國之重器,中芯國際!

美國政府的眼中釘肉中刺,除了華為,就是中芯國際。

因為這是中國大陸唯一一家有能力做高端晶片的企業,這也留給了中國晶片破局一線生機。

但你可知道,這家中國第一大半導體晶片製造企業曾是一家外資公司,且一路走來內憂外患不斷,大起大落。

因此,筆者這就來和大家聊聊,如今撐起中國晶片製造大業的中芯國際,以及那些跌宕起伏的歷史往事。

#01

上世紀七八十年代,台灣開始探索發展什麼樣的產業可以替代無法長期維繫的勞動力密集型產業。權力中心的智庫專家們給出了一個答案,學習韓國發展半導體產業。

70年代的韓國,在軍事強人朴正熙上台後,他通過拉攏三星、現代等大型財閥勢力,借助與日本妥協換來的資金與製造業技術,韓國賭博式地瘋狂押注了半導體產業


圖片說明: 大韓第三共和國締造者朴正熙

特別是DRAM儲存晶片領域。

一台電腦,除了需要運算所用的CPU中央處理器外,還需要DRAM儲存晶片對計算資料進行儲存。

美國是DRAM的第一代霸主,英特爾最早就主攻DRAM,但考慮到DRAM的技術要求與利潤率並不高,所以美國的DRAM儲存晶片業務大量轉移到了日本。

進入80年代,日本經濟崛起,並受到了美國的強力打壓,其中就包括日本的半導體、汽車等重要產業。


圖片說明: 美國政客砸日本半導體收音機發洩不滿

而韓國就乘著美國打壓日本半導體晶片的機會,從日本和美國引入技術,大力擴產DRAM晶片,通過逆周期投資的賭博方式,在21世紀取代了日本、美國,成為全球儲存晶片之王。

而那時,台灣的半導體產業發展完全落後於韓國,台灣地區曾派人前往韓國學習考察。


圖片說明: 孫運璿與李國鼎

70年代,在孫運璿、李國鼎為代表的經濟、科技領軍人物的領導下,以及潘文淵、胡定華等海外的華人科技學者、高管回到台灣省,他們合力建立起工業研究院、電子工業研究所、諮詢工業策進會等重要機構,並派出大量人才先後前往韓國、美國的RCA公司學習半導體製造,這些事件為台灣半導體晶片產業的崛起打下基礎。

80年代,掌舵台灣省經濟的李國鼎三顧茅廬邀請在美國半導體產業已經混到頂級高管的華人大佬張忠謀,去台灣省掌舵半導體產業。

但當時的張忠謀如果只考慮錢,根本不會跟隨李國鼎去台灣地區的,因為他已坐上全球頂尖半導體公司德州儀器副總裁、三號人物的寶座。

但之後,張忠謀在與德州儀器新上任的總裁之間產生了業務發展的矛盾,最終,張忠謀沒有在德州儀器公司的權力遊戲中獲勝,以不滿被安排遠離核心業務的虛職為由,他離開了德儀。

日後,他轉戰了一家美國半導體材料與一家科技產業的投資公司,並未取得更好的成績,之後,他決定接受李國鼎的邀請,回到台灣,擔任工研院院長。


圖片說明: 李國鼎與張忠謀

80年代末期,在台灣省經濟部門的主導下,張忠謀的工研院與台灣本土的台塑集團等資本,聯合荷蘭電子巨頭飛利浦集團,合資成立了台灣最先進的晶圓廠台積電公司。

張忠謀也順勢成為了台積電的創始人,在他領導下,台積電業務邏輯完全是打破傳統的。

當時,無論是美國英特爾、德州儀器、IBM、還是日本的東芝、NEC,都既負責設計半導體,又擁有晶圓廠、製造自家的半導體,這一模式被稱為IDM垂直整合製造模式。

張忠謀在美國最後一份工作是負責半導體投資的。一次,一個創業者就打電話給他,要融資5000萬美元做一家IDM半導體公司,但許久後,這人突然失聯了,於是張忠謀打電話問他為什麼不再聯絡,難道不需要融資了嗎?

