透過這家在全球芯片代工產業舉足輕重的公司，可以看到中國未來芯片產業的機遇與挑戰。貿易摩擦與全球缺芯的背景下，台積電——這家位於中國台灣地區的晶圓代工龍頭企業突然成為了全球焦點。有產業媒體報道，原本台積電在4月23日斥資28.9億美元增加的南京28nm工廠成熟製程產能，日前遭到了拜登政府的施壓，美國敦促台積電不要啟動中國南京擴廠計劃。
在本月15日舉行的台積電 2021 財年中期財報會上，台積電董事長劉德音直接駁斥了這一傳言。
劉德音表示，台積電南京廠在2020年第三季度完成一期量產，現已達到16nm製程每月25000片的產能。而擴張的28nm產線將於2022年下半年開始量產，到2023年達成每月4萬片的產能。
同時，為了安撫拜登政府，劉德音在此次財報會上透露，去年宣布斥資120億美元的台積電美國亞利桑那州5nm芯片工廠，如今已動工，目前進展順利。首批美國雇傭的工程師在4月下旬已經抵達中國台灣地區，接受5nm技術培訓，預計設備將在2022年下半年進廠，5nm一期月產2萬片晶圓的項目將於2024年開始量產。
劉德音還強調，台積電的5nm系列仍將是美國商用最先進的大批量生產技術，“歡迎客戶在美國增加產能，台積電能夠提供技術支持和業務承諾。”
不過，這樣一番表述並沒有收穫投資者的信心。截至7月30日收盤，台積電市值達到至6049億美元，相比今年2月最高的7260億美元，市值蒸發超千億美元。
一邊要快速擴建南京28nm成熟製程產線，一邊要在美國推進亞利桑那州5nm芯片工廠計劃。正如曾在中國台灣地區半導體產業有着多年經驗的業內人士陳鑫（化名）接受鈦媒體App採訪時所講的那樣，“（台積電）現在就是牆頭草，它就是夾縫中求生存的一個思維。”
台積電是全球最大的芯片代工製造企業，也是與三星、英特爾並列全球僅三家能夠生產速度最快，最尖端芯片的公司之一。尤其是7nm以及5nm先進製程工藝芯片，目前全球只有台積電和韓國三星兩家公司可以生產製造。
展銳設計的6nm 5G芯片T770、百度的7nm崑崙二代芯片均由台積電代工。並且，台積電已準備啟動3nm芯片量產，1nm技術研發上也取得突破。
芯片產業的製造流程，包括芯片設計、芯片製造代工以及芯片封裝三大鏈條。
“代工”這個詞看似並不高端，但在芯片行業恰好相反，芯片的代工比設計對技術有着更高的要求。台積電在全球半導體產業鏈關鍵環節佔據近乎壟斷地位，很大程度上得益於技術研發與投入。
由於缺少ASML的極紫外光刻機（又稱：EUV光刻機）等重要先進半導體製造設備，以及半導體產業過去投入不足，目前中芯國際製造的芯片製程工藝最高也僅達到14nm。中芯國際在2018年10月首次對外宣布14nm芯片研發成功，到2019年才成功流片，2019年第四季度才實現量產，比台積電等公司落後近四年之久。
短短不到一年，台積電市值蒸發千億。而且在面臨中美關係急轉直下等挑戰下，台積電正深陷被迫投資2000億建美國廠的泥潭之中。當年承擔半導體半邊天的台積電，如今究竟怎麼了？
台積電是如何創立的？
儘管在過去的30年時間裡，全球半導體貿易市場中，美國企業佔據近50%的份額，一直在芯片行業保持着領先的地位，但美國的芯片企業卻只設計不生產，基本交由台積電做代工製造。因此，美國對其的依賴程度也相當高，據波士頓諮詢等機構的數據顯示，美國市場佔據台積電總銷售額的61%，而整個中國台灣地區擁有世界半導體產業30%的市場份額。
當前，半導體的生產企業主要分三類：
