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量产4nm,进军2nm,为何台积电能成为世界第一?-ios学习从入门到精通尽在姬长信

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日前,台积电在其官网所披露的二季度财报分析师电话会议材料中,提及4nm工艺的。

台积电CEO、副董事长魏哲家在会上表示,他们将推出4nm工艺,作为5nm工艺家族的延伸。4nm工艺将兼容5nm工艺的设计规则,计划在2022年大规模量产。

同时,台积电3nm工艺也将大规模量产,后者计划量产的时间是2022年下半年。3nm工艺能把晶体管密度较5nm将提升70%,运行速度提升10%到15%,能效提升25%到30%。

而且台积电2nm技术也已经突破,台积电将切入环绕式栅极技术 (gate-all-around,简称 GAA)技术,并获得技术重大突破,成功找到切入 GAA 路径。2nm量产也有曙光。

当中国自主产业链90nm都非常困难的时候,台积电高歌猛进超越英特尔成为世界第一,它是如何做到的?

一、 张忠谋传奇

台积电的创始人是张忠谋,创办台积电时他已经55岁了。

张忠谋浙江宁波人,出生于1931年,其父曾任宁波市鄞县财政局长,其母是宁波清代著名藏书家徐时栋的后人。算是世家子弟。

出生当年,918事变爆发,日本侵华。他从小就为避战乱辗转迁徙。在南京、广州、重庆、上海、香港都住过,童年时光大部分都在香港度过。

1941年,太平洋战争爆发,日本入侵香港,其父张蔚观又携妻带子前往重庆,张忠谋进入重庆南开中学就读。

抗日战争打完了是内战,1949年,新中国成立,18岁的张忠谋进入美国哈佛大学,全校1000多位新生,他是唯一的中国人。

1950年,张忠谋转学到了对面的麻省理工学院,专攻机械工程。1954年,获美国麻省理工学院机械系硕士学位。

硕士毕业后,张忠谋没有通过博士资格考试。他工作了,手里拿着包括希凡尼亚和福特汽车在内的4家公司聘书,他去了Sylva-nia半导体部门当工程师,踏入半导体业。当时半导体行业还在婴儿期,他是最初的从业者。

1958年,27岁的张忠谋来到德州,进入德州仪器,为德州仪器第一个中国员工。当时德州仪器年营业额不到1亿美元。而沉浸在半导体技术研发中的张忠谋常与同事、集成电路(IC)的发明人Jack Kilby一起喝咖啡、谈研究,他目击了集成电路的发明历程。

1965年,升任集成电路部门总经理。1972年,先后就任德州仪器公司副总裁和资深副总裁,是德州仪器的第三号人物,仅次于董事长和总裁。此时德州仪器早已成为世界第一,在全球有6万员工,其中一半归张忠谋管。是最早进入美国大型公司最高管理层的华人。

1985年,53岁的张忠谋放下“美国梦”,回到台湾担任工业技术研究院院长。

1987年,55岁的他创立台积电,开创的晶圆代工(foundry)模式。

可以说,没有张忠谋,就没有台积电。作为一个美国半导体行业的资深从业者,他几十年的职业生涯掌握了半导体制造的所有细节,有丰富的资源与人脉。

千军易得,一将难求,这种领军人物,带来人才,技术,资源,为台积电做了奠基。

二、 台积电的崛起

1987年台积电成立的时候,并没有很大优势。在它之前有台联电。虽然台积电也得到了台湾官方的很多的帮助,但是起步还是很难的。

这个时候张忠谋开始发挥人脉关系,1988年,他通过私人交情将老朋友安迪·格鲁夫(英特尔公司前董事长和首席执行官)请到台湾对台积电开展认证,争取为英特尔代工产品。

通过认证,台积电拿到世界半导体行业入门证。

然后,他又帮麻省理工的师弟,高通创始人欧文·雅各布斯做无线芯片,赚到第一批利润。

安迪·格鲁夫、欧文·雅各布斯这些普通人眼中的大牛,对张忠谋来说,都是朋友和小兄弟。

台积电很清楚专利纠纷的问题,所以投资者他找了飞利浦,利用飞利浦的技术,避开纠纷。这样,台积电积累了第一桶金。

1998年,台积电用了11年,才在0.18微米制程上勉强赶上IDM,有了足够的竞争力。

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,台积电开始获得越来越多的重量级客户,台积电开始腾飞。

同年,台积电收购了世大,张忠谋把德州仪器时期的小弟张汝京的厂子给收购了,小弟弟事先没有得到通知,怒而出走创立了中芯国际。

但是,台积电通过收购,压倒了台联电,确立了老大的位置。

2007年后,智能手机兴起,苹果和高通、海思的大量订单让台积电不断加速追赶世界领先。

2010年,在28nm工艺路线上,台积电押对了宝,在28nm上超越三星等竞争对手。

2013年,台积电的16nm工艺接近英特尔14nm工艺,开始赶超英特尔。

2017年,台积电7nm工艺试产,英特尔10nm推迟,台积电终于成龙,进入无人区。此时,台积电成立30年。

2018年张忠谋退休,功德圆满。

5nm、4nm、3nm、2nm,台积电已经开始领先。

三、台积电的启示

台积电虽然不是张忠谋一人之力,但是没有张忠谋就没有台积电。

这种顶级产业,就是千军易得,一将难求。张忠谋在德州仪器的小弟张汝京创办中芯国际也是如此。

在技术壁垒、专利壁垒森严,资金密集的芯片制造行业,没有人脉与积累是很难入场的。

在发展初期,政府扶持是必要的。台湾的芯片制造业,当时的台湾政府机构在资金上,技术上,人才上,金融服务上给了很大支持。没有台湾政府机构的支持,台湾就不会有先进的芯片产业。

在芯片制造上,积累和耐心很重要。芯片一代代更新,一代技术路线选错了,就可能损失好几年,损失几百亿。

经济形势变化,遇到经济危机需求下降,往往会搞死一家企业。

很多半导体制造企业都没有坚持下来,而台积电坚持下来了。

这两天,中芯国际上市,寒武纪上市,这是好事。但是成就不是一蹴而就的。

长时间扶持,坚定的跟踪,在技术节点突破,中国大陆也能制造出下一个台积电。

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