這個人回覆張忠謀:他放棄了IDM的既要設計晶片,還要建廠製造晶片的計畫,僅用已有的500萬美元,他就能專心搞晶片設計業務了。

這件事讓張忠謀恍然大悟。


創立台積電後,他大力推行對IDM業務的拆分,以台積電為代表的台灣半導體公司需要利用好製造業優勢,All in晶片製造、晶圓代工,就是這樣的模式塑造了今天的高端晶片代工之王台積電。

早期台積電並不被人看好,甚至美國、日本沒有任何一家半導體公司願意合作,這導致最早幾年台積電的主要業務僅依靠股東飛利浦的半導體訂單,因此公司連續虧損多年。

但轉機也在一瞬間。80年代之後,美國打壓日本,特別是日本的晶片產業,當時日本晶片價格十分低廉,美國因高勞動力成本問題難以與日本匹敵,所以,大量美國晶片製造訂單不得不轉給台積電這類海外晶圓廠。

也因此,慢慢地台積電半導體代工業務開始有了商業化空間,但台積電要想成為晶片代工之王還有很長的路要走,首當其衝的就是技術。

張忠謀非常看重研發,所以,在台積電內部有著很強的研發為重的文化。


網際網路上長期流傳著一張名為“台積電研發六騎士”的老照片,站在台北地標建築圓山飯店外的這六人為台積電技術的崛起做出了巨大貢獻。

從左至右,分別是林本堅、楊光磊、蔣尚義、孫元成、梁孟松、余振華。

其中左右台積電命運的這位叫林本堅,他發明的浸潤式光刻法,不僅迅速讓台積電的半導體製造水平與其他廠商拉開差距,還助力了一家傳奇公司的崛起,它就是造光刻機的ASML。

這家公司的前身是荷蘭飛利浦集團極為邊緣的光刻機業務團隊,上世紀競爭力長期低於日本的尼康、佳能,甚至也比不過美國公司,在獲得荷蘭另一家名為阿斯麥ASM的投資後,飛利浦將光刻團隊改名為ASML,中文名阿斯麥爾。


圖片說明: ASML辦公室是飛利浦大樓外的鐵皮屋

在早期的乾式光刻法時代,ASML阿斯麥爾競爭力並不強,但由於飛利浦是台積電股東,台積電不得不大量採購不怎麼好用的ASML光刻機。

正是晶圓廠不斷貢獻的產品最佳化意見,以及類似德國蔡司公司向ASML提供的鏡頭技術,以及林本堅改造發明了浸潤式的光刻法,才有了後來ASML產品的快速改進,甚至在2000年之後,趕超了日本尼康、佳能兩大光刻機的頭部企業。


圖片說明: 退休後在台灣省清華大學教書的林本堅教授

當然美國也在AMSL的崛起中扮演了重要作用。比如,在美日經濟戰中,美國打壓限制日本晶片發展,將尼康、佳能排除在新一代EUV光刻機技術聯盟之外。荷蘭ASML更是借助美國資本與部分美國技術,才壯大成為世界光刻機之王。


圖片說明: 10萬個零件組成、180噸重的光刻機

所以,林本堅是台積電崛起的代表人物,而研發團隊的六個人中還有引入了CoWoS先進封裝技術的蔣尚義,這個當年商業化並不出彩的技術,如今成為了配合AI運算的高頻寬儲存器HBM必不可少的核心封裝技術。


圖片說明: 台積電研發副總裁蔣尚義

可以說如今韓國SK海力士能在儲存晶片領域超越韓國三星,靠的就是蔣尚義十幾年前引入的CoWoS封裝技術。

當時蔣尚義是台積電的研發總負責人,日後還兩度進入中芯國際,擔任要職。而另外幾個人中,還藏著梁孟松和楊光磊,他們一個在日後幫助中芯國際突破高端晶片製造,一個曾擔任中芯國際獨立董事,向中芯介紹了海外的先進理念。

不過回到這張照片拍攝的時代,中芯國際還未登場,而台積電也只剛剛在國際舞台上嶄露頭角,台積電日後真正的崛起不止靠“六騎士”的研發技術,還靠資本的遊戲。

上世紀90年代,美國德州儀器公司華人技術專家張汝京從美國退休回到台灣,創立了一家名為世大半導體的公司,僅用3年時間,他就讓世大躍升為台灣地區第三大半導體公司,僅次於台積電和聯華電子。


