作者丨潇湘
来源 | 潇湘经略
8月3日，美国国会众议长佩洛西与台积电创办人张忠谋、董事长刘德音等人见面，就美国会7月28日通过的芯片法案进行会谈。

8月9日，美国总统拜登签署长达1000多页的芯片法案。
这是美国有史以来最大的一笔五年预算，将在五年内为半导体产业支出2500亿美元，其中为半导体制造业提供总额527亿美元的联邦补贴，在美国建立芯片工厂的企业还将获得25%的税收减免。
美国彻底放弃自由市场原则，国家资本下场角力，芯片领域的紧张局势已不言而喻。
在这盘中美对弈的棋局中，台湾是棋盘，台积电则是至关重要的一子。
不妨以台积电为起点，解读一二：读懂台积电，也就读懂了这场棋局。
一
首先，对将要谈到的几个相关概念做个简单澄清。
半导体，是指室温下介于导体和绝缘体之间，具有导电性的材料。
目前，硅是商业应用最为广泛的一种半导体。
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片。
将晶圆进行切割得到的微型晶片，就是半导体元件产品的总称——芯片。
芯片内含高度精密的集成电路，是计算机等电子设备的灵魂。用张忠谋的话来说，半导体芯片不仅与手机电脑等日常生活用品相关，与导弹战机等军事武器也合作紧密。
可以说，芯片是21世纪的石油。如果没有芯片，人类的数字世界便会轰然坍塌。
二
起初，半导体故事的主角是日本。
二战后，日本科技在美国的扶持与日本政府呕心沥血地呵护下迅速崛起。到80年代，以东芝、日立、富士通等为代表的五大公司带领日本半导体产业取得垄断性地位，巅峰时期全球市场份额一度超过80%，使美国受到严重威胁。
1985年9月22日，美英德法日在纽约广场饭店签署《广场协议》，要求日本控制半导体企业生产，公开半导体技术的一千多项专利，全面废除日本半导体进口关税，宣判了日本半导体产业死刑。
日本半导体被打散后，蛰伏已久的韩国得到美国资本青睐，信奉"半导体是科技未来"的三星快速扩张，抢占消费电子市场，台湾则承接了日本的半导体产业制造。
这个台湾的幸运儿，就是台积电。
三
在种出台积电的十年前，台湾就做好了技术准备。
1970年代中期，台湾经济部出资1000万美元，从美国买来半导体技术，交与工研院电子研究所进行研究，史称"RCA技术转移计划"。
后来，这些技术全部无偿转让给了台积电。
1986年，台湾工业技术研究院决定与荷兰飞利浦共同签约成立一家半导体公司，这家名为"台湾积体电路制造"的公司，就是日后名震全球的台积电。
而它的缔造者，就是因它而被誉为"台湾经济救世主"的张忠谋。
台积电董事长张忠谋
天资过人的张忠谋，走的是典型技术专家路线。
1931年，张忠谋出身于浙江宁波的官宦之家，在重庆南开中学念完高中后，举家搬迁至香港。
抵港后，张忠谋被送到美国读书，在哈佛大学读完本科，又在麻省理工攻读硕士。
1958年，27岁的张忠谋加入德州仪器，度过近20年的职业生涯，并取得了斯坦福博士学位，成为公司副总裁。
二十年间，德州仪器成为世界半导体巨头，全世界上第一块芯片就是由张忠谋的同事杰克·基尔比研发。在公司官至三号首长的张忠谋本可以安稳退休，却因与新总裁理念不合，选择辞职。
几番思虑后，56岁的张忠谋拒绝了出任通用器材的总裁，而是回到台湾，白手起家。
四
芯片的设计和制造，一个重研发，一个重设备与技术，都是资金需求大，门槛高的行业。
最开始，芯片设计到制造的全流程由半导体公司一手包办，此类公司称为垂直设计与制造公司，例如英特尔，就是其中翘楚。
然而，从芯片的核心架构设计到制造、测试、封装，都要自己完成，一般的公司难以承担如此之高的成本与风险。
英国的ARM开创了纯设计公司的先河，只做核心架构设计，将设计好的架构授权给其他公司，购买者可以自行调整修改。
没有制造能力的无厂半导体公司，例如高通，就可以对买来的芯片进行电路再设计，再交给代工厂去制造成品。
专门的晶圆代工厂出现之前，芯片设计公司只能委托或租借大公司的空闲生产线，产能与期限都要看制造厂脸色暂且不提，最要命的是核心技术的外泄。
张忠谋瞄准了其中的商机。
他宣称"我的公司不生产自己的产品，只为半导体设计公司制造产品"——不设计和生产自己的芯片，不抢生意，就解决了技术外泄的问题，更降低了技术门槛，催生更大的客户市场。