一種是Fabless，即無廠半導體公司，只設計研發不生產，典型就是中國華為的海思半導體、美國的高通、英偉達、AMD等；
第二種就是IDM模式，即通過全流程垂直製造整合型企業，從設備到原料、從設計到製造、從封裝到檢測全都負責，甚至還可以給其他企業做代工，典型例子就是三星、英特爾；
第三種就是台積電這類Foundry廠，典型的代工製造企業，不會參與芯片企業研發設計這種環節，但它的芯片製造能力獨步全球，在半導體製造環節達到壟斷的地步，是芯片產業的中樞。
回顧過去，中國台灣地區電子產業騰飛起於上世紀九十年代，以龐大的電子零部件集成產業鏈為支撐，核心是代工。大批中小型電子企業通過拷貝或藉助美國、日本等國外的技術，靠組裝和品牌外觀創新形成自己的品牌，並迅速轉為應用型產品，獲得利潤。
英國《自然》雜誌發表的一篇關於中國台灣地區電子產業的社論文章稱， 早在1970年代，中國台灣地區就認識到半導體行業的潛在經濟重要性，並制定了一項戰略。最初，中國台灣地區主要專註於從美國轉移技術，建立研究機構和中心，然後支持研究落地成果化的衍生型公司發展。後來，隨着企業開始尋找私募投資，政府重點提供贈款、補貼和稅收優惠，以支持學術界、研究機構和工業界。
台積電的成立，要從1974年講起。 那時全球正發生第一次石油危機，石油價格大漲，打破了當時旺盛的中國台灣地區出口生意。當時的“行政院長”蔣經國做了兩件重要的事，一是推動“十大建設”，其中三項是重化工行業；二是在1974年初找行政院秘書長費驊，來共同商討下中國台灣地區是否可以發展新興科技項目，要他對未來工業發展想辦法做重大突破。
費驊找到當時他的同學、電信總局局長方賢齊，而後兩人又找到了當時在美國無線電公司（RCA）擔任研究主任的潘文淵，潘文淵發現當時中國台灣地區正在如雨後春筍般的發展制電子錶、電子計算機工廠，這些工廠都是進口集成電路（IC）在台北裝配，毫無技術可言，而集成電路是所有電子產品的核心零部件，如果中國台灣地區能製造集成電路，則有助於所有電子工業發展，讓其擺脫裝配成高科技產業，其重要性可想而知。
但他們認為，製造集成電路技術不宜自己研發，因為時間長，花費巨大，可以引進在美國等國外有許多對集成電路技術學有專精的海外學人、技術等。於是，潘文淵寫了一個“積體電路計劃草案”，建議從美國引進集成電路製造技術，最終決定：擬投入1000萬美元全力推動集成電路工業發展；中國台灣工業技術研究院（ITRI，簡稱“工研院”）成立“集體電路示範工廠”；請潘文淵在美國籌設“電子工業技術委員會”，協助工研院引進技術到台。
而潘文淵放棄滿額的退休金，提前從RCA退休，並邀集了一批華人專家開始討論技術的方向，最後他們選定了基於互補式金屬氧化物半導體 （CMOS）技術的Foundry方向，於1980年5月成立中國台灣地區的第一家製造集成電路的公司“聯華電子公司”（簡稱“聯電”），生產應用於電子手錶的四寸芯片供各方使用，目前是全球第三大的晶圓代工廠。
此後，政府與RCA簽訂實訓合約，由工研院派出第一批19位年輕的工程師去RCA工廠接受實地訓練。這19位里包含了後來擔任工研院院長的史欽泰，和後來的聯電董事長曹興誠。
與此同時，當局又決定在半導體方面再上一個台階，遂決定發展超大型積體電路（VLSI）。經過孫運璿等人的邀請，張忠謀於1984年從美回台，先擔任工研院院長，發展6英寸晶圓技術，此後張忠謀提議將大型集成電路實驗工廠移出，成為民營的超大型集成電路公司，為更多電子公司服務也可帶動上下游電子公司發展。