圖片說明: 張汝京

作為台灣地區最早發展起來的半導體巨頭,聯華電子曾一度聽命於張忠謀。

但對於聯電這家台灣省最大半導體企業的發展路線,張忠謀與高管們鬧掰了,最後,聯電公司高層聯手免去張忠謀董事長職位。

之後,張忠謀潛心經營台積電,他暗下決心,一定要讓台積電超越聯電,復仇聯電當年把自己踢出董事會的所作所為。

2000年,時機來了,張忠謀大手一揮,巨資收購了當年同在德州儀器的張汝京創立的世大半導體,就是這場收購案讓台積電超越聯電,成為台灣第一晶片巨頭。

張忠謀曾想招攬張汝京做自己的左膀右臂,但張汝京卻拒絕了他。

張汝京到了已知天命的年紀,他想回到大陸,為祖國的晶片產業付出自己的力量。

要知道張汝京名字裡的京字就代表著故鄉南京。

雖然不捨,但同樣出身於大陸的寧波人張忠謀還是點頭同意了,他默許了張汝京帶著一眾台灣工程師回到內地,創辦中芯國際。

但請記住,中芯國際是來自台灣省的張汝京博士創立的,雖然有國內資金支援,但起初吸收的大部分投資來自海外,所以,嚴格意義上說屬於外資公司。

當時,相比大陸地區已有的華虹、華潤等半導體企業,中芯國際似乎還是個外人,那中芯國家之後是如何一步步發展起來,成為中國半導體晶片的領軍者的呢?

#02

冷戰期間,一個叫巴黎統籌委員會的機構登上了歷史舞台,這個由歐美國家主導的機構,其設立目的是對社會主義國家進行出口管制。

蘇聯解體之後,這個冷戰的政治經濟產物本應解散,但它卻換了一副皮囊。

1996 年 7 月,原巴統成員國在內的 33 個國家在奧地利維也納簽署了一份名為《瓦森納》的協定,並從當年的11月1日起實施新的控制清單和資訊交換規則。

雖然《瓦森納協議》聲稱不針對任何國家和組織,但實際上具有明顯的集團性質和針對開發中國家的特點。並且,該協議在實際操作中很大程度上受美國控制。

而參與《瓦森納協議》的國家同意,禁止向中國出口多種敏感技術和產品,其中就包括先進的半導體晶片以及製造晶片的裝置、材料等。

但伴隨著中國改革開放後,擁抱世界經濟,加入WTO世貿組織,開放市場,這一協議也變得愈發模糊。

如果嚴格執行,當時華虹半導體領軍的中國半導體晶片企業們是無法獲得西方半導體產品和技術的,但伴隨著合資模式的開啟,比如華虹合資日本NEC,慢慢地西方的半導體技術與裝置開始進入中國。

而當時帶著一群台灣工程師回到大陸的張汝京,也在努力攻克技術與研發。而作為當時的外資,中芯國際在2004年赴美在紐約股票交易所上市,甚至可以順利拿到國外的裝置與技術,但這並不代表中芯的發展就會一帆風順。

沒幾年,張忠謀的台積電就對中芯國際發起技術訴訟,起訴中芯侵犯晶片製造技術智慧財產權,將專利大錘砸向中芯國際與張汝京。

在台灣省島內的新聞媒體上,張汝京被抹黑,被台灣方面辱罵。但他選擇埋頭苦幹,為自己篤定的事業而付出。


圖片說明: 台灣省對張汝京的罰款與取消居住權威脅

張汝京向來是非常謹慎的,他要求台灣的工程師絕對不可以使用台積電的技術,避免專利問題,結果還是有一個漏網之魚,台積電的一個工程師在裝置上使用了台積電專利的菜單。

面對這場被抓到了把柄的法律戰,最終在2009年11月10日,張汝京宣佈辭職,被迫離開中芯國際。

年事已高的張汝京並未選擇退休養老,之後多年他轉戰了多家大陸半導體公司。2022年,他加入上海積塔半導體,76歲的年紀,依舊為中國汽車晶片而戰。

回到危機中的2009年,很多人認為,痛失核心人物張汝京,會導致中芯國際發展的一蹶不振。確實之後幾年,中芯國際的發展並不理想,但那些年,中芯國際反而逐漸迎來了新生。

2010年,失去了創始人的中芯國際完成了第一次新股配售,也是這次新股配售重塑了這家企業的定位,從一家外資半導體公司轉向中國晶片企業。


圖片說明: 中芯國際2004年與2010年股東結構對比

大唐電信成為中芯最大股東,持股 14.3%,上海實業集團為第二大股東,持股8.7%,而台灣省的台積電為第三大股東,佔股6.9%,不過次年,中投公司出資 2.5 億美元入股中芯國際,獲得11.6%的股份,至此,前三大股東全部變成中國資本。

