中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電發(fā)展史，世界最大半導(dǎo)體制造，是如何崛起的？

今年是臺(tái)積電成立35周年，由于疫情，官方并沒(méi)有舉辦盛大的慶祝活動(dòng)。創(chuàng)始人張忠謀言簡(jiǎn)意賅地概括了公司的成就：如果成立時(shí)就買(mǎi)入臺(tái)積電股票，如今能賺1000倍。

35年1000倍背后，見(jiàn)證了世界上規(guī)模最大的半導(dǎo)體制造廠的崛起。

《時(shí)代雜志》曾這樣描繪臺(tái)積電精準(zhǔn)而有序的運(yùn)轉(zhuǎn)：每一天，在位于新竹縣的白色四方的總部?jī)?nèi)，穿著鮮艷防護(hù)服的技術(shù)人員——員工藍(lán)白色，承包商綠色，孕婦則是粉色——都會(huì)在淡黃色的防護(hù)燈下推著拋光的金屬手推車(chē)。

他們頭頂上，負(fù)責(zé)搬運(yùn)的天車(chē)系統(tǒng)（OHT）在數(shù)百個(gè)機(jī)臺(tái)之間將裝有25個(gè)獨(dú)立硅片（晶圓）的9公斤前開(kāi)式晶圓傳送盒（FOUP）拖到軌道上，在那里將它們一個(gè)一個(gè)地提取出來(lái)處理，很像自動(dòng)點(diǎn)唱機(jī)選擇記錄。經(jīng)過(guò)六到八周的蝕刻和測(cè)試后，每個(gè)晶圓才能被分割成單獨(dú)的芯片，然后分發(fā)到地球上各個(gè)地方[8]。

全球前五大晶圓代工廠中，臺(tái)積電營(yíng)收遙遙領(lǐng)先。2021年的營(yíng)收比身后四位（三星、聯(lián)電、格芯、中芯）加起來(lái)還多。這一年，臺(tái)積電提供了291種不同的制程技術(shù)，為535個(gè)客戶生產(chǎn)12302種不同產(chǎn)品，占全球半導(dǎo)體產(chǎn)值的26%。

放眼全球，或許沒(méi)有任何一家公司能深刻的影響整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的波動(dòng)，以及一個(gè)地區(qū)的發(fā)展。

2021年，臺(tái)積電員工生的寶寶占中國(guó)臺(tái)灣新生兒1.7%——每100名新生兒中，約有2位“臺(tái)積電制造”。

臺(tái)積電對(duì)臺(tái)灣地區(qū)GDP影響超13%

臺(tái)積電超強(qiáng)的地位，也成功帶動(dòng)臺(tái)灣省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。并且這種影響還在擴(kuò)大，據(jù)臺(tái)積電最新披露的數(shù)據(jù)，其營(yíng)收22年上半年同比增長(zhǎng)43.5%。

一個(gè)名副其實(shí)的耗電大戶

芯片代工是絕對(duì)的耗電大戶。

EUV光刻機(jī)重量達(dá)180噸，需要0.125萬(wàn)千瓦的電力，來(lái)維持250瓦的功率。臺(tái)積電僅EUV光刻機(jī)便有30臺(tái)，如此算來(lái)，一天耗電就是90萬(wàn)度。為了防止溫度過(guò)高，還需要設(shè)置龐大的水冷系統(tǒng)。

同時(shí)，芯片制造對(duì)于電力的穩(wěn)定性要求極高，一顆芯片的生產(chǎn)有幾百道工序，一旦出現(xiàn)電壓不穩(wěn)定或斷電，可能就是數(shù)千萬(wàn)美元的損失。

總用水量可以裝滿92.4個(gè)水立方

芯片制造同時(shí)也是用水大戶，2020年，單是臺(tái)積電一個(gè)公司的日均耗水量，就相當(dāng)于天津市居民每天九分之一的耗水量。

另外，芯片制造需要使用干凈程度為自來(lái)水1000倍的超純水。晶圓廠需要用上1400至1600加侖自來(lái)水，才可能轉(zhuǎn)化為1000加侖的超純水[9]。

