张忠谋:台湾半导体教父的“极限制造”

2010-08-24 09:50:18来源: 环球企业家

      从北京飞到台北只需两个多小时,然后沿路南行,不到一小时的车程就能抵达新竹科技园。

      这个被各式高大玻璃帷幕建筑填满的园区堪称台湾科技业中枢:驶进大门,左边的友达光电是世界一流的液晶面板制造商,右边的联发科催生了改变手机业格局的“山寨机”,正前方的力晶则是全球内存巨头。

      在这一干全球科技产业的“幕后英雄”中,独有一家公司享有无可动摇的尊崇地位。如果没有它,手机、数码相机、电脑、电视机等电子产品都无法制造出来,现代社会深深沉溺其中的高科技生活瞬间停摆——半导体是一切科技产业的起点,芯片是所有电子产品的心脏,而被视为台湾科技业代名词的台湾积体电路制造股份有限公司(TSMC,以下简称“台积电”),正是全球最大的晶圆代工企业。

      据台湾半导体协会(TSIA)统计,现在台湾地区拥有263家芯片设计企业,规模和产值仅次于美国,远超韩国和中国大陆;拥有15家芯片制造企业和全球密度最高的12寸厂群落,仅次于韩国;拥有32家封装与37家测试厂,为全球之首。整体而言,台湾制造了全球一半以上的芯片。

      在1987年,这些数字微乎其微。如果“台湾半导体教父”张忠谋没有在那年创立台积电,至今可能仍是如此。“在这二三十年的半导体时代中,张忠谋的地位无人能及。”中芯国际创始人、前CEO张汝京曾对《环球企业家》表示。他是张忠谋早年在德州仪器(Texas Instruments)的下属。中芯国际试图与台积电正面竞争,却在一场旷日持久的专利诉讼中落败。

      已经79岁张忠谋满头白发,在与《环球企业家》交谈时,经常眯起眼睛把玩手上的烟斗。若非全球金融危机爆发,他难得再度坐镇新竹总部顶层这间优雅宽阔的办公室。自2005年从CEO位上退下专职董事长后,张忠谋更多在台北办公室上班。平时若无应酬,总在晚上7点前回家,每月不定期与夫人去听音乐会,每年更要飞到美国两三次探望女儿。

      正如AMD创始人杰瑞·桑德斯(Jerry Sanders)曾描述的,芯片业是“工业中的原油”(the crude oil of industry)。这不仅意味着台积电这样的企业是信息科技时代必不可少的基石,也说明它受相关产业和整体经济情况影响巨大。在全球金融危机冲击下,台积电2009年第一季度收入出现其史上最大跌幅,几近亏损。对常年保持两位数增长的台积电和惯于将其视为“模范生”的业界而言,这样的消息令人震惊,也直接促使张忠谋在2009年6月复出重新担任CEO。

      这很容易让人联想起柳传志。2008年下半年连续亏损两个季度后,已淡出联想集团运营的柳重新出任董事长(详情请于Gemag.com.cn查阅《柳传志的最后赌注》)。除了柳和张,鸿海的郭台铭与华硕的施崇棠也在金融危机压力下重回前线。这些创始人们虽已不再年轻,却有着老辣的经验与教父级的号召力,在挺过金融危机最惨烈的时刻后,他们的企业都开始回弹。

      张忠谋领导下的台积电尤其如此。2010年第一季度,以营收论,其已成为仅次于英特尔、三星、东芝和德仪的全球第5大半导体企业,是前10名中唯一的华人企业。其最新的第二季度业绩更显惊艳——合并营收同比增长41%达1049.6亿新台币(约合32.8亿美元),净利润同比增长65%达402.8亿新台币(约合12.6亿美元),均创下纪录,相当于每个工作日收入5亿新台币(约合1亿元人民币)。相比之下,鸿海年营收规模是台积电的5倍,今年第一季度的利润却只是台积电的一半。

      全球IT市场随着经济复苏的持续改善和随之而来的芯片价格上涨自然带动台积电增长。对行业和全球经济的准确判断是张忠谋能成为世界级企业家的原因之一。1960年代以前,半导体多用于国防;1960至1980年代,开始被用于企业级产品;1990年代之后,则开始面对一般消费者。这种趋势使半导体业与国民经济关系日益密切,要不犯大错误、错失大机会,半导体企业领导人必须把握经济走势。2007年4月,张忠谋便准确预测油价将很快突破每桶100美元。

      “我常常碰到跨国企业领导人,他们也都相当能讲经济走向。”张忠谋说,自己不是宏观经济专家,也不是经济学者,只是试图成为其中一员。通用电气前任董事长兼CEO杰克·韦尔奇(Jack Welch)曾说,领导者的“带宽”(bandwidth)要非常大,“窄带宽”型的领导者只有特定时期才是好的领导人,而不是一个适应任何时期的全能领导人。

