台积电:晶圆代工帝国是怎样炼成的

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台积电,全球最大的晶圆代工厂商,而本身晶圆代工这个行业也是台积电首创的。而张忠谋,作为台积电的创始人,是怎样一步一步把一个台湾企业,乃至一个行业发展到巅峰的呢?我们来看一下这个晶圆代工龙头的发展史。

 

而说台积电,张忠谋是首先需要介绍的:

张忠谋:近乎完美的学习和工作经历

张忠谋,1931年生于浙江宁波。1949年赴美留学,大学本科读的是哈佛大学,硕士读的是麻省理工学院,博士读的是斯坦福大学。他的学习经历接近完美。

而他的工作经历也是近乎完美的。在毕业面试的两个月内,张忠谋就获得了4家公司的面试邀聘函。鼎鼎大名的福特汽车成了他最满意的对象。一是工资待遇好,另外也对从事的行业有把握。另一家叫“希凡尼亚”,正计划开创以半导体为材料的晶体管的公司,待遇也很好,但因自己对半导体一无所知,所以没做考虑。

然而“希凡尼亚”的工资比福特还要高出一美金,所以他还没有下定决心。为此,他决定和福特“讲价”:“我恭敬地说,我很想来福特,但另一家公司的月薪比福特高,可不可以请他们考虑提高起薪?电话线上的人事经理,是面试我的同一个人,但现在的神气与面试时的谈笑风生很不相同。他很冷漠,也很不客气:‘我们不讨价还价。公司已决定雇佣你的月薪。你要来就来,不要,就请便。’”

善变的经理人惹怒了年轻气盛的张忠谋。“我对福特有把握,但是难道我不肯冒险去‘希凡尼亚’做我没有把握的事情吗?”

1955年5月,张忠谋一气之下去了自己不熟悉的“希凡尼亚”,开始为他风光无限大半生的半导体事业奠基。这也不得不让他感叹:“人生的转折点,有时竟是这么的不可预期!短短的一个电话,加上一时冲动的青年感情,就让我和半导体结了一生的缘!”

为在半导体业立足,作为外行者,张忠谋加快步伐,学习向前。几星期内就完成一项晶体管生产的模焊接技术改良,并向全公司推广。这让他很受鼓励:“学校外面的世界,并非那么充满荆棘。”

他找到晶体管发明人之一,诺贝尔奖得主夏克雷的经典著作——《半导体之电子与洞》,“一字,一句、一段慢慢地读,读了又想,想了又读。”读了想,想了读仍然不懂的,就去请教一个几乎夜夜喝酒,但技术高深的高人,“每天吃晚餐时就和他坐在一起。”同时,还大量学习和了解行业内最新、最权威的学术成果、论文或信息。

一年左右,张忠谋从门外汉,成了行家里手,而且被提升为公司研发部科长,手下带有4个小兵。正当他计划再上层楼时,公司却连连亏损。新来的外行上司要求他辞退科室里两个没犯错误的年轻下属,他不服,也没能说服新上司,很果断的收拾东西,挥袖而去。

1958年是张忠谋人生的又一个大转折,当年,离开“希凡尼亚”的他,去到了正在创造一个多么不同的半导体时代的德州仪器。走进了美国德州仪器公司,一做就是20多年。

德州仪器当时只是一间小公司,但已是半导体业不可抵挡的新势力。在张忠谋进入之前,就已通过发明硅晶体管,改写了半导体市场版图。一到那里,张忠谋就感到震撼:“‘疲倦’简直是听不到的形容词。加班是不成文的规定,而且全都是自愿,也没有什么加班费。‘失败’从不被接受;‘挫折’可被理解,甚至同情。但受挫折者必须振作重来,如再有挫折,再重来,直到成功为止。”

