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如何突破半导体行业困境?台湾Fabless行业的发展经验值得参考

发布时间:2019-09-10 来源: 责任编辑:wenwei

【导读】集成电路,也就是IC芯片,是在1958年9月,由美国德州仪器公司新进工程师基尔比(Jack Kilby)所发明,从此电子产品逐渐进入人类的生活,生活型态发生了重大的改变。
 
如何突破半导体行业困境?台湾Fabless行业的发展经验值得参考
集成电路产业链
 
1974年2月,在台北市南阳街的小欣欣豆浆店中,台湾多位重量级政经界人物在看到制造业逐渐走下坡路的状况之下,共同讨论并决定集成电路技术应成为行业的发展方向,这项决定影响了台湾数十年来的发展,不仅让台湾变成真正意义上的硅岛,也同时改变了全球产业的走向。
 
1 因行业转型而走入半导体,一路从逆境中走来
 
芯片是所有电子产品或者是计算应用的核心基础,为了满足不同的系统设计以及方案的需求,芯片设计极为多样化,不论是模拟芯片、数字芯片、针对高性能计算的服务器芯片,还是手机或PC用的处理器芯片,总之,在搭配上可说是千变万化。
 
虽然台湾因为制造业的衰弱而走向IC设计产业,但IC作为所有电子产品的核心反而成功地让台湾的制造业转型,从原本的传统加工业(如衣食住行类型的产业)转为高科技制造业。
 
然而台湾的整个半导体产业发展也和大陆有着相似的脉络,那就是曾受到美国各种意义上的贸易压制,当初恶名昭彰的301条款就曾压到台湾产业喘不过气来,许多原本很有潜力的产品以及技术在发展初期就被闷死在襁褓之中。
 
而后来技术和人才的外流,更在市场上创造了许多竞争者,但业者并没有因为挑战增加而放弃,不仅成功走了出来,并发展出了独有的产业型态,而这些经验的确可以为大陆发展半导体产业发展提供价值参考。
 
2 台湾芯片设计的发展脉络
 
在IC设计产业发展初期,设计和制造几乎都是一体的,也就是现在大家都在讲的IDM模式,而一些规模较小的IC设计业者,因为资本不足,无法负担自有晶圆厂,因此常会把设计出来芯片产品交给其他具有自己晶圆厂的IDM厂商进行制造,这也是最早的代工模型。然而早期在专利保护意识缺乏的情况之下,将设计出来的芯片交给其他IDM制造,长时间后等同于把设计送给竞争厂商。
 
因此,常常有企业辛苦开发完芯片产品,并交给其他IDM进行生产产品上市后发现竞争对手的相同功能产品也跟着推出,容易导致形成不正当竞争。
 
台湾芯片设计业者最早也苦于找不到专业晶圆制造,所以芯片产品设计出来之后,常常要冒着被盗用的风险交给其他IDM厂商代为生产,后来台湾业界认为这样下去不行,因此由台湾的工业技术研究院和荷兰的飞利浦电子公司签约合资成立台积电,并由时任院长张忠谋带领其手下的工程师于1987年筹办成立,成功带动了台湾与全球的芯片设计风潮。
 
张忠谋在接手台积电之前,曾担任过联电的董事长,而谈到IC设计,就不能不提联电。
 
3 联电——台湾IC设计之母
 
在多数人的印象中,联电是一家二线晶圆代工厂商,一直跟着台积电的屁股跑,但技术永远拉不上去。但事实上,台湾很多最早的一线半导体与IC设计从业者都是出自于联电体系,包含联发科、联咏、联扬、智原等。
 
如何突破半导体行业困境?台湾Fabless行业的发展经验值得参考
出身于联电系统的IC设计业者在2018年全球十大IC设计公司排名中占得两席(联发科、联咏)
 
而最初联电在1980年成立时,是一家具备自己晶圆厂产能的IC设计企业,其营业模式是标准的IDM模式。联电曾依靠自己的实力设计并制造出许多知名产品,包含电视芯片、手机芯片,以及最出名的是在1982年对英特尔X86处理器进行逆向工程,并成功以之打造出性能更好更省电的处理器。
 
逆向工程在当初是完全合法,且联电使用的方法合于美国规定的专利保护条款,英特尔后因此事控告联电侵权,最终以英特尔败诉收场。然而英特尔利用当初台湾苦于美国贸易制裁,对台湾政府施压,同时发起更多诉讼,联电在资源不足的情况之下,无力和英特尔抗衡,原本退而求其次想向英特尔授权X86,但英特尔看联电设计出来的处理器太强,如果授权联电制造,英特尔恐怕市场会被整碗端走,因此断然拒绝,联电最后也只能放弃自有的X86处理器计划。
 
若当初英特尔愿意授权,那么当初就会有除了英特尔、AMD以外的第三家X86“真男人企业”(AMD创办人Jerry Sanders在晶圆代工产业发展初期的名言“拥有晶圆厂才是真男人),现在的X86处理器市场格局恐怕也会大大不同。
 
尔后,联电放弃了芯片设计,原本能早于台积电转型成为纯晶圆代工厂商,但受到张忠谋的阻挠,张忠谋在联电担任董事长的时候,就已经秘密计划台积电的成立,因此当然对于联电的转型并不乐见。
 
由于张忠谋的阻挡,联电晚了台积电数年的时间才正式进入晶圆代工行业,代工业务开始之后,为了避免有盗用客户设计的疑虑,联电决定把旗下的芯片设计部门切割独立出来成立公司,也就是前面提到的联发科、联咏等企业。这些纯芯片设计公司也同步带动台湾与大陆的产业转型。
 
举例来说,联发科最早从功能机时代就进入手机芯片设计市场,而大陆的电信行业转型,很大程度上是联发科在背后推动。尤其是在2G转3G时,智能手机的概念兴起,联发科以其知名的Turn-key方案为大陆手机产业打下基础,现有的几大手机厂商几乎都是当初联发科的大客户,即便是华为,其自有麒麟芯片,也几乎都是采用联发科的成熟方案。
 
如何突破半导体行业困境?台湾Fabless行业的发展经验值得参考
在由功能机转向智能机的道路上,联发科可说是产业的最大推手。
 
换句话说,如果没有联发科,大陆的智能手机市场就无法发展到现在的蓬勃状况。
 
而最早的大陆IC设计行业,也有很多都是台湾的芯片设计人才过来主持并推动的,包含智能手机芯片、平板电脑芯片以及各种控制芯片等,非常多样化。要说大陆的芯片设计行业是由台湾启蒙,其实一点也不为过。
 
4 台湾Fabless发展从逆境中走来,值得大陆半导体行业参考
 
台湾早期发展半导体产业,苦于资金不足,无法每家芯片设计公司都能拥有自己的晶圆厂,因此走向了无晶圆模式,而因此需求发展出独步全球的晶圆代工模式,引领了全球半导体产业发展。
 
在过去,台湾芯片设计行业可说是在最艰困的情况下走来,内需规模小、资金不足、且又长期遭受美国贸易制裁,可以说集众多不利因素于一身,但仍能有现在的发展成绩,其弹性、创新,以及快速应对市场的能力,值得大陆相关行业学习。
 
大陆半导体行业在大基金的带动之下,也需有远大的视野以及布局,尤其在核心技术方面,不只要掌握人才发展,同时也要勇于走出舒适圈,推动更大的技术创新。同时,把市场推向全球,不能只做本地生意,最后变成削价竞争,伤害行业发展。
 
同时半导体行业有许多细分领域需要关心,若多样化不足,就好比只剩少数生物存活的生态圈,容易走入衰败的格局。
 
 
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