腥风血雨的芯片战争三星台积电生死鏖战，中芯国际如何突围

　　全球芯片战争已经处于白热化阶段，三星和台积电的鏖战愈演愈烈。而我们的中芯国际，终于迎来了绝佳的发展机会。
　　三星鏖战台积电，谁能笑到最后？
　　大家好，我是靠谱老史。
　　在芯片制造领域，三星和台积电是一对老冤家。如今，三星又有了新的招数。有消息称，三星电子计划未来十年投资133万亿韩元（约1160亿美元），扩大其逻辑芯片和芯片代工业务。
　　随着我国芯片被美国卡脖子，越来越多的同胞开始关注芯片发展，今天我们就来谈谈三星为什么要大力在芯片研究和代工领域挑战台积电。
　　要想了解这些，我们首先要知道台积电是如何崛起成为芯片制造领域的霸主的。
　　上世纪80年代美日半导体之战时，大多数半导体企业都是将芯片的设计、制造、封装、测试作为一个开发整体也叫IDM模式。
　　不管是英特尔还是日本的尼康、东芝都是这样的企业。所以以前的半导体产业准入门槛极高，要技术资金双投入才能制造出一流的企业。
　　那个时候对于我国来说，半导体产业链就是一座大山，我国和西方技术少说也有几十年的差距。美国开始研发64KB存储芯片的时候，我们还在研究1KB。
　　此时美国在半导体领域被日本揍的是节节败退，美国专家预测美国半导体市场份额可能在90年代会从70跌到30左右。
　　这对于一直耀武扬威惯了的美国来说是不可接受的，而且挑战自己的还是头号小弟日本。所以美国开始主动干预，首先联合全美14家顶尖的半导体领域的公司组成了美国半导体制造技术联盟，美国国防研究局砸钱给他们一起搞研发。
　　其次美国一系列对日本半导体的制裁接踵而至，先是说日本芯片威胁美国国土安全，后是借着东芝卖苏联机床开启了对日本半导体的血腥清洗。
　　第一步让日本开放市场，第二步征收高额关税、第三步逮捕日本企业高管，第四步签订了一系列不平等条约，让日本无法在消费半导体发力。这一系列行为看起来是不是特别熟悉？关注我，了解更多中国科工的真相。
　　制裁完之后，美国又开始扶持能制约日本半导体的对手，一个是三星，另一个就是台积电。三星延续了IDM模式，目前也是世界最大的IDM公司，而台积电走向了与之相反的另外一条路。
　　张忠谋作为台积电的缔造者，决定将芯片设计和制造拆分出来，台积电从1987年开始专心从事芯片制造领域，成为了最大的代工公司。这大大降低了芯片产业的准入门槛，依托于这种模式，一大堆顶尖的芯片设计公司出现，例如AMD、高通、苹果、华为海思等。而这种代工模式叫做Fabless模式。
　　但这里面有个小插曲，其实Fabless这套模式的设计者是叫曹兴诚。比起张忠谋这个年少成名留洋过海，哈佛MBA毕业，25岁坐上德州仪器第三把交椅的大佬来说，曹兴诚就是个弟中弟。
　　后来曹兴诚成为了联华电子的一把手，那时候的曹兴诚对张忠谋仰慕已久，所以1984年给在美国的张忠谋发了自己策划的《扩大联华电子》企划书，详细阐述了自己对半导体产业的理解，也提出了晶圆代工Fabless概念的雏形。可惜的是这份计划发出后杳无音讯。
　　第二年，张忠谋从德州仪器请辞离开美国，回到台湾当工研院的院长，也成了曹兴诚的老板。次年张忠谋竟然宣布创办史上第一间晶圆代工厂台积电，建设方案就是曹兴诚自己曾经递给张忠谋的那份企划书的模型。曹兴诚怒发冲冠，多次公开指责张忠谋，但是张忠谋一言不发。
　　不过曹兴诚的怒火没有平息，反而越烧越旺，带着自己的联华电子也开始进军晶圆代工领域，并扶持起芯片设计公司联发科。
　　联华电子在曹兴诚的领导下发展迅速，甚至和台积电硬拼，通过并购和合作占据代工市场40的份额，成为仅次于台积电的芯片代工企业。可惜这种辉煌并没有持续很久，原因是台积电在技术上得到了重大突破。
　　台积电的起点一开始就比联华电子高了很多，从创立之初就获得了英特尔和飞利浦的支持，得到了丰厚的技术和资金支持。加上以前德州仪器的很多伙伴纷纷加入台积电，例如蒋尚义和梁孟松让台积电在技术上大放异彩。随着在铜制程工艺和EUV光刻机的突破，台积电迅速崛起，不过这两项技术到底有什么特别的？