张忠谋也立即成了邻居眼里“疯狂的工作者”。一进去,就成功克服大难题,IBM将几个自己发展的产品交给德仪生产,张忠谋负责了其中最难的一项,在“每天早上8点上班,晚上7点回家吃晚饭,吃完晚饭后又回厂看夜班的成绩,直到半夜第三班开始后才回家”的努力下,他领着一个3人团队,不到一年就取得成功,良率超过IBM本身。赢得了“27岁人生中最喜悦的一天。”也让当时的德仪半导体制程部门执行长道森对他另眼相看,并亲自送他1000块美金花红的意外之喜。

在德州仪器期间,张忠谋领着几位工程师,只用一年多时间,就开发成功一项新产品,超过了研究者IBM原有的设计水准。这一壮举表现了他的超常能力,赢得了总裁海格的器重。公司老总有意送他去攻读博士,他选择了当时代表全美半导体研究最高水平的斯坦福大学。

3年之后,张忠谋顺利通过博士论文答辩。重回德州仪器,他正赶上一个紧要关口,IBM向德州仪器订购一种电晶体元件,公司却没有能力供应,前任为之焦头烂额。张忠谋临“危”受命,指定几位工程师,很快就把这个元件开发出来,IBM大量采购。他由此创造了一个纪录,一年内把他分管的集成电路部门营业额提高一倍半,利润也翻了一番。

两年后,张忠谋升任德州仪器公司的副总裁,5年后又升任主管全球半导体业务的资深副总裁,成为第三号人物。他领导着全公司二分之一的员工,业务覆盖全世界50%的市场,创造的营业额占公司的半壁江山,他所推广的半导体制程已成为产业标准。

最辉煌的还是他首先发动的动态随机存取存储器市场大战。那是1972年,当时市场上的存储器主力产品只有1K,德州的最大竞争者就是英特尔。张忠谋看准了这个机会,超前两个等级,从4K起步,一跃成为业界霸主,令不可一世的英特尔甘拜下风。更让竞争对手刮目相看的是,张忠谋与客户协定,每季降价10%。这一招很“毒”,对手一个个败下阵来。他颇为得意:“要吓退竞争者,这是唯一的办法。”不久,张忠谋的“定期降价策略”便成为电子产业的一项标准,当时一再坚持不降价的英特尔,后来也不得不把这一策略奉为竞争的法宝。

张忠谋,由此而扬名全球电子业,有评论说,张忠谋的“定期降价策略”振动了产业界,改写了游戏规则。

在打工获得了最大巅峰以后,张忠谋在酝酿颠覆。

台积电的出现改变了半导体行业的格局

在台积电以前,半导体工厂的模式一般来说从前端的设计,到后端的芯片生产,都是由厂商独立完成的,基本所有的半导体产生都有自己的晶圆厂。例如Intel和三星等厂商,无论在芯片设计或者后端的晶圆生产,在全球都有着重要的地位,这也是他们的产品能够傲视整个市场的保证。尤其是Intel,凭借着领先市场的工艺,其产品更是令其直接竞争者AMD苦不堪言。本来半导体产业按照这个模式发展,对于大部分的芯片新进者来说,会是一个大挑战,因为晶圆生产工厂的投资,不是个小数目。

但张忠谋的一个决定,改变了整个半导体行业的走势。这也为中国半导体21世纪的崛起埋下了伏笔。

1985年,54岁的张忠谋以在美华人最高企业主管的身份,应邀出任台湾工业技术研究院院长。一到任就从实效出发,大刀阔斧地整治陈旧而无实效的研究计划,希望与工业界紧密结合,将工研院发展成台湾整体工业的研究部门。但是,工研院的环境、文化、传统都和美国企业有很大的不同,在建立新体系的同时,他感受到来自旧思维的压力。“我的努力——至少在短期中——不见得很成功。”

既然这样,从来都澎湃着大时代情怀的张忠谋,自然要去关注一些一定成功的事情:半导体公司大多把晶圆制造作为副业,因为主业不是晶圆制造,而是设计和销售自己的产品,所以他们替别人代工的服务很不好,不够专业。而台湾正好拥有日益进步的制造优势,技术人员的素质也大有提高的空间和可能,只要有人引路,就会大成功。

