如果兩者在其他市場(chǎng)有商業(yè)性競(jìng)爭(zhēng)，他們之間的信任與合作關(guān)系就很難長(zhǎng)久維系。舉例來(lái)說(shuō)，蘋果公司很不得已才會(huì)找三星代工因?yàn)閮烧咴谑謾C(jī)市場(chǎng)有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系；同樣的，Nvidia很不可能找英特爾代工因?yàn)閮烧咴谫Y料中心市場(chǎng)有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。因?yàn)榕_(tái)積電是專業(yè)晶圓代工公司，則毫無(wú)這方面的顧慮。
最后，除了以如中立的定位不偏不倚地為芯片設(shè)計(jì)商提供制造服務(wù)，臺(tái)積電更進(jìn)一步大幅簡(jiǎn)化許多芯片商設(shè)計(jì)流程中的步驟，如提供與目標(biāo)制程匹配的標(biāo)準(zhǔn)線路元件庫(kù)、加速后端電路布局布線、協(xié)助設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的診斷修復(fù)等，并深度投入極大化客戶芯片設(shè)計(jì)的可制造性與良率。這種以客為尊的全方位制造服務(wù)態(tài)度，臺(tái)積電的現(xiàn)有客戶早已習(xí)以為常，但就錮于既有制造業(yè)務(wù)范圍、非專業(yè)代工的晶圓廠而言，將對(duì)其內(nèi)部工作文化，產(chǎn)生巨大的沖擊與挑戰(zhàn)。
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