　　铜制程工艺的原理，是利用铜导线电阻值小，单位面积可承载较大的电流，可以生产电路更密集的芯片。在此之前芯片都是使用铅导线，因为铜的抗电子迁移能力比铅好太多，可以大幅度提高芯片的稳定性，所以用铜替代了铅。
　　所以铜制程技术在半导体制程设备中也十分关键。因为涉及到芯片的薄膜沉积、蚀刻、电化学电镀及化学机械研磨，要造出纳米级别的铜丝，其制造工艺极为复杂。
　　不过在此之前，铜制程的技术专利都掌握在IBM和摩托罗拉公司手中，而IBM一直都是通过技术让台积电成为其附庸，而在2003年台积电率先开发出比IBM更成熟更先进的铜制程技术，一下摆脱IBM的掣肘。IBM无奈将自己的芯片代工技术打包送给别人，退出代工市场。
　　攻克铜制程工艺之后，台积电的技术大佬林本坚带领的技术团队，开始研发浸入式光刻技术。在芯片128nm转64nm的制造过程中，光刻机巨头都意识到想要制造更小的芯片，一定要将紫外线光源的波长从193nm减小到157nm，所以日本尼康等企业斥巨资开始投入研究。但是林本坚觉得如果通过光源成本太高，可以利用液体光刻胶折射，可将紫外线的波长缩小到157nm。
　　可惜的是林本坚研发的技术没有得到广泛认同，尤其是各个国家都在干式光刻机投入巨资研究缩小光源的方法，大量的沉没成本最后成了技术的面子之争。甚至当时台积电的COO蒋尚义让林本坚不要搅局，但此时ASML提出愿意尝试，仅仅两年就成功走向辉煌，将尼康打得体无完肤。
　　新的铜制程技术和新的光刻机技术让台积电瞬间大放异彩，2004年就夺下了全球超过一半的代工订单。反观联发科并没有类似的技术出现，而曹兴诚本人也陷入了一些麻烦之中。曹兴诚为了保住联华电子，只能忍痛离开自己注入心血的联华电子，也彻底失去了超越台积电的可能。
　　相比较联华电子的落寞，台积电此时是意气风发，两项技术的出现一下让台积电成为半导体领域的霸主。台积电没了对手自然就容易堕落。
　　那三星又是如何跟台积电杠上的呢？
　　三星之前一直在抢夺日本尼康CRAM芯片的市场，CRAM芯片是一种具备储功能的芯片，原理是利用金属硫化物具有优异量子尺寸效应，在加不同强度和不同时长的电脉冲，使其在不同程度电流焦耳热的作用下，分别呈现出不同电阻特性来实现的。
　　简单理解就是金属硫化物在吸收一定的电脉冲的能量发热时，会实现多种状态的结晶态或者非结晶态的变化。因为各种状态下的电阻不同，所以通过电阻差异，电脑可以分析出储存的内容。
　　在1997年三星通过反周期投资，赔本赚吆喝迅速抢占了绝大多数的CRAM芯片市场，成为CRAM的霸主。而此时三星拥有了庞大的资金链，加上之前的技术储备，开始进军芯片代工领域。因为所有芯片公司都意识到了晶圆代工Fabless的优势。
　　三星通过游说高通和苹果获得了第一笔订单，而此时台积电的CEO蔡力行暂缓了40nm先进技术设备的采购，同时大幅裁员，内部出现动荡，台积电的核心成员梁孟松愤怒出走。
　　反观三星借此机会将梁孟松等一众技术大佬高薪挖入三星，同时联合苹果等公司共同研发出蜂鸟手机芯片。苹果将其用于初代iPad与iPhone4的制造，三星则用于手机，至此三星的芯片代工产业名声大噪。
　　台积电身陷内忧外患之中，退休很久的张忠谋被迫重新挂帅出征，通过回聘曾经辞掉的员工，后大力投入研发，勉强稳住了局面。因为三星为了自己的手机市场开始挤压苹果的芯片制程，所以苹果开始选择别的企业替代三星。而三星也因为在代工过程中，偷学别家企业的专利，用在自家产品身上来抢夺市场，口碑急剧下滑。
　　而台积电逆势而生，建立新的技术研发团队夜莺部队三班倒进行研发工作，重新抢夺订单，在14nm芯片制程中击败三星，获得大量订单，又在7nm、5nm制程率先取得优势，现在在3nm发力。