张忠谋看准这个机会。1986年,担任工研院院长的同时,他成立了全世界第一家专业晶圆体制造公司:台湾集成电路制造公司(台积电),并担任董事长。而且一开始,就设立大目标:“当我办一个半导体公司,当然要它长期繁荣。那只有一条路——世界级。”

一开始就充满艰辛。首先是人才难觅。张忠谋坚持,要做世界级就必须有世界级的总经理。台湾缺少这种人,他就到国际上去找。先是找到包括英特尔副总裁在内的几位前任部属,这些人看好张忠谋,却不看好台湾半导体“加上我这个做代工的馊主意。”(张忠谋语)。终于说动原美国通用电气公司半导体部门总裁戴克加盟,不到一年,又因家人不能适应台湾而离职。

其次专业半导体代工是他自己创造出的新话题,台湾半导体业更是荒原一片,刚刚诞生的台积电即使拥有秘密武器,也一时敲不开市场的大门。设在美国的一位业务代表,虽然四处奔波拜访客户,但一年多,没有带进什么客户,每次到台湾,都只能向张忠谋说一句,“我的方向正确。”然后再接再厉。

最后是大环境,当时正是半导体业的萧条期,所以,开始一两年,台积电只能靠少量订单艰难维持,吃饱了上顿,不知道下顿在哪里。

这当然动摇不了目标清晰的张忠谋,在“有挫折,有失望”的困难中,他坚信有挫折,才会有自我更新。“每个人都应设定目标,达到了,再设一个更高的目标,逼迫自我达到。”更是他坚持一生的追求。他告诉同事们:“产生新的勇气、新的信心,就能重新冲刺”。方向和方法都正确的情况下,坚持就是胜利。1988年,台积电迎来大转机。改任台湾工研院董事长的张忠谋和刚刚上任的总经理戴克一起,通过私人交情将老朋友格鲁夫请到台湾对台积电开展认证,并争取到为英特尔代工的机会。台积电要打世界大战,第一个难题就是得到世界的认可,当时还没有ISO9000,拿到英特尔的认证,就等于拿到世界的认证。但它背后的意义,远不局限于此。

厉害的格鲁夫丝毫没因私交而对老朋友网开一面,他让部属发狠挑出200多个问题,要台积电立即改进。半导体有200多道制程,英特尔一站一站地检查,检查通过后,才到下一站。

而且,不但看眼前,还要管未来,一旦认证通过,以后操作要换机器、换制程,都得先经过他们的准许。因为看过了太多商业大战的残酷,为了打赢,张忠谋素以强悍作风,落实策略的执行。他追求完美、坚持原则、而且直言不讳,不容下属不思进取,也从不以更温和的方式指出你的错误,很多人因此给他一个外号“张大帅”,那可说是名符其实。

他的部署曾经回忆:“跟他学到东西,不但斤两要足,而且能不怕他,这实在很难做到。”因此,台积电初创的时候,很多人都很难理解他坚持的高标准、严格要求和绝对世界观。很明显,刁钻的英特尔帮他一个大忙。一年多的认证下来,上上下下真正感受到了什么是世界标准。也体会到了“张大帅”的世界级苦心。

与此同时,张忠谋为台积电建章立制,让一切有章可循。打破台湾企业存有的弊病,坚持专业和制度管人,将人治色彩减至最低;争取董事会拨出利润的20%作为员工的红利,确立客观给薪方法,奖惩分明;虽然员工99%是中国人,但坚持要求将英语作为公司的绝对主语,逼着大家要有世界观。让台积电在世界级领导人,世界级愿景之外,拥有世界级的管理基础和运营环境。

半导体业的发展开始回暖后,张忠谋抓住机会火线出击,年年打胜仗,年年大成长。1994年,他辞去工研院董事长职务,全力投入企业经营,不但将台积电在台湾证交所上市,还同时创办另一家集成电路公司——世界先进。以此为起点,台积电的规模不断扩张,而且获利惊人,连连成为台湾最赚钱的公司。