分開(kāi)來(lái)看，用水量排名前三的工廠分別位于新竹科學(xué)園區(qū)，南部科學(xué)園區(qū)以及中部科學(xué)園區(qū)。

2021年，臺(tái)灣島遭遇了半個(gè)世紀(jì)以來(lái)最嚴(yán)重的干旱。為了確保半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能正常用水，臺(tái)灣地區(qū)采取了多種措施，比如停止了對(duì)7.4萬(wàn)多公頃農(nóng)田的灌溉，又比如每周抽兩天，暫停對(duì)三個(gè)市縣居民和企業(yè)供水。

為了解決用水，臺(tái)積電與高雄市政府合作建廠，預(yù)計(jì)2026年每天可供應(yīng)3萬(wàn)噸再生水，供臺(tái)積電使用。

水處理和回收是臺(tái)積電節(jié)水的重要一環(huán)，當(dāng)前臺(tái)積電所使用的水源中，85%-90%都是再生水。臺(tái)積電的工業(yè)廢水回收率達(dá)86%，每滴水的使用率則超過(guò)350%。

也就是說(shuō)，平均每滴水，都被臺(tái)積電使用了3.5次[9]。

臺(tái)積電人均薪酬跑贏了90%的臺(tái)灣人，而且贏了兩次

在全球缺芯的背景下，半導(dǎo)體廠家業(yè)績(jī)大漲，員工薪資福利也水漲船高。2021年，臺(tái)灣地區(qū)上市半導(dǎo)體公司平均的員工年薪約為46.02萬(wàn)元，相比前一年增長(zhǎng)了22.8%。

排名前十的半導(dǎo)體廠商當(dāng)中，九家都是半導(dǎo)體設(shè)計(jì)廠商，前三分別是瑞鼎、聯(lián)詠以及聯(lián)發(fā)科。它們員工的年薪都在百萬(wàn)元以上[7]。晶圓代工廠臺(tái)積電在其中只排在第19位，臺(tái)積電員工的人均工資只是榜首公司的一半。

即便比上不足，比下卻綽綽有余。

臺(tái)積電每?jī)蓚€(gè)員工就有一個(gè)研究生

芯片制造要用電、用水，也要用人才。

三星從臺(tái)積電挖角梁孟松，全程專(zhuān)機(jī)接送，效果立竿見(jiàn)影：梁孟松在三星牽頭FinFET工藝的研發(fā)，順利攻克14nm量產(chǎn)。而當(dāng)梁孟松轉(zhuǎn)投中芯國(guó)際后，三個(gè)季度就實(shí)現(xiàn)了14nm技術(shù)突破，核心就在于制造工藝的切換。

臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀曾是德州儀器的“三號(hào)首長(zhǎng)”，他的同事是制造全世界第一塊芯片的電氣工程師杰克·基爾比。

為了留住人才，臺(tái)積電每年4月都會(huì)進(jìn)行年度例行性調(diào)薪，由于通脹和芯片短缺，臺(tái)積電今年平均調(diào)薪幅度將達(dá)8%，吊打通脹不說(shuō)，與往年平均調(diào)漲3-5%幅度相比還高出一截[10]。

碩士畢業(yè)能入職臺(tái)積電，那還讀什么博士

雖然臺(tái)大化學(xué)系研究生在擴(kuò)招，但卻沒(méi)人愿讀博士了。

在臺(tái)大化學(xué)系，碩士生一畢業(yè)，就有將近9成進(jìn)入臺(tái)積電成為制程工程師，年薪百萬(wàn)新臺(tái)幣，誰(shuí)還三年又三年？

臺(tái)大的博士學(xué)生數(shù)量在2012到2020年之間，減少了15%，但碩士生的數(shù)量卻一直在增加。同一時(shí)期，化學(xué)系博士生每年新生注冊(cè)數(shù)從32人減少至15人，少的這一半都得怪臺(tái)積電——它給的實(shí)在太多了。