在台积电起步的早期，极大地得益于张忠谋的私人关系。
1988年，英特尔正准备全力攻关CPU研发，有意砍掉制造方面的业务。
英特尔创始人CEO安迪·格鲁夫
英特尔的三位创始人之一，CEO安迪·格鲁夫是张忠谋的老朋友，张忠谋邀请他到台积电进行考察，希望能拿到一些订单。
当时台积电的技术还比较落后，格鲁夫指出制造流程中的200多个缺陷，张忠谋保证，几周内全部解决。
英特尔给了台积电一个机会。在英特尔手把手的指导下，台积电果真在几周内解决了全部问题。
从英特尔手里拿下大订单后，台积电的制程已经达到世界标准。
五
芯片生产的核心设备光刻机，是一个阿斯麦尔与台积电相互成就的故事。
芯片制程越小，对光学解析度要求也就越高。换言之，就是要求更为细小的光刀，雕刻更为精巧细致的电路。
但光刀波长小到一定程度，就遇到景深瓶颈，景深下降速度比光学解析增加的速度快，用于雕刻芯片的光刀达到极限，芯片也就无法再突破。
在光刀缩短至193nm时，当时的方法改进空间已经很小，尼康、佳能等巨头选择全力攻克157nm光刀的难关。
台积电工程师林本坚则设想，如果让光刀透过水传播，能否实现解析度突破？
台积电工程师林本坚
他将193nm的光刀浸润至水中，解析度提高了46%，直接缩短至134nm，引起业界轰动。
林本坚兴奋地寻求光刻机厂商研发，但当时尼康、佳能等光刻机巨头投注在157nm的投资已经超过10亿美元，浸润式光刻一旦广泛应用，157nm的投资将损失惨重。
于是，林本坚在美国、德国、日本等地都吃了闭门羹，还有高管打电话给林本坚的上司蒋尚义，希望能劝阻林本坚不要搅局。
2003年10月，拆分自飞利浦半导体部门，与台积电"一母同胞"的阿斯麦尔对林本坚抛出橄榄枝，也由此踏上了自己通往全球光刻机巨头的成功之路。
浸润式光刻法所向披靡，令台积电成为第一家有能力量产40nm以下技术的晶圆代工厂，且规模与良品率均在业界遥遥领先，40nm产品占全球市场的80%以上，28nm制程生产领先行业平均三个季度。
45nm，32nm，28nm，20nm，16nm，14nm，10nm，7nm，5nm，近20年来的每一代晶圆都靠浸润式技术生产，林本坚当选美国国家工程院院士，阿斯麦尔也成为全球最大的半导体设备制造商之一。
六
进入新世纪以来，随着消费电子产业的蓬勃发展，高端芯片市场需求也迎来了井喷式的爆发。
张忠谋又一次抓住了机遇。2009年，台积电举公司之力攻克了28nm制程，2014年，又拿下了苹果的芯片代工，从此坐稳龙头宝座。
2016年9月，台积电市值首次超越IBM；
2017年3月，台积电市值首次超越英特尔，成为全球第一的半导体企业。
到2021年，台积电以291种制程技术为535家顾客生产12302种不同的产品，应用技术平台包括40%智能手机、41%高效能运算、8%物联网、5%车用电子，3%消费电子。
目前，15家硅晶圆厂垄断全球高纯度电子级硅市场份额的95%，而台积电又稳占其中的大半江山。
2022年一季度，台积电在全球晶圆代工市场的市占率达到53.6%，在10nm以下制程占比69%，7nm以下制程占比78%。尚在研发的3nm制程预期市占率达到惊人的98%。
2021年8月，台积电市值超5300亿美元，首次成为亚洲市值最高的股票。倘若在1994年上市便买入，如今累计增长超过1000倍。
截止2022年8月8日，台积电市值4655亿美元，英特尔1446亿美元，IBM1192亿美元，高通1682亿美元，台积电以一敌三，可谓睥睨天下。
自2002年成为全球规模最大的半导体制造厂以来，台积电已经连续20年蝉联第一。


七
拥有台积电，是台湾最大的幸运。
近年来，台湾经济高速增长，2021年增速6.28%，人均GDP3.3万美元，作为比较，韩国为3.47万，日本为3.9万。
台湾经济迅速增长的引擎，就是半导体。
2021年，台湾半导体产值达到4.08万亿台币，折合1458亿美元，占全球半导体总产值的26.2%。
而其中的大部分又是由台积电贡献。
2021年，台积电营收比三星、联电、格芯和中芯加起来还要多。营业额1.59万台币，净利润5900亿台币，占台湾GDP比重7.3%，相关产业链产值占比6.0%，合计占台湾GDP比重13.3%。