台积电的专业芯片代工模式(Dedicated Foundry)改写了半导体产业的游戏规则。之前主流模式以英特尔、德州仪器为代表,集成电路制造商(Integrated Design Manufacturing,IDM)自己设计芯片,在自家芯片厂生产,自己完成测试与封装。台积电专注负责中段的芯片制造,成了全世界芯片设计公司的“中央厨房”。高通与台积电被誉为“无芯片厂的芯片设计公司+代工”的合作典范。

台积电的飞速发展

1995年,台积电年营收超越10亿美元。1997年,张忠谋亲任总经理,将台积电在美国纽交所上市,并于当年实现13亿美元营收,5.35亿美元盈利。1998年,张忠谋被美国《商业周刊》评为1997年度全球25位最佳管理者之一,被美国Bank of America-Robertson Steohens评为半导体业50年历史最有贡献人之一,台积电也获得《亚洲商业周刊》最具成长潜力、最具长期获利潜力、最佳顾主以及台湾最佳公司等荣誉;1999年,台积电获颁全球无晶圆体厂半导体协会第一座模范地位奖以及台湾经济主管部门产业科技奖最高荣誉“特殊贡献奖”,并在10天内,从9·21地震灾害中恢复了90%以上的产能;2000年,台积电在美国《商业周刊》“全球100大最佳科技公司”中排列第5名,并获得两项大奖:旨在表彰其对全球微电子产业卓越贡献的国际电机电子工程师学会首座Robert N.Noyce Medal,以及《天下》杂志“最佳声望标竿企业”综合排行第一名。张忠谋也被《天下》杂志评为“企业家最佩服的企业家”,而且排行第一。

2001年,因为国际互联网络泡沫破裂,全球半导体产业发展再度遭遇恶运,台积电的发展受到影响,但依然是当年全世界最赚钱的半导体代工公司,张忠谋也因在逆境之中的强势表现,被美国《时代周刊》及CNN评选为全球最佳的25位CEO之一。这也是他开创的又一个先例,在企业业绩值此下滑之时,依然能赢得世界级的荣誉。

后来的事实证明《时代周刊》及CNN的眼光的确过人。2002年,半导体业刚刚走出低迷,台积电就以超过50亿美元的年营收,作为全球第一家,也是最大一家专业晶圆代工公司,进入半导体产业前10名。此后,台积电更一路狂飙,稳居世界第一。到2005年,公司年营收高达82.3亿美元,税后净利高达29.1亿美元。在竞争越来越激烈,整体利润越来越低的情况下,台积电依然能以43.6%的毛利率,继续雄居台湾最赚钱公司之位。这让竞争对手,十分不好意思。

经历了电子业盛衰起伏,张忠谋的国字脸上透着沧桑与坚毅。这位常青树在台湾与业内享有盛名,到2012年,台积电取得有史以来最佳业绩,被《福布斯》评为亚洲年度商业人物。台积电营收达170亿美元,2012年10月份市值创造新纪录——突破2兆元新台币(约800亿美元),高居台湾上市公司之首。这些成就的背景,是过去3年张忠谋以耄耋之身,2009年重新担任CEO,将台积电从裁员与订单流失的泥潭里拉出来。

54岁从头开始的张忠谋,再次在世界半导体业顶天立地。如果说德州仪器时代,他是改变游戏规则的人。台积电时代的张忠谋,则是创造产业的人。在这里,他改变的不仅仅是规则。

首先,他把晶圆代工厂变成一个依赖度很高的专业。其次,他让新进入半导体业的人,不再需要投资晶圆厂就能创办半导体公司。这两个转变推动的是两个产业的崛起。哈佛大学著名管理学教授迈克尔·波特,为张忠谋总结过他在德仪之外,对世界半导体业发展的新贡献:不但创造了自己的行业,也创造了客户的行业。称赞他一口气创造了两个工业:第一个是晶圆代工业,第二个是无晶圆厂设计业。