股價(jià)一跌，高管一年白干

魏哲家1988年加入臺(tái)積電，在加入臺(tái)積電以前，是新加坡特許半導(dǎo)體的副總，技術(shù)實(shí)力一流。在臺(tái)積電的23年里，掌管過(guò)8寸晶圓廠，技術(shù)部，業(yè)務(wù)部，如今官至總裁。

2021年，魏哲家的薪酬是臺(tái)積電薪酬中位數(shù)的194倍。

臺(tái)積電為了使高管與公司利益更加一致，強(qiáng)制規(guī)定高管強(qiáng)制持股，并且持股價(jià)值為其薪資的倍數(shù)。一旦公司市值下滑，高管很可能一年白干。

高管人人是股東的辦法，果然是高。

研發(fā)支出超中芯國(guó)際7.3倍

在臺(tái)灣地區(qū)全體制造業(yè)公司的研發(fā)開(kāi)支中，臺(tái)積電一家的開(kāi)支就占據(jù)約20%，即便放在A股，臺(tái)積電的研發(fā)支出也高的可怕。

與半導(dǎo)體設(shè)計(jì)企業(yè)主要人員為研發(fā)人員的情況相比，臺(tái)積電這樣的半導(dǎo)體制造企業(yè)，很多員工是產(chǎn)線上的基層員工，但這并不意味著技術(shù)含金量的缺失。

比如臺(tái)積電目前正在研發(fā)的3nm，精細(xì)程度堪比在頭發(fā)絲的寬度上雕刻出清明上河圖。

3nm工藝晶體管密度達(dá)到了破天荒的2.5億/mm2，是7nm的3.6倍。這個(gè)密度形象化比喻一下，就是將奔騰4處理器縮小到針頭大小。3nm工藝代工的芯片，晶體管的理論密度較5nm工藝將提升70%，運(yùn)行速度將提升15%，能效將提升30%。

目前，臺(tái)積電全球?qū)＠倲?shù)超50000件，是我國(guó)科研院所專(zhuān)利持有量排名前7名的總和。

生產(chǎn)晶圓面積能鋪滿140.5個(gè)足球場(chǎng)

晶圓是最常用的半導(dǎo)體材料，晶圓越大，同一圓片上可生產(chǎn)的集成電路就越多，從而也降低了成本。

對(duì)于14nm以下的制程，目前最佳的尺寸就是12寸。所以12寸晶圓對(duì)高端芯片的意義重大，掌握12寸晶圓制造加工技術(shù)的企業(yè)理所當(dāng)然地就成為了高端芯片的最大受益者。

賬面現(xiàn)金能買(mǎi)300架空客，資本開(kāi)支是中芯國(guó)際的七倍

臺(tái)積電的龐大同樣體現(xiàn)在其資產(chǎn)上。

由于制造工藝持續(xù)迭代，臺(tái)積電也需要持續(xù)購(gòu)買(mǎi)新的設(shè)備，建設(shè)新的產(chǎn)線。芯片代工就是一個(gè)花的多賺的多的金錢(qián)游戲。

中立的超級(jí)工程

臺(tái)積電的崛起有四重因素作用：美國(guó)加州伯克利的人才、德州儀器的管理、IBM的技術(shù)授權(quán)、以及美國(guó)芯片公司的訂單。

而它的高速發(fā)展則取決于張忠謀強(qiáng)調(diào)的“中立的服務(wù)理念，贏得伙伴信任”，臺(tái)積電既不做芯片設(shè)計(jì)，也不涉足終端產(chǎn)品，而是將龐大的資本開(kāi)支義無(wú)反顧的投向制造工藝的進(jìn)步。

然而，當(dāng)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈開(kāi)始和國(guó)際形勢(shì)掛鉤，大洋兩岸犬牙交錯(cuò)的勢(shì)力開(kāi)始碰撞時(shí)，臺(tái)積電還可以若無(wú)其事的左右逢源嗎？