事實上，自少年時期，張忠謀就在美國哈佛、MIT留學，並在加入德州儀器（Ti）之後飛黃騰達，不僅在25年內坐到了德州儀器全球三把手的高位，更成為了半導體行業的領軍人物之一。
隨後，李國鼎帶着張忠謀等前往拜訪民間台企負責人，希望他們每個人投資0.18億美元，總資本額超過1.9億美元的一半，就成為一家真正的民營公司。但結果並不理想，民間7家台企只投資了3500萬美元，佔總投資額的24.1%；就在此時，遠在荷蘭飛利浦公司得知此一訊息后，主動找張忠謀等人，希望投資51%，主導該公司的經營。但李國鼎認為，投資額不得超過資本額的四分之一，公司經營權應該由我方主導。最後，飛利浦爭取投資4000萬美元，佔27.6%股份；不足的7000萬美元由中國台灣地區的“國發基金”等共同投資，佔48.3%為最大股東。
1987年2月24日，台積電由此誕生。張忠謀辭掉了工研院院長職位，出任台積電董事長。國發基金、荷蘭飛利浦公司，以及7家台企的私人投資，這三大類也成為台積電成立初期的原始股東。
在此良好基礎上，經過由工研院電子所推進的電子IC產業示範設置計劃（1975－1979）、二期發展計劃（1979－1983），超大型積體電路（VLSI）計劃（1983-1988），以及次微米計劃（1990-1994）之後，中國台灣地區逐漸形成了自有發展體系。在位於新竹和台中的科技園區里，包括台積電、芯片封裝龍頭日月光、聯發科、“芯片代工二哥”聯電、旺宏電子等都居於此，開發全球超過70%的信息技術行業產品，過去五年創造超過330億美元的年收入，從而形成了一個從芯片設計到製造、封裝，以及生產晶圓、設備、面罩和化學品的完整半導體產業鏈。
憑藉著美國扶持、轉移的技術，2019年，中國台灣地區科技電子產品出口額高達1900億美元，佔總出口額的57.7%，最近十年（2007年-2016年）電子產業增加的附加價值，高佔GDP增加額的28.2%。可以這樣說，電子產業撐起了中國台灣地區經濟的半邊天。
目前，中國台灣地區在芯片代工、封測產業分別佔全球芯片市場份額的70%、50%。而在芯片設計方面僅次於美國，全球市場份額超過18%。其中，台積電則在全球芯片代工市場中的份額達到60%以上。
台積電的三次轉折點
半導體產業技術門檻很高，具有周期性成長和衰退效應。張忠謀曾提出“張忠謀定律”（Morris’s Law），就是每隔四、五年，全球半導體製造產業會經歷一個“景氣循環”，這一法則後來被與英特爾創始人提出的“摩爾定律”相提並論。
現在來看，過去34年，台積電經歷的挫折和高光均於此有關。在張忠謀的領導之下，台積電經歷了三次重要轉折點，從而造就了今時重要地位。
台積電發展的三個時期（圖片來源：Digitimes）
第一階段（1987年-1998年） ，台積電強調了其作為純芯片代工廠的地位。與中國台灣地區半導體行業內的其他公司一樣，尋求在半導體製造領域站穩腳跟。當時，台積電發展的重點是製造芯片，不干涉客戶的業務，秉持中立的核心價值，希望客戶可以完全信任台積電，從而有朝一日能與英特爾抗衡。
到了1998年，亞洲金融危機全面爆發，台積電的商業模式和企業文化發生了巨大變化，推動其向技術領先性方向轉移，加大研發力度，觸及芯片設計板塊，增加了部分收入，從而擺脫與其最大競爭對手“聯電”的競爭。
第二階段（1999年-2007年）期間 ，台積電利用強大的運營能力，實現連年盈利，佔據芯片代工市場半壁江山。通過將其可觀收入的8%投入研發，台積電的技術領先地位得到保證。2000年開始，台積電大力投資建立其數百人的研發團隊，在0.13um和0.18um工藝節點上加碼研發，提前擴大了對聯電的領先優勢，此後確立了其在工藝先進技術方面的領先地位。