据南台科技大学助理教授朱岳中估计，与台积电产品及业务相关的上市公司占到全台湾股市份额的30%。
在这样的情况下，台湾自然视台积电为"护台神山"，倾全岛之力，呵护它的发展。
截止2020年底，台积电拥有56831名员工，其中大约90%位于台湾。
台积电吸收了台湾众多人才，台大化学系硕士被教授戏称为"台积电保证班"，近90%的硕士毕业生成为台积电制程工程师，各个年薪百万，甚至导致博士招生出现数量腰斩的局面。
芯片制造所需要的资源极多，且条件颇为苛刻，对台湾来说是一个甜蜜的负担。
例如，芯片制造用电量巨大，且随着制程变小，耗电量成倍增长。台积电2021年耗电相当于台湾38%人口的用电量。
到2023年底台积电5nm和3nm均实现量产时，新增电量需求更将倍增，达到台积电2019年全球用电量的98%。
此外，芯片制造需要使用大量纯净水。
台积电2021年用水量8280万立方米，在再生水比例达到85%以上的情况下，依然带来很大的用水压力。
2021年，台湾遭遇严重干旱，为了确保台积电的正常用水，当局一度每周两天，对三个市县停水。
如此付出，也是竭力要将半导体产业留在台湾。
半导体是台湾第一个在全球竞争中取得相当优势的产业。
在半导体以外，台湾的自行车、渔具等传统制造业、纺织业、餐饮、零售、旅游等行业都以中小型企业为主，长期处于员工减少、薪资下滑的窘境，发展停滞已久。
而半导体科技需要大量的水、电、人才、工业土地等资源配合，又形成了排挤效应，使得其他产业更加难以发展，已经导致台湾产业结构严重失衡。
另一方面，台积电的行政院持股仅有6.38%，并非控股股东，因此台积电自主性很高，并不是非要留在台湾不可。
除了继续投资半导体维系住优势，台湾别无选择。
近年来，台湾民间一直担心，台积电出岛设厂，会影响本地人才就业机会。对此，张忠谋回应称，台积电的成功与台湾人密不可分。
目前，台积电在台湾有九座工厂，并计划扩建扩产，即将量产的3nm制程，产能将会全部集中在台湾，最尖端技术依然不会离开台湾。
对台湾来说，这已经是最好的局面。
八
然而，台湾的美梦却是美国的心病。
尽管30年来，美国一直占据着半导体整体行业的半壁江山，市场份额稳定在50%左右，但芯片制造占比却不断下滑。
2020年，美国的芯片制造市场全球份额12%，比30年前下降了25%。
这与美国的国家路径完美拟合：在产业上游的研发密集型领域，依然处于绝对领先的位置，而下游却在衰落。
目前，美国90%以上的高端芯片依赖进口。
美国自然不愿任由台湾掌控半导体产业的命脉。
2020年4月，美国商务部长雷蒙多直言，美国欠缺自我半导体生产能力，完全依赖中国台湾，供应链完全被掌握，面临国家安全和经济安全风险。
要尽全力发展本土半导体产品，被美国视为"全球最重要公司之一"的台积电便成为必争之地。
台积电与美国之间的博弈，就此展开。
2019年5月，台积电在重重压力下宣布斥资120亿美元在美国亚利桑那州建厂，生产5nm制程晶圆，美国曾多次要求台积电将更尖端的产能转移过来，都遭到拒绝。
两年后，刘德音公开表示，在美国建厂是政治驱动，成本远高于台积电预期。
2020年9月，美国商务部发布禁令，规定凡是使用美国半导体技术与设备的外国企业，都不能向华为及其子公司出售零组件。当时台积电的订单有15%来自华为，市场普遍认为这是针对台积电的禁令。
2021年8月，台积电被美国商务部政府要求在11月8日前提交相关"机密资料"，11月7日，台积电表示已完成美方提出的问卷并回传，但坚持立场保护客户机密，未揭露特定客户资料。
最新发布的芯片法案又规定，为在美国建厂的公司提供补贴，获得补贴的公司必须承诺，10年内不增加在中国内地的28nm及以下的先进芯片生产。
显然，美国一直在试图将台积电的核心技术转移至美国本土。
然而，台积电对此的态度很鲜明。
美国的芯片设计虽然独步天下，但半导体原材料、生产制造的相关产业链都在亚洲，将工厂迁移至美国将大幅提高成本；另一方面，美国的劳动力资源也非常薄弱，在商言商，台积电并不傻。
台积电在亚利桑那州的代工厂预估产能仅有每月2万片，计划于2024年完成，到那时，台积电可能已经有了2nm制程，5nm根本不再算是先进制程。
说白了，这就是搪塞一下美国。
