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小心“惯犯”三星!台积电半年2大事故的背后,也许不只是“双王内斗”!

 

芯片

2018年过去不到1个月,全球晶圆代工行业老大台积电就传出了震动行业的消息:由于低级错误,台积电某工厂1天内连续爆发2宗晶圆污染事件,其主力产品12nm/16nm 12寸晶圆产量受到巨大影响。

据台媒1月28日报道,位于我国台湾南部的台积电南科14厂,先是传出前段刻蚀铁离子污染,未通过台积电内部检验程序的消息。幸好,该问题是在内部检验中发现的,影响并未扩大,受损的晶圆仅几百片,不足为患。

然而,才过几小时,当工作人员紧张情绪刚刚放松时,该厂就爆发了一起灾难性事故。据称,该厂的的大量晶圆片受到化学物品污染而报废。当日,台积电抢先发表声明称,事件原因是该厂使用与的化学原料不合规格,影响了产出晶圆的良率,此问题在生产中无法发现,必须生产完成后才会暴露。他们还在声明中相当淡定地说道,预计本次事故不会影响财测数字。

然而,根据媒体报道,这次问题出在生产晶圆所用的化学原料——光阻液上,其影响远不只是简单地“影响了产出晶圆的良率”,而是造成上万片晶圆报废!上万片晶圆,什么概念?要回答这个问题,首先要讲讲晶圆代工行业的基础知识。

晶圆代工

我们都知道,以芯片为代表的半导体产品,其主要原材料是硅。美国西海岸正是因为在全球半导体产业中扮演了重要角色,所以被称为“硅谷”。

在自然界中,硅是一种常见的物质,我们日常到处可见的沙子就富含二氧化硅。但是要从沙子变成价值连城的芯片,还要经历相当多高端复杂的程序。这里简单说一下:这些沙子先要经过多次提纯和高温整形,之后采用旋转拉伸的方式,做成一个圆柱体,也就是单晶硅锭。

单晶硅锭经过横向切割,会产生许多圆形的硅片,经过抛光后,平整如镜,这就是晶圆,再之后,晶圆加工厂就可以在晶圆上面切割出芯片了。

晶圆尺寸不同,切割出的芯片数量也不同。通常情况下,晶圆尺寸越大,制造难度越高,切割的出来的芯片也会更多。随着芯片尺寸越来越小,一块晶圆上现在可以切割出数千个芯片。

从这里可以看出事件的严重性。就算以最低标准——1片晶圆切割1000块芯片算,台积电这次事故也导致了10000000片芯片产能受损!而根据研究半导体产业超过20年的中国国金证券科技及半导体产业负责人陆行之在Facebook上爆料,这次事件甚至“不是作废2-3万片晶圆片就能解决的事”,下面更有评论称“受影响晶圆片可能高达9万片”。

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(图片来源于Facebook)

因此,媒体方面的消息爆出后,立刻在市场上引发轩然大波,台积电也不得不在次日收回了对业绩没影响的说法,转而略微保守地表示,预计受影响的晶圆大部分能在第1季度补回,若有第1季无法补回的,也应能在第2季补回。

但是外界并不买账。由于台积电发布的消息称,事件爆发时间并非在报道出现的1月28日,而是在10天之前,也就是1月中旬,当时就有人预计,此次事故可能会对台积电第1季度业绩造成打击,因为12/16nm制程芯片正是目前行业内需求最热络的产品。

这里或许有人会有疑问,台积电、三星吹7nm已经吹了1年多,怎么12/16nm这些落后制程还是主力产品?

在消费品行业,刨除一些专门做奢侈品的品牌,大部分高端品牌施行的是“高端产品线提高品牌溢价,中低端产品线走量出货挣钱”的策略,这点在芯片代工行业也一样。对于台积电、三星这样的专业晶圆代工厂来说,10nm、7nm这种顶尖制程更多是用来展示技术实力、迎合终端厂商小部分高端芯片需求的技术,真正赚钱的还是成熟、廉价的制程工艺。

从行业来看,大陆最顶尖的晶圆代工企业中芯国际,于去年下半年才实现28nm制程芯片的量产,目前正攻关14nm制程,而诸多其他小厂,甚至很多还靠64nm之类的制程代工活着。

相较而言,台积电作为行业领军人,其主力产品是已经迈进先进的12/16nm制程领域,相关产品在去年第2、第3季度已经占到营收25%,第4季度由于7nm芯片量产,占营收比重下降到21%,但仍是主力之一。

后续结果验证了分析师的看法。2月15日,台积电公布的1月业绩相当难看。其1月综合销售额为新台币780.9亿元(合25.3亿美元),较上月下降13.1%,也较上年同期下降2.1%,同时创下了去年7月销售743.7亿新台币以来的最低水平。

根据台积电评估,光阻事故带来的财务影响中,第1季营收将因此减少5.5亿美元,毛利率减少2.6%,营业利益率减少3.2%。

双王内斗?