對於工藝節點，張忠謀也有着獨家秘訣。 根據台積電對外發布的一份發展規劃報告顯示，該公司在18至24個月的時間範圍內，以相互支持的“雙螺旋”方法推進工藝節點。例如，台積電其中一個藍色研發團隊在18到24個月的時間內，專註於28nm節點，然後轉向16nm、7nm和3nm節點。與此同時，一支研發紅隊瞄準了20nm、10nm和5nm工藝。兩隻隊伍相互競爭，相互支持，共同創造業務，最終依靠市場競爭來脫穎而出，從而保證了台積電工藝技術的領先地位。
台積電芯片邏輯工藝路線圖（來源：台積電官網）
2009年之時，在金融海嘯和全球經濟蕭條打擊下，台積電迎來了其發展的第三階段。當年，台積電發生了三件大事：
1、由於台積電2009年收入同比大減59.5%，創1994年上市以來的最大跌幅，78歲高齡的張忠謀一度退休后宣布復出，撤掉蔡力行的CEO職位，重回台積電擔任最高負責人；
2、三星、Intrinsity公司共同研發的“蜂鳥”手機芯片面世，三星從台積電眼皮子下搶走了訂單，後者代工生產；
3、台積電技術骨幹梁孟松負氣出走，被三星成功挖角，來到韓國，隨後又到了中芯國際擔任聯席CEO。
在這樣一種“內憂外患”的環境中，張忠謀卻宣布，豪擲10億美元研發經費，加大人員的研發投入——要知道，2009年台積電的總營收也就僅有90億美元，之後在張忠謀的領導下，台積電不斷攻克28nm、14nm等節點，憑藉領先的製程技術以及高效簡化的操作流程，擴大了市場優勢，拿到了蘋果、高通、英偉達等美國芯片巨頭的重要訂單。
2018年，張忠謀宣布退休，台積電最近幾年由劉德音和魏哲家“雙CEO”管理。
而2020年至今，台積電正處於行業公認的‘超級循環周期“之中，也是台積電歷史上最高光的時刻，世界幾乎一半的芯片，都是由台積電製造，高端支撐芯片，台積電更是包攬了八成以上。後面的日月光、聯發科等半導體企業都隨之獲得了高額收入。
張忠謀曾指出，台積電的制勝秘訣是“領先的製程技術+無與倫比的資本支出”。其中，台積電擁有超過50%的代工市場份額，是競爭對手市場份額的數倍，憑藉其良好工藝技術、客戶關係和生態系統，以及巨大的研發資金投入，成就了如今台積電這一晶圓代工龍頭地位。
與此同時，台積電股價也節節攀高。 2016年9月19日，台積電市值首度超越美國電子巨頭IBM；2017年3月20日，台積電市值首度超越美國芯片領導者英特爾。截至發稿前，台積電總市值達人民幣6056.82億元。
供應鏈隱憂
如今，在全球“芯片荒”的重要背景下，台積電開始布局、建造美國代工廠。
近年來，重塑產業鏈結構的美國一直施壓台積電，要求其在美國設廠，並將技術一併帶到美國。對於美國的施壓台積電始終猶豫不決，因為背後牽涉到是靠近客戶、還是靠近產業鏈，是規避風險、還是降低成本的結構性矛盾。 在美設廠或許有利於分散風險，但同時又面臨被美國就地“綁架”這一新的難題。
不過，有媒體也注意到了一點，台積電對於在美國建廠的時間點選擇非常微妙——2024年落成，這意味着美國這一任總統任期結束之後才能看到。屆時，5nm工藝已經不是台積電最為先進的技術了，2nm工藝將實現量產。由此可見，台積電並不情願將最先進的產能布局在美國。
陳鑫對鈦媒體App表示，台積電的生產節奏已經非常成熟，逐步形成了自動化、標準化、規模化發展模式。若台積電在其他地區建廠，都會受到政策的影響，其實是很難再度複製的。
上海交通大學國家戰略研究中心研究員李雨桐則認為，