而台湾人民最感谢张忠谋的是,他推动台湾的半导体产业登上了全球第四的宝座,并且赢回大把大把的钞票和无尽的荣誉。

握住iPhone的心脏

在芯片业浸淫半个世纪,张忠谋仍有一颗跳动的“芯”。如果张忠谋举办一场高科技Party,哪些人会出席?这些名流巨擘,会让所有人眼睛一亮。半导体鼻祖、英特尔创始人之一戈登·摩尔(Gordon Moore),张忠谋与他同时入行。全球最大芯片设计企业高通(Qualcomm)CEO保罗·雅各布(Paul Jacobs),比张忠谋小32岁,当张忠谋与芯片发明人杰克·基尔比(Jack Kilby)喝咖啡谈天时,雅各布还是个学龄儿童。英特尔前CEO保罗·欧德宁(Paul Otellini)在1974年加入英特尔时,张忠谋已是德州仪器半导体副总裁。

就连两岸最大民营企业、鸿海董事长郭台铭,也会尊敬地为张忠谋让位。他俩是台湾电子业先驱,深刻影响台湾经济格局。他俩有一个共同的敌人:韩国三星。郭台铭说:“张忠谋是我表姐夫(张忠谋的妻子张淑芬是郭台铭的远房表姐),他打三星的ASIC(专用集成电路),我打面板!我们总有民族意识,对不对?”

张忠谋并不享受威望和恭维,他最希望得到的礼物,是从三星手上夺过苹果的A系列处理器芯片(相当于iPhone、iPad的心脏)订单。如果顺利,这将是台积电历史上最大一笔订单,将带来600多亿新台币的新增营收。而2012年智能手机销量之王、同时是苹果最大芯片供应商的三星,将遭重创。

逆袭三星,是张忠谋这两年最重要的事。他说,“我从没忽略苹果的市场。台积电自成立来,不断精进三大竞争优势:技术、生产、客户信任,三个维度上都胜过三星,客户优势更是很明显的超越。”

由于苹果与三星的竞争与诉讼不断升温,台积电2013年将接单苹果A7处理器,几乎成为国际期待。为此,他们要跨越知识产权(IP)和产能两道关卡。

苹果从2011年开始“去三星化”,但不可能马上转单给台积电,否则将引发三星与台积电的专利诉讼。为降低风险,2012年初台积电派50多位员工到苹果总部,先帮苹果解决A6处理器的设计问题(已用于iPhone5),然后在2012年8月之前将旗下IP交由苹果验证。

在产能上,台积电还没跟苹果正式签约,就拼命建工厂、赶制程。2012年,台积电的资本支出达80亿—85亿美元,约占其一半营收。疯狂扩产,台积电不仅要满足现有客户高通、英伟达(Nvidia)、联发科等,更是为了迎接苹果可能的订单需求。

每一代iPhone上市前,总会传出各种“谍报”,有的来自代工厂,有的来自苹果自家员工,但台积电向来保护客户信息,不会犯这种错误。虽然客户间有竞争,但他们都信任张忠谋,能保护商业秘密和研发专利。三星与苹果的诉讼就充分凸显出这种矛盾,这也是台积电争取更多苹果订单的优势。其实三星与台积电也有合作,三星抛出4G LTE芯片订单,希望台积电接单,一探其制程虚实。但台积电忌惮三星成为直接客户后,会有进厂区、机密外泄的可能,因此要求三星与台积电转投资的设计公司合作,再下单给台积电。

大陆半导体行业能否重演“Taiwan Story”,确实很有悬念。张忠谋强调,大陆在芯片厂的投资蛮多的,“但是在专业芯片代工领域,投资的多少,不是主要的取胜条件”。他期待中国大陆的芯片设计公司可以发展得更快,能早日诞生一批世界级的芯片设计公司,但谈到芯片生产制造,就交给台积电来做就行了。

可是大陆真的能做好设计吗?然后大陆的晶圆代工未来会怎样发展?我们拭目以待。