　　这种情况下，三星自然也是不甘落后，于是就有了三星电子133万亿韩元的芯片代工升级计划，相当于是继续向台积电宣战。就在这两家打得热火朝天时，我们的中芯国际可以说是迎来了发展良机。
　　中芯国际能否逆势崛起？
　　中芯国际作为中国大陆最大的晶圆代工厂，也是世界顶尖的芯片制造商，世界排名第五，背靠中国庞大的市场和资金支持，可以说得天独厚。但是目前中芯国际刚刚达到14nm芯片制程工艺，综合来看比起台积电和三星还有不小的差距。另外，中芯国际和台积电也有不少纠葛。
　　1977年中芯国际的创始人张汝京入职德州仪器，成为张忠谋的下属。两人一直在德州仪器共事了近十年，私人关系极好。
　　但是张忠谋回到台湾创办了台积电以后，发展得越来越好，张汝京也心动了，在1997年辞去德州仪器的工作，创办了世大半导体。在德州仪器一群老友的支持下，世大发展迅速。但即将腾飞的世大引起了张忠谋的注意，以50亿美元强行收购世大。而张汝京对于收购一事，一开始一无所知，事后极为窝火对张忠谋充满怨恨。
　　张汝京气不过全家移居上海并在开曼群岛注册了中芯国际，通过挖张忠谋的墙角，获得了大量技术和人才，并在大陆建厂，促使中芯国际快速发展。
　　随着中芯国际的发展，专利成为了最要命的问题。台积电发起了对中芯国际的诉讼，第一次诉讼从2002年一直折腾到2005年。最终中芯国际和台积电达成庭外和解。
　　但2006年台积电又开始了对中芯国际的第二次诉讼，原因是中芯国际未经允许使用了台积电90nm技术，这次官司又是三年，最后还是以庭外和解告终。但这次中芯国际要在4年内支付2亿美元现金给台积电，台积电将持有中芯国际10股份，而且张汝京必须离职。
　　一系列的打击导致中芯国际险些分崩离析，技术差距越拉越大。但是随着我国对芯片领域的需求越来越大，中芯国际的重要性也开始日益凸显，2014年中芯国际和长电科技合作，并获得300亿人民币的基金投资。
　　2015年中芯国际成为中国大陆第一家实现28纳米芯片制程的企业；2016年原台积电的大佬蒋尚义加入中芯国际；2017年梁孟松结束和三星的工作契约后加入中芯国际领导研发工作；2019中芯国际就28nm、14nm、12nm等芯片已进入规模化量产阶段，新一代的7nm芯片技术的开发也已经完成。
　　可以说，中芯国际的发展态势越来越好，但却引起了美国的注意。2020年12月18日，中芯国际被美国列入实体清单，一系列先进的半导体设备都无法采购，这对于中芯无异于致命打击。此外，美国还对中国很多企业实施制裁，让中国高端半导体行业陷入困境。
　　但令美国有没有想到的是，全球芯片短缺危机居然在2021年爆发了，就连美国自己也没有躲过这一波。因此美国放松了对芯片制造设备的管控。中芯国际很有可能迎来绝佳的发展机会。
　　需要注意的是，在不依赖美国技术的前提下，我国的芯片制程工艺能力只能在90nm左右。但是先进技术是买不来的，所以必须还是需要自研。
　　所以从某种程度上来说，我们应该感谢美国，因为美国让我们知道了我们在精密加工和制造领域和对手的差距，尤其是芯片领域的差距，从而促进我们更加大力发展。
　　看到差距才能进步，而且我们也不需要妄自菲薄。虽然先进工艺存在差距，但我们是全世界唯一一个能独立制造芯片的国家，在任何工艺都不依赖国外技术的情况下，我们可以制造出90nm的芯片，这一点美国、日本、韩国都做不到。
　　因为庞大的市场需求，2020年一年中国就进口了3800亿美元的芯片，激增了约14。庞大的市场需求必然会促使企业加速研发。
　　随着摩尔定律发展到极致，硅基芯片研究速度放缓，目前全世界只有台积电、三星、英特尔、中芯国际没有放弃7nm以下的芯片制程研究工作。
　　目前国家在十四五规划建议提出，深入推进科技体制改革，完善国家科技治理体系，优化国家科技规划体系和运行机制，其中就包括加大研发投入，健全政府投入为主、社会多渠道投入机制，加大对基础前沿研究的支持。戒骄戒躁，徐徐图之，实现科技强国的梦想其实并不遥远。