但記住那些年,中國半導體產業的發展從技術升級的角度看,幾乎是停滯的,因為我們主要還是依靠低廉的勞動力優勢在進行生產,但真正推動中國產業升級的還是國家的產業政策。

2014年,國家積體電路產業基金拔地而起,在半導體晶片領域執行國家產業政策的大基金入場後,中芯國際成為首批扶持對象。


2015年底,國家積體電路產業基金認購中芯國際 47 億股新股份,持股比例達到11.58%。

至此,中芯國際可以說已從一家外資企業長成了中國半導體晶片的領軍者。

而不久後,中芯國際也將迎來另一個影響它發展的關鍵角色。

#03

台積電“研發六騎士”中,梁孟松可能是最被低估的那位。


圖片說明: 梁孟松

在加入台積電前,梁孟松到美國深造,獲得了加州伯克利分校讀博士,師從出生於北京、祖籍江蘇金壇的華人學者胡正明。

胡正明是半導體領域的技術大牛,發明的鰭式場效應電晶體(FinFET)技術,也就是今天中芯國際高端晶片製造的殺手級FinFet N+1、N+2工藝,胡正明還曾擔任過台積電的首席技術官。

1992年,梁孟松回到台灣省,加入了台積電。

90年代末,梁孟松成為台積電新一代半導體技術的負責人,但在內部的辦公室政治中,他卻始終被壓制,無法坐到林本堅研發處長、蔣尚義資深研發副總裁的同等級高位上。

2003年,台積電在130納米製程工藝中擊敗了美國IBM公司,其中梁孟松貢獻排名第二,僅次於當時他的上司、資深研發副總蔣尚義。

但500項專利在手的他還是在研發部門受到冷遇,晉陞無望。

終於在一場辦公室鬥爭後的2009年,梁孟松無奈地選擇離開台積電,日後他轉投了台積電頭號強敵韓國三星,並帶走了20多位技術骨幹。

正如當年張汝京帶領大量工程師離開台積電去大陸創業,梁孟松的行為也讓台積電感到十分不爽。

更讓台積電感受到壓力的是梁孟松居然幫助韓國三星趕超了自己。

梁孟松在加入三星前,曾在韓國名校成均館大學裡搞科研,其目的就是為了避風頭,不要讓台積電強勢的法務部門盯上自己。

但日後居然有人作證,梁孟松曾前往三星創辦的三星半導體理工學院(SSIT)講課,而他的學生其實都是三星內部的資深工程師,這件事為日後埋下了隱患。

在大學教書2年後,梁孟松終於還是選擇低調地加入三星電子。

借助梁孟松的技術能力,三星居然從28nm的晶片製程節點,跳過20nm的節點,直接攻克了更高端的技術,三星領先台積電半年時間實現了當時最高端的14nm工藝。


圖片說明: iPhone A9晶片大部分由三星14nm技術代工

這導致蘋果在內的不少晶片訂單被三星搶走,台積電股價大跌。

不久後,台積電強勢的法務部門動用法律武器,將梁孟松告上法庭,法官宣判梁敗訴,不得繼續為三星服務。

也因此,三星日後在高端晶片領域慢慢落後了下來。

不過,台積電對三星發起的法律戰卻間接成就了中芯國際。

沉默了2年後,梁孟松突然選擇復出。

2017年10月,中芯國際官宣,梁孟松出任公司CEO、執行董事,一個月內中芯國際在美上市的股價大幅上漲2成。

不過,當時的中芯國際在技術還顯得很落後,別說14nm了,28nm都還沒有突破。

但梁孟松的到來讓中芯國際輕鬆突破了28nm技術節點,快速縮短與頂尖晶圓廠的技術差距,1年後,他再次提出:28nm的下一個節點不是22nm或20nm,中芯國際直接挑戰14nm。

果然,僅用了298天,中芯14nm晶片良率從3%提升至了95%以上,完成了台積電、三星等巨頭眼中不可能完成的任務。

2019年,“台積電研發六君子”中的另一位技術大佬楊光磊開始擔任中芯國際獨立董事,同年公司14nm晶片量產,此時,中芯國際與台灣省、韓國,在頂尖技術上已幾乎縮減到了歷史最小差距。

山雨欲來風滿樓,此時眼見中國半導體產業的大發展,危機迎面而來,美國對中國的科技霸權之錘砸下。

首先是中興事件,之後華為也被美國盯上了,一年後的2020年,華為被列入了商務部工業安全域的實體清單中。

華為的手機晶片長期交給台積電代工,2020年華為海思設計的麒麟9000晶片就是台積電代工的,這枚組態在華為Mate40系列手機上的晶片是全球首款5nm SOC晶片。


圖片說明: 余承東發佈Mate40時介紹麒麟9000

因為被列入實體清單,所以台積電將禁止為華為提供晶片代工。

那找誰呢?只能利用國外的半導體裝置量產14nm的中芯國際嗎?