文章开头提到,这起事故的原因是一起“低级错误”。

台积电采用的光阻液目前有3家供应商,分别是日系的信越、JSR以及美国陶氏化学,多数意见认为,此次出事的应该是陶氏化学产品,但不管是哪家,这不重要,重要的是台积电在此事上的异常。

此前,虽然供应商会提供检测报告,但在生产之前,台积电通常会再自行检查一次。但据报道,在本次事故中,台积电违背惯例,直接采信了陶氏化学的检测结果。台积电企业讯息处处长孙又文表示:“拿来的时候,只相信那个原来的厂商给我们的检测,我们没有进一步再做自己的检测。”

一位半导体工程师说:“理论上,光阻液上机前就会有品管检验,光阻制程完还有品检,有偏差应该会检出。” 在台积电资深供应商眼里,此事很异常。

这还不是台积电第一次出现这种低级错误。2018年8月3日,台积电位于新竹的12 寸晶圆厂传出电脑遭勒索病毒Wannacry攻击,生产线全数停摆的消息。病毒来势凶猛,台中的15厂和本次出事的14厂也相继传出同样消息,几小时之内,台积电在台湾北、中、南3处重要生产基地生产全面瘫痪。

wannacry

(图片来源于维基百科)

据说,这次事故导致上述工厂生产中断近3天,而且集中在最先进的7nm制程生产线,外界一度传出苹果最新芯片生产受阻的消息。

搞笑的是,这次台积电总裁魏哲家给出的理由,同样让人啼笑皆非:由于安装人员没有执行病毒检测,就把机台接上网络,结果病毒瞬间扩散。截至8月5日下午,几大厂区才恢复了80%的机台。

没有杀毒就将电脑连入内部网络,这种极度低级的错误,一度对行业的三观造成了重创,外界非常讶异,一向对内部信息安全维护滴水不漏的台积电,也会遇到这么离谱的病毒攻击事件,连带导致所有的半导体厂都开始加强厂内的信息安全,以免核心机密资料外流。

向来很少犯错的芯片代工大厂,在半年内连出2桩大事,总会让人忍不住想要深究其原因。有人认为是因为近期行业总体下行,台积电压缩供应商成本所致,也有人认为是台积电内部管理规章越发复杂,团队无法执行的缘故。然而,考虑到事故出现的时间点,另一种观点开始浮出——台积电“双王内斗”。

去年6月,中国半导体传奇人物、台积电创办者张忠谋正式退休,台积电开始了董事长刘德音、总裁魏哲家“双首长制”的时代。

有传言称,近期的事故就是内部“两王”斗争渐渐失控的结果。早前,《商业周刊》采访十数位台积电内部人员,被多次反问:“你觉得这消息,为什么被爆出来?”背后的意思是,一定有人觉得把这事弄出去,可以用外部力量制约内部。

据台积电某前主管透露,现在台积电内部2大山头有着明显的不同点:“刘比较洋派,都找常春藤的班底,魏比较土派,找清华、交大等这批人,两个打法完全不同……Morris(注:张忠谋)不在了,大家也没顾忌了,要杀就杀,各占地盘,以前会猜Morris在想什么,现在不用。”

“以前做事,大家会猜,Morris怎么想、怎么看?大家会朝某一个方向,行动是一致的。但现在他不在,就不一样了。(大家)一定想,这件事做了,是对刘、或对魏有利?”

从时间点上来说,这种论调是有合理之处的,毕竟张忠谋一退休台积电就出事,很难让人不往接班人身上想。但要说明的是,以上观点只是业界猜测,给事件寻求一个合理解释,所谓内斗,到目前为止没有真凭实据。

不过,既然说到这了,我们不妨拓展思路,让这个解释更全面合理一些,比如说,既然存在内忧,那么是否还有外患?台积电如果出事了,谁最能得利?