      如果让张忠谋来定义自己,他会选择“经营者”而非“管理者”:前者侧重的是各种战略性的经营模式,后者更多平衡股东、员工、客户、供货商和社会等主要利益相关人的利益。

      更有趣的观察来自台积电前3大客户之一、美国芯片制造商博通(Broadcom)的CEO兼总裁斯科特·麦格瑞格(Scott McGregor):“他是一个伟大的产业领导者。虽然年纪很大,但仍不断变强(going strong),就像股神巴菲特。”

回春术

      2009年6月15日,张忠谋重回新竹上班的第一天,翻开周末的《纽约时报》便看到:“全球最大的芯片代工厂商很快将开始制造太阳能电池和发光二极管(LED)照明。这将引起既有玩家的注意,它们发现自己将与世界上最厉害的制造商之一竞争。台积电的进入会压低价格,就像它在电脑芯片上做的一样……台积电过去20年从事的根基业务现已进入成熟期,不再高速增长,它自然想寻求新的机会。”

      就在6月11日,台积电宣布由董事长张忠谋兼任CEO,负责公司日常运营;被称为“小张忠谋”的原CEO蔡力行改任新事业总经理,负责开拓太阳能和LED等新业务。在上一季度与亏损擦肩而过后,台积电显然不敢再掉以轻心。张忠谋曾对台湾媒体表示,如果换其他人做CEO,至少会有半年至一年的不稳定期,“台积电承担不起”。而这次出山,“并不是我一定要当多少年CEO,但我当CEO,也不是暂时的”。张忠谋对《环球企业家》强调。

      重回前线的老将不仅要面对金融危机引起的IT支出下降,还有40纳米——45纳米相当于一根头发的1/2000,20纳米则相当于原子的直径——制程良率低的问题。后者已引发客户的连连抱怨,在与《环球企业家》谈及台积电时,博通CEO麦格瑞格特别提到这一点。

      在张忠谋的严格要求下,负责先进技术事业的资深副总经理刘德音每天穿上无尘衣在晶圆厂中督军。经过努力,40纳米原来仅为30%的生产良率两个月内即攀上60%的正常水平。在2009年7月31日,张复出后的第一次法人说明会上,特意首度让刘在新竹的晶圆厂中通过视频连线,现场回答投资者和分析师关于40纳米制程研发进度的问题。现场情况之热烈,让张忠谋不得提醒众人“这仍是我的秀”(still my show),并对刘德音笑言:“赶快回去改善你的生产制程。”刘出镜后不久,便在10月出任COO,被外界视为继蔡力行之后的又一潜在接班人。

      张忠谋更大的手笔是斥巨资扩大产能,以期与竞争对手彻底拉开距离。

      不久前,台积电将今年的资本支出从48亿美元上调至59亿美元,是第二大晶圆代工企业台湾联华电子12至15亿美元的资本支出计划的4到5倍。唯一可与之相比的是在整个半导体行业中盘踞前两名的英特尔与三星电子,它们今年的资本支出分别是53和60亿美元。

      台积电目前已有9座晶圆厂,包括正在扩建中的两座12寸厂(Fab12和Fab14),同时在台中动工修建新的Fab15。同时开工修建3座“十亿级别的工厂”(GigaFabs,指晶圆处理能力超过10万枚/月的12寸厂)在台积电尚属首次,仅上半年,其资本支出就达31亿美元。未来数年,台积电将向Fab15投资3000亿新台币(约合93亿美元),初步以40纳米制程为主,接下来将进一步参与28纳米制程的研发与量产,并成为直到7纳米为止的中长期战略生产基地。

      如果3个工厂的建设计划按时完成,2012年台积电的12寸产能将提升40%。从中不难看出张忠谋对行业与经济的乐观。他预计今年台积电营收增长15%,更三度调高全球半导体市场增长率至30%,并指出其中晶圆代工业的增长率将高于整体半导体业,约为40%。

      目前,台积电的客户仍在排队下单。对此,张的态度是,芯片制造业总在供不应求或供过于求间摇摆;如果要选择,台积电宁可选择产能过剩,保留10%至15%的预备产能以应对需求激增的时候。

      事实上,扩大产能是一个赌注甚高的游戏——随便一笔投资都涉及上亿美元,订单数又紧随经济周期大幅波动。半导体产业中的佼佼者英特尔就以善于在危机中下重注、然后借经济复苏大赚一笔著称,在这背后都是领导者的经验、魄力与前瞻性。