“台積電除了在芯片代工領域處於主導地位外，確實也是 地 緣 政 治 博 弈的一個很微妙且十分重要的因素。在中國大陸解決芯片‘卡脖子’的問題上，台積電還是能夠發揮很大的作用。如果配合的好，‘卡脖子’問題能夠在相當程度上得到解決，如果不配合就會雪上加霜。所以這樣其實是可以反過來卡美國脖子的。”
另外，台積電同時也面臨著水和電力資源不足、台灣地區有限勞動力等短期和長期之憂。
從短期來看， 自去年起，中國台灣地區極度缺水，很少下雨，陷入了56年以來最嚴重的乾旱。許多水庫的蓄水量不到20%，有些水庫的水位甚至低於10%。由於芯片製造中需要大量的水來清洗晶圓，為確保供水，台灣地區去年停止了對7.4萬多公頃農田的灌溉，以支持芯片工廠的正常運轉。
目前台灣地區正使用新的管道從桃園引水，而台積電正在為最壞的情況打算，他們正在回收更多水，台積電稱其回收率超過86%。該公司強調，至今其運營還沒有受此因素影響。
而且，台灣地區宣佈於5月13日、5月17日全台規模的分區停電，這讓芯片廠商們雪上加霜。當局也承諾越來越多的採用可再生能源，並在2025年前放棄核電，這在當地引起了對芯片工廠的電力供應擔憂。疫情衝擊下，台積電於今年5月19日要求部分中高風險地區員工居家辦公，確保公司正常運轉，產能不受衝擊。
從長期來看， 廈門大學台灣研究院王勇卻認為，台灣企業家學美國、學日本，引進先進技術，開發產品，從最初就無法獨立成長。台灣地區電子產品的創新點是產品外觀的設計，但電子產業的核心基礎是自主技術專利，台企一直沒有。
在他看來，通過購買等途徑無法獲取初始專利，買來的也往往是全球競爭鏈中偏沒落的專利，零部件行業、電子存儲器行業等支撐性行業都面臨困境。
然而，轉變也絕非易事。當前，中國台灣地區面臨著資金和人才的雙重困境，高科技產業對基礎人員的培養、高等教育對基礎研究人才的培養長期不足，企業自身也不具備支撐基礎研發的實力。尤其在台灣地區半導體領域最看重研發類的碩博士高階人才方面，存在人才流失的困境。
自2013年以來，台灣地區高校畢業生數量呈逐年減少之勢。根據公開數據顯示，2012年台灣地區高等院校畢業生人數分別為：博士（4241）、碩士（60218）、本科（226799），2020年畢業生人數為：博士（3276）、碩士（54919）、本科（206257），創下統計以來最大減幅，而且這一負增長趨勢或會持續下去。
根據國際半導體產業協會出版的《2020年半導體產業與人才白皮書》顯示，中國台灣地區半導體行業每月有2萬人才的缺口。
有半導體行業人士表示，中國台灣地區半導體行業缺人的本質是人口不足，最缺的人才不是製程方面的人，而是系統與IC設計領域的人才。對於這類人才，不僅是培養的問題，還要保證培養后留住的問題。
而且，日漸崛起的中國大陸電子產業在資金、人才等方面正逐步追趕，縮小了與台積電等企業的差距。例如，蘋果公司公布的2021年全球供應商名單中，新納入蘋果供應鏈的中國大陸廠商最多，企業數量高達12家，增加近三分之一，這凸顯了中國在全球高科技供應鏈中的重要性。
硬件受制約，製程技術聯合開發，王勇一針見血指出，“（台積電們）不具備核心繫統，無法取勝於市場。”
半導體產業依然需要資金、時間和人才
2015年底，在工研院任職長達25年的陳鑫從中國台灣地區回到了大陸，如今是一家半導體產業鏈上游公司的市場銷售副總裁。
在鈦媒體App的採訪中，陳鑫指出，隨着時間的發展，技術、政策和資金的不斷投入，像中芯國際這樣的中國大陸企業正逐步成長，他也從中看到了很多發展機會。