2021年5月，刘德音在接受美国媒体采访时表示，美国要想掌控半导体产业链，应该投资在研发和培养人才方面，而不是想着转移供应链。这样做只会导致各方紧守自己的技术，放弃全球合作，进而减缓行业的创新速度。
2021年10月26日，张忠谋在一场演讲中公开回应美国，称美国正在"试图把时钟往回拨"，认为美国半导体供应链不完整，本土制造不可能会成功。
在张忠谋看来，当下美国劳动力人口缺乏，在美国建厂生产成本极高，现在想要在美国重建一整条半导体供应链已经是不可能完成的任务。
而5年与其他企业共享500亿美元的补贴对台积电来说，更是没有吸引力。
拜登签署芯片法案后，台积电前发言人孙又文回应说，"520亿美元真的不是很多钱，你只需看看台积电在一年内的花费，那520亿美元有什么用呢？"
台积电目前市值4656亿美元，账面现金356亿美元，2022年的资本支出预算在400亿美元-440亿美元之间，确实有底气不在乎美国给的这点甜头。
当然，台积电也有软肋。
目前，台积电的先进光刻机基本都来自于阿斯麦尔，一旦阿斯麦尔受美国影响不再向台积电供应设备，台积电也将巧妇难为无米之炊。
另一方面，台积电先进制程的芯片订单也是主要来自于苹果、英伟达、高通等美国厂商。台积电目前负责制造苹果的A15芯片，约25%营收来自苹果。
不过，简单粗暴地扼杀台积电，也就扼杀了美国半导体公司的生机。美国自然不会如此愚蠢。
2022年5月初，美国与日本达成合作建设2nm芯片制造基地，预计于2025年投入制造；2022年5月，拜登到访韩国，首先就访问了韩国三星的3nm工厂。
在东亚半导体领域频频动作，却对台积电置之不理，扶持取代它的意图昭然若揭。
重压之下，台积电加快马加鞭。
6月，台积电已经将原定2025年量产的2nm建厂计划文件送审，争取能在2024年提前量产，同时将3nm的研发团队转战1.4nm研发，准备跨越1nm时代。
过往的辉煌，只是明日的序章。芯的战争，才刚刚开始。
九
中国正在举全国之力进行半导体攻关。
早在2014年，国务院就颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，设立国家集成电路产业投资基金。
这就是俗称的'大基金"。一期募资1387亿，于2018年投资完毕，二期募资2041.5亿，尚在投资中。
遭受美国"卡脖子"后，中国开始了轰轰烈烈的芯片自研运动，地方政府纷纷设立投资基金，各行各业的企业都投身于芯片行业，半导体产业园如雨后春笋般在全国各地崛起。
在这个过程中，以武汉格芯、济南泉芯、武汉弘芯、南京德科码、淮安德淮等为代表的项目骗取巨额资金，屡禁不止，目前全国范围内宣布破产或资金链断裂的芯片项目超过80%。
2020年8月，国务院发布文件，要求2025年实现芯片自给率70%，到2020年12月，中国半导体企业新增6万家，达到24.4万。
2022年1月，中国半导体相关企业为12.4万家。
与之相对，2020年，我国的芯片自给率为15.9%，2021年为16.7%。汽车芯片自给率更是不足5%。
2015年，号称"10年要投资1000亿美元"的紫光集团一把手赵伟国喊话台积电，"现在不赶个好价钱卖掉，以后卖不出去"。
2021年7月，曾被国资寄予厚望的紫光集团负债1300余亿，因资不抵债，破产重组。
截止2022年8月，紫光集团董事长赵伟国、总裁张亚东、联席总裁刁石京、齐联、国家大基金总裁丁文武，全部落马。
当然，也有显著的成果。
高通断供华为后，海思拿下了国内超过50%的市场；联发科连续七个季度稳居全球智能手机芯片出货量榜首。
联发科2022年Q1手机芯片出货量市场份额近四成
华为、小米、OPPO、VIVO等都在加紧自研芯片的步伐，2022年上半年，国内芯片进口总量2796亿片，同比下滑10.4%，越来越多的自研芯片取代了进口芯片。
然而，国产芯片大都是传统制程。
28nm是传统制程和先进制程的分水岭。28nm以上，中国的产能占据优势，但台积电和三星的产能已经集中在7nm以下。
目前国内的最先进制程为14nm，也无法脱离阿斯麦尔的光刻机。
阿斯麦尔加入了美国EUV LLC联盟，共享美国的尖端科研成果，因此必须保证55%以上的零件从美国采购，并服从美国的禁令。