      张忠谋就是华人中最懂这个产业的人。“他记得的数字比我记得的多。”前台积电CFO、现任台湾通讯服务商大哥大总经理的张孝威对《环球企业家》表示,他本人多次被《亚洲货币》(Asiamoney)评为“最佳CFO”。在硅谷做了30多年的半导体产业的美国益华计算机(Cadence)创始人黄炎松则对本刊感慨:“千兵易得,一将难求。张忠谋就是那个大将。”

TSMC Inside

      “大将”张忠谋已从业半导体近60年,确实鲜有人能望其项背。

      1955年,24岁的张进入希凡尼亚半导体(Sylvania)时,半导体业才3岁。当时,他手握包括希凡尼亚和福特汽车在内的4家公司聘书,心情却很低落。因为从麻省理工学院机械系拿到硕士学位后,他一心想攻读博士,却没有通过资格考试。

      这是张忠谋人生第一个低谷。站在没有“Morris Chang”(张的英文名)名字的榜单前,他感到“自尊心、自信心全都被消灭了”。

      此后,张忠谋于1958年加入德仪,并在那里工作了1/4个世纪。沉浸在半导体技术研发中的他常与同事、集成电路(IC)的发明人杰克·基尔比(Jack Kilby)一起喝咖啡、谈研究,目击了集成电路的发明历程。德仪在半导体业大放异彩,张也随之一起攀上人生的第一个高峰:35岁就成为德仪集成电路部总经理,36岁升任副总裁,41岁时已是主管其全球半导体部门的资深副总裁,成为当时美国企业中极少数华人高管之一。

      1985年,张忠谋放下“美国梦”,回到台湾担任工业技术研究院院长。两年后,55岁的他创立台积电,掀开台湾半导体业最重要的一页。

      但当时几乎没有人看好台积电所代表的全新代工商业模式,甚至很少有人能听懂。“他那时心情很黯淡。”曾任台积电第一座6寸厂厂长的华亚科技总经理高启全对《环球企业家》回忆道。

      此前,半导体业由整合组件制造商(Integrated Device Manufacturer,IDM)一手把持:德仪和英特尔等自行设计芯片,在自有的晶圆厂生产,并自己完成芯片测试与封装。张忠谋所开创的晶圆代工(foundry)模式则试图专注负责链条中段的芯片制造,这样半导体业者无需负担超高额的建厂费用,只需将设计好的芯片交由台积电生产。“我们总是对客户说,把我们的厂当做你自己的厂。”台积电副董事长曾繁城对本刊表示。如果没有台积电这样的代工企业,现在在全球芯片业中占23%的芯片设计业便不可能出现。

      1990年代早期,芯片代工企业在制程技术上仍追不上德仪和摩托罗拉等欧美大型IDM,直到1998年,台积电才在0.18微米制程上勉强赶上IDM。出于成本考虑,IDM开始对台积电另眼看待。曾繁城表示,为抢下大单,当时拟定了一套“群山计划”:针对5家使用先进制程的IDM,制定专属的技术计划来支持每一家的不同需求。

      从2000年起,12寸厂成为新建晶圆厂主流,但一座造价高达25至30亿美元,不仅中小IDM负担不起,大型IDM要投资也常显吃力。而“群山计划”经过与德仪、意法半导体(STM)和摩托罗拉等的磨合,台积电开始赢得梦寐以求的IDM客户。

      10年后的今天,台积电已有近1000亿新台币的营业额来自IDM的委外订单。其研发资深副总经理蒋尚义对本刊表示,台积电75%的收入来自芯片设计公司,25%来自IDM。“从长期看,来自IDM的收入占比会越来越高。”张忠谋说。现在,IDM已较少自己生产40纳米制程的芯片。“做到28纳米时几乎所有IDM都要靠代工,20纳米更不用说。”张表示。至于40纳米之前的制程则有季节性,是否委外代工取决于IDM自己的产能是否能应付。

      整体而言,IDM放弃自建晶圆厂已是大趋势,比如AMD便在2008年底将芯片制造剥离出去。近10年来只有所谓“轻晶圆厂”(fab-light)或“无晶圆厂”(fabless)模式的兴起,而没有芯片设计公司反过来成为IDM。最大的原因便是投建晶圆厂所需资金实在过高,将来一座18寸厂的预算便是80至100亿美元,只有英特尔、三星电子和台积电负担得起。就连张忠谋都感叹投建18寸厂相当困难。

      “我们都在讨论如何善用外部资源。”德仪亚洲区总裁陈维明对《环球企业家》说。代工已是德仪内部的最高指导原则,它放弃了45纳米之后的高阶制程,此前便已将大客户升阳微电子(Sun Micro)45纳米芯片的订单转移到台积电制造。