“與大量資金投入的中國大陸芯片產業相比，台灣地區的人才最終都要被吸走……我認為，接下來台灣地區經濟的蓬勃發展不可能要靠電子產業，需要找不同的出路，真的是要找一些比較有代表性的支柱型產業，例如服務業、文化產業等。”陳鑫對鈦媒體App表示。
事實上，芯片的競爭放長來看，將不只是技術本身的爭奪，而是綜合資源和能力的比拼。如今，中國大陸也越來越重視集成電路產業的發展，在資金、時間、人才、政策等方面不斷加碼，讓全球半導體產業逐漸轉向中芯國際們。
據中國半導體行業測算，2020年中國半導體行業銷售額達到8910億元人民幣，增長17.8%，三倍於全球增速。而根據國家統計局7月15日發布的最新數據顯示，2021上半年，主要產品產量中，集成電路產量達1712億塊，同比增長48.1%。
在公司數量方面， 天眼查數據顯示，從市場主體來看，近5年中國芯片相關企業註冊量逐年上升，年增速保持在20%以上，僅2020年，企業註冊註冊增速高達61%，新增企業近2.2萬家。目前，中國共有超6.64萬家芯片相關企業；從地區分佈來看，廣東省擁有最多的芯片相關企業，有超2萬家，佔總量的32%，其次是江蘇省，有近9300家相關企業，佔比15%，浙江省也有近5000家芯片相關企業。
在李雨桐看來，國家對於芯片產業確實要有引導的頂層設計。
他指出，國產政策要明確扼要，鼓勵國家大資金的這種投入，也要鼓勵民間資本的廣泛參與，並且產業政策也要進行配套和傾斜；其次，中國要重視科學人才、科技人才的培養，鼓勵年輕人進入半導體與集成電路學科中；最後就是要敢於投入、敢於等待3~5年的一個時間，集中國內所有相關資源，這樣才能形成整體的發展趨勢。
政策方面， 7月21日，上海市人民政府辦公廳發布《上海市戰略性新興產業和先導產業發展“十四五”規劃》中指出，到2025年，上海要基本建成具有全球影響力的集成電路產業創新高地。其中，一批關鍵核心技術要實現突破，集成電路先進工藝實現量產，7納米和5納米刻蝕機進入國際先進生產線，桌面CPU、千萬門級FPGA等關鍵產品達到國際主流水平，12英寸大硅片實現批量供應。並且加快研製具有國際一流水平的刻蝕機、清洗機、離子注入機、量測設備等高端產品。開展核心裝備關鍵零部件研發。提升12英寸硅片、先進光刻膠研發和產業化能力。
此外，浙江日前出台全球先進製造業基地建設“十四五”規劃，謀划布局第三代半導體等顛覆性技術，重點培育柔性電子材料、石墨烯材料、超導材料等產業，部分領域達到世界先進水平。
據《科技日報》報道， 7月27日舉行的國新辦發布會上，科技部部長王志剛指出，在規劃布局方面，把關鍵核心技術攻關作為面向2035年中長期科技發展規劃和“十四五”科技創新規劃的重要內容，明確重點領域、重點方向，發揮社會主義市場經濟條件下新型舉國體制的優勢，組織各方力量協同攻關；在政策環境方面，將通過不斷深化改革給予科研單位更多自主權，通過“揭榜挂帥”“賽馬制”“包干制”等機制，讓有真才實學的科技人員有用武之地。
當下芯片之於信息科技時代，如同煤與石油之於工業時代。半導體則正在取代石油的地位，成為21世紀必爭的戰略物資。從時代趨勢來看，伴隨着人工智能（AI）信息技術的爆炸式增長，芯片作為基礎性、關鍵性和戰略性的產業核心，是中美科技經濟軍事全面競爭的關鍵，關乎國家安全。
那麼，在產業外追圍堵，內部倒逼形式下，全球半導體產業究竟如何發展，中芯國際能否在製程工藝上超越台積電，依然需要時間和技術實力來證明。
鈦媒體編輯丨林志佳