此前，美国禁止阿斯麦尔将10nm以下的光刻机出口给中国，2022年7月，禁令扩宽至14nm以下。
尽管中国市场占阿斯麦尔市场份额的三分之一以上，且持续增长，失去中国市场对阿斯麦尔来说是一个重大损失，但它大概率还是只能服从美国。
与阿斯麦尔相似，台积电在南京的晶圆厂只能生产12nm以下制程，台积电是在国内投资先进制程的唯一企业，也就是说，这已经是国内量产的最尖端技术。
而台积电在台湾生产的最先进制程是5nm。
中国，注定要走上孤独的自研之路。
中国是全世界最大的芯片消费市场，2020年，中国芯片进口额达2.4万亿人民币，超过石油，成为最大的外汇支出。2021年，中国占据了全球半导体市场的34.6%。
如此庞大的体量，除了自力更生，我们别无选择。
2020年，张忠谋称中国晶圆制造落后台积电5年以上，IC设计则落后美国或台湾1-2年，并不像外界所言有数代之远。言下之意，追赶未必无望。
倪光南院士曾说，国产芯片的崛起之路没有捷径，我们必须放弃任何幻想，身体力行地去完成各个关键细分领域的全面国产化替代。
目前，中芯已经有了7nm制程的技术，上海微电子已经正式交付了28nm制程的光刻机，自研之路，才刚刚启程。
十
如果要把台积电拟人化，最合适的形象无疑是"技术宅"。
2021年，台积电的研发开支超过300亿人民币，占台湾制造业总研发的20%。
如此投入，成果也相当丰硕：台积电全球专利总数超过50000件，2021年获取5100件，名列台湾第一，在美国的专利获准率100%，位列前十大专利权人第一。
即将量产的3nm制程晶体管密度达到2.5亿/nm，较5nm工艺提升70%，运行速度提升15%，能效提升30%。
在雄厚的技术实力加持之下，台积电持续高速增长。2022年二季度，毛利率达到惊人的59.1%，22年上半年，营收同比增长43.5%。
三十五年来，台积电既不做终端，也不做芯片，即使到今天，台积电自己设计模块的能力已经远强于普通的客户，也依然恪守着张忠谋"中立的服务理念，赢得伙伴信任"的路线，专注钻研制造工艺。
刘德音表示，台积电追求的是技术领先，然而，没有什么能脱离政治。
张忠谋曾说，台积电将是地缘策略者的兵家必争之地。
这不仅仅是因为它的地理位置，更因为半导体行业的特殊性。
三十年来，半导体行业占全球GDP的比重从0.25%增长到0.5%，2021年，全球半导体市场达到5559亿美元，同比增长26.2%。在可预见的将来依然会迅速增长。
与传统行业相比，先进半导体制程技术极为复杂，制造端就有几千道工序，因此容错率极低，如果每道程序的合格率为99%，最后制造出来的就是废品。
因此，半导体制程的良品率取决于工程师手中掌握的细节，是最典型的技术掌握在人才手里。
例如三星从台积电挖走梁孟松，得以实现14nm量产，梁孟松被竞业转投中芯国际后，中芯也很快实现了14nm的技术突破。
在半导体产业越来越成为全球经济的核心驱动力的今天，台积电在凭借在半导体领域的绝对优势，已经成为美国的重要地缘政治利益。
一心只想钻研技术的台积电无罪，怀璧其罪。
在技术重要性日渐增长的同时，技术权力在政治博弈中的话语权也随之不断增加。
佩洛西抵达台湾前夕，台积电董事长刘德音在CNN采访中公开说，没有人能以武力控制台积电：
"台积电是一个精细复杂的制造工厂，从原料、化学物质、设备零件、工程软体到检测，都必须与欧洲、日本和美国等国家进行实时联系，台积电要依靠许多人的努力才能运作，因此就算武力控制，也无法正常运作。"
一个企业被迫发表这样的言论，无疑反映了其对于潜在武力威胁的巨大隐忧。
一个企业敢于发表这样的言论，也反映了其对自身重要性的清醒认知。
刘德音说，我们为最坏的情况做准备，但也抱有最大的希望。
没有人知道，最坏的情况下，台积电会如何抉择，会对历史产生怎样的影响。
但终究，台积电还是一颗只能将最大希望寄予和平的棋子。
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潇湘，曾任世界五百强高管，现从事一二级市场投资，商业研究员，关注中国产业变迁和社会流动，现居广州。
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