恶敌在外

在7nm时代之前,全球能做14nm制程芯片的顶尖代工厂只有3家——台积电、三星和英特尔。然而从迈进10nm工艺开始,英特尔逐渐落后。去年底,当三星、台积电都已经准备上马7nm EUV工艺时,英特尔却宣布,将在今年底量产10nm,慢了不止1年。

事实上,有消息称,英特尔的10nm芯片晶体管密度是1.008亿/平方毫米,而台积电10nm芯片晶体管密度是4810万/平方毫米,相差近一半,三星7nm工艺可以做到1.0123亿/平方毫米,但是自家最新的Exynos 9820却没有采用,可能存在问题。换句话说,英特尔10nm工艺 > 三星7nm工艺 > 台积电7nm工艺。

据说,英特尔之所以要在10nm工艺上下大工夫,是为了摆脱对制程工艺的依赖,避免摩尔定律失效时停滞不前。

由于并非行业内从业人员,对于数据真实与否,小编无从得知。但英特尔此举,无异于在短期内自绝于晶圆代工行业竞争。试想,消费者又不懂那么多,只知道工艺制程越小,芯片能耗越低,7nm就是比10nm好,在这种情况下,如果你是设计厂家,你选谁?

既然英特尔被踢出市场,剩下的竞争对手就剩一个三星了。那么,有没有可能是三星在背后下黑手,趁着台积电高层动荡的时机,想要把它搞垮?

三星有没有下黑手,小编是不知道的,不过从历史上看,三星在竞争方面,确实是毫无底线。比如说,谁都知道三星在全球存储产业名列前茅,但是有多少人知道,三星的存储芯片业务是怎么发展起来的?

事实上,在上世纪80年代,世界第一的半导体厂商既不在美国,也不在韩国,而是日本的东芝。1985年,东芝率先研发出1M DRAM,一举超越美国,成为当时世界上容量最大的DRAM。

而三星当时在半导体方面的进展,只是在1978年收购了韩国国家半导体研究所,然而其技术水平还不如当时中科院的半导体相关院所,所以一直没有什么建树,处于落后状态。

众所周知,在90年代经济泡沫破裂之前,其在经济上取得了辉煌的成就,无论是产业发达程度,还是人民生活水平,都已跃居世界前列。随着国际地位日益上升,日本人也产生了可以独立于美国行事的错觉,之后便爆发了著名的“东芝事件”。

1983年,东芝秘密向苏联出口了5台先进的五轴联动数控机床,使其舰艇推进性能大幅改善。1985年12月,苏、日秘密协议当事人之一、日本和光公司的熊谷独因与他的雇主发生纠纷而辞职,并愤而向“巴统”主席盖尼尔·陶瑞格揭发了东芝事件。

经过一年多的调查,美国掌握了东芝违反巴统协定的全部证据。1987年5月27日,日本警视厅逮捕了涉案人员,包括数名高管。美国也对东芝进行了力度堪比中兴事件的制裁。

在同一时期,美国还和日本签订了相当霸道的《日美半导体协议》,明确规定日本的DRAM必须涨价30%,且日本方面需确保美国DRAM在日本的市场份额提升到20%。

在这双重打击下,东芝光明的前途开始动摇,三星趁虚而入,开始使用高薪、哄骗、甚至软禁之类违法擦边球手段,大量挖角东芝存储芯片研发人员。

关于这段历史,NHK在2006年推出的纪录片《重登顶峰.技术人员20年的战争》进行了详细记述。

比如说,三星为了获知东芝的工厂信息,在双方合作正酣之际,假借邀请东芝高层技术人员来帮忙解决问题的理由,邀请他参观自家工厂,然后借机请求参观东芝工厂,出于礼节,东芝只得答应。

三星

三星

骗局

此外,3倍工资挖人等,在纪录片中也有讲述。

挖人

挖人

(截图来源于B站)

短短4年后,1992年,三星超过东芝,第一次成为全球存储芯片市场份额第一,并且一直保持到现在,借助近两年来存储芯片市场需求爆发、价格飙涨,存储芯片成为如今三星电子营收最高利润也最高的产品。

而东芝半导体现在怎么样了呢?2018年6月1日,东芝将旗下半导体子公司“东芝存储器”的所有股份以2万亿日元,也就是人民币约1175亿元的价格“贱卖”给了美国基金贝恩资本为主的“日美韩联合体”,令人唏嘘。

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