也是在同年的2020年12月18日,美國商務部又以所謂 “保護美國國家安全和外交利益” 為由,將中芯國際也列入實體清單。

原本不少人認為,台積電之後,中芯國際也許可以救華為,但沒想到的是中芯國際也被美國盯上了,且美國的目標是將中芯的技術能力瑣死在14nm。之後幾年,美國不斷限制高端EUV甚至此高端 DUV光刻機對華出售,這就是美國陽謀的最好證明。

不過2020年時,中芯想要突破14nm,去做更高端的7nm乃至於5nm晶片,最需要的裝置就是荷蘭ASML的EUV光刻機。

因此,中芯國際邀請了從台積電退下來的技術大佬蔣尚義加入,擔任執行董事、董事會副董事長及戰略委員會成員,目的明確就是希望借助他的關係網路,從ASML那裡獲得EUV光刻機。

早在2016年台積電的技術核心蔣尚義就前往中芯擔任非執行董事,而梁孟松在台積電時期就在蔣尚義手下工作。


圖片說明: 蔣尚義擔任中芯國際副董事長公告

很多人質疑,蔣尚義突然加入中芯國際,會導致梁孟松離開 。

果然,梁孟松還是向董事會表達了離開的意向,但在董事會的努力下,中芯國際拿出資金與更大的誠意,挽留住了梁孟松。

中芯國際曾痛失創始人張汝京,如果挑技術大梁的梁孟松也走了,中芯國際的未來就真不好說了,特別是在那個美國嚴格執行對華出口稽核的關鍵時期。

但讓美國沒有想到的是,被受美國封鎖打壓的中芯國際營收、利潤在之後幾年不降反增,在梁孟松、趙海軍等一眾干將的帶領下,中芯國際登陸科創板上市,並在Finfet N+1、N+2技術上努力突破。

在一系列不可明說的晶片破局之後,如今的中芯國際已成為中國晶片軍團的絕對主力,但若要突破美國的進一步打壓,關鍵還是在國家的支援與國內如何建構自主可控的半導體產業鏈。

2024年上半年,國際著名研究機構Counterpoint發佈報告,指出中芯國際在2024年第一季度的全球晶圓代工行業中取得了歷史性的突破,市場份額升至全球第三大晶圓代工廠,僅次於台積電、三星。


圖片說明: 2024年1季度中芯國際上升至全球第三

2024年11月8日,中芯國際披露了2024年第三季度報告,公司實現營業收入156.09億元,同比增長32.5%;淨利潤10.60億元,同比增長56.4%。更重要的是第三季度,中芯國際月產能達88.43萬片,產能利用率高達90.4%,而它的大部分客戶都是擔負著中國晶片大業的公司。

這些業績數字都是在被美國製裁,背負著巨大成本與折舊壓力下實現的,實則可貴。

如今大國博弈下,半導體晶片產業已成為眾矢之的,中國既缺少最尖端的技術,也缺少高端半導體裝置,或者換句話說,世界從來沒有任何一個國家能獨善其身,利用本國的技術與資金就能造出一台最高端的EUV光刻機來的。

因此,技術與裝置的破局是我們必經之路,但也必將付出巨大的成本與代價。

時間撥回2020年,朋友圈流傳著美團創始人王興的爆料,他點讚了中芯國際的梁孟松,因為這位台灣同胞將他在中芯國際獲得的收入全都捐給教育基金會。王興直言:不為賺錢,就為了爭一口氣,牛!


也是那年,蔣尚義的到來讓梁孟松心存去意。

網傳梁孟松提交了一份辭呈,說道:他在中芯國際的這1000多個日子裡,幾乎從未休假,盡心竭力完成了從28nm到7nm,共五個世代的技術開發。這是一般公司需要花十年以上的時間才能達成的任務。而這些成果是由我帶領的2000多位工程師,日以繼夜、賣命拚搏得來的。我來中國大陸本來就不是為了謀取高官厚祿,只是單純的想為大陸的高端積體電路盡一份心力。


圖片說明: 網傳的梁孟松辭呈

幸好,之後梁孟松留了下來,幸好,群策群力分工合作下,中國晶片利用各種手段與辦法,實現了一定程度上的破局。

從創始人張汝京到技術破局者梁孟松,從外資背景的中芯國際到逐漸由中資控制,成為中國晶片製造領軍企業,23年的時光終將中芯國際推到了人類科技史的潮頭與大國博弈的最前線。 (無想隱者)