      简言之,全球半导体制造都更倚重芯片代工。台积电是其中市场占有率50%以上的王者,可以预见,未来更多的科技新品都将是“TSMC Inside”。
沉默公司

      即便在台湾,台积电在很多人眼中也是一家“沉默的公司”:低调,沉闷,专注于研发。

      业界之外,很少有人知道其在代工业中享有超乎想象的高利润。以今年第一季度为例,全球最大电子组装代工企业鸿海和全球最大笔记本代工企业仁宝毛利率分别为8.7%和4.95%,台积电则高达47.9%,第二季度更升至49.5%,即便净利率也在30%以上。

      晶圆代工业的高利润率靠的是资金、技术和人才三者的高门槛。台积电制胜的秘诀也并不复杂,无非是用最快的速度、最好的制程生产最多的芯片,却鲜有人能与之匹敌。“我重当CEO一年,目标就是技术、生产和客户信任上的3个优势,每一年都要增强一点。”张忠谋对本刊表示。

      2009年9月,已于2006年夏天退休的研发资深副总经理蒋尚义从美国回台湾看望复出的张忠谋。一个小时的会谈后,都没有其他安排的张蒋二人共进午餐。“我还记得吃了一碗面,结果就是我返回台积电继续努力做贡献。”蒋大笑着对《环球企业家》说。

      在内部被称为“蒋爸”的蒋尚义1997年加入台积电,在职9年间带领研发团队一路开发出0.25微米、0.18微米、0.13微米、90纳米、65纳米等各个时期的领先制程技术,使其自有技术从国际二流水准直升第一梯队。此次复出,主要为40纳米以后的高阶制程技术研发开路。

      根据“摩尔定律”(Moore’s Law),技术进步可使同一块12寸晶圆的芯片产出量每18个月翻一倍,而且每颗芯片性能提升一倍、耗电节省一半。即便这一定律被认为迟早会失效,还有超越单纯晶体管技术的“新摩尔定律”(More Than Moore''s Law),芯片代工厂商的竞争力始终在于制程。

      过去,IDM的制程通常领先晶圆代工企业一到两代。比如,5年前英特尔做45纳米时,台积电还停留在90纳米,中间隔了一个65纳米。但到45纳米,台积电开始“抢先半步”。即遵循“摩尔定律”的英特尔的路线是45、32、22纳米,台积电的路线则是40、28、20纳米。

      蒋尚义表示,这是一个“大吃小”的战略:若按同样路线演进,台积电能做的别人也能做,占不到便宜;若台积电抢先走到前面,就有优势占别人便宜。

      现在看来,这是一个成功的战略。以28纳米为例,全球前20大IDM和芯片设计企业都与台积电有合作;它们按台积电的工艺标准进行设计,这就迫使业界其他晶圆代工企业在制程上也要向台积电靠拢。在蒋看来,台积电现在走的工艺路径或许会成为业界新标准。

      台积电每年的研发投入是它后面的联华电子的两倍以上。制程技术越往后越难提升,不仅资金投入呈几何级数上涨,蒋退休时台积电研发部门只有800人,3年后就增至1700人,现在则有2500人。

      付出总有回报。今年第二季度,台积电在90、65和40纳米等先进制程上所占营收比例达到59%。“我们不仅把台积电当作商业上的伙伴,更重要的是技术上的伙伴。”视觉计算技术领袖英伟达(NVIDIA)的联合创始人马拉裘斯基(Chris A.Malachowsky)对本刊表示。

      拥有先进技术后,台积电还需将其转换成生产优势,其中包括良率、可靠性(reliability)、准时交货性、充足的产能以应付客户需求和生产周期等。技术与生产上的优势,最终要转换成与客户的长期关系,让它们能信任台积电。

      博通CEO麦格瑞格表示,芯片设计企业最重视的是代工企业的良率——一片12寸的晶圆成本就是1500美元,良率过低双方都无法承担。台积电的高良率也是将后来者挡在门外的竞争壁垒。“我们的生产优势已不止10年,技术优势则有9到10年。”张忠谋对本刊表示。“客户信赖优势也有10几年。”20多年来,台积电没有丢掉多少重要客户,还不断赢得新客户,竞争对手更难以同时在3个维度迎头赶上。

      更为关键的一个战略是,台积电希望不仅影响直接客户,还有“客户的客户”。比如,它为英伟达代工生产用于微软游戏主机Xbox 360的绘图芯片,就不止让英伟达满意,还要更进一步让微软也信任台积电的品质。

      对客户需求的极端重视使台积电超越单纯的制造业。“台积电早就是一个卖服务的公司。”台湾芯片设计巨头、钰创科技董事长卢超群对《环球企业家》表示。比如,为了让众多客户放心将芯片交给台积电制造,张忠谋提出“虚拟晶圆厂”概念:在整个制造过程中,客户可透过“TSMC On-Line”的信息平台,在网上随时掌控芯片生产进度。

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关键字:台积电  TSMC

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2010/0824/article_4119.html
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