TSMC创始人 Morris Chang
摘要
TSMC的核心护城河是结构性中立:为客户制造芯片,但从不设计与客户竞争的产品。 Chang表示,他将 Tim Cook 所说的“Intel 根本不知道如何做代工”理解为客户信任与响应能力的问题;主持人则认为,Arm 促成了架构、设计、EDA与制造的拆分。在先进制程领域,客户协同会与规模效应相互强化。
NVIDIA从一家濒临破产、只有50-60人的初创公司,成长为TSMC前五大客户,原因在于Chang把小客户也视为潜在巨头。 Jensen Huang在1997年主动寄来的信引起了Chang的兴趣,也让他有些“恼火”,因为TSMC的圣何塞办公室此前没有理会这封信;随后推出的游戏芯片拯救了NVIDIA,并带来Chang认为足以称为大客户的、至少每年$50M的业务。后来TSMC的40nm问题给NVIDIA造成损失,Chang亲自提出一份超过$100M、48小时内有效的赔偿方案,保住了这段后来带来数十亿美元业务的合作关系。
Chang应对2008年下行周期的方式,是保住半导体人才,并让研发投入独立于周期波动。 他提出重新聘用600-700名员工,因为绩效评级具有主观性;如果一年内还需要这些人,遣散费加再培训成本就会抹掉裁员节省的费用:“如果一年内还需要这些人,就不该裁员。” 另外,他将研发投入固定为营收的8%,“不管有没有衰退”,让工程师确信,多年期制程规划不会因暂时性疲软而中断。
押注28nm既依赖技术判断,也伴随着资本开支的大幅增加。 研发团队称28nm是“甜蜜点”,业务开发团队提供了市场信息;尽管董事们反对,Chang仍将年资本开支从约$2B-$2.5B提高到2010年的近$6B。他给董事会的最终答复是明确承担责任:“我听到了你们的意见,但我仍然是负责经营公司的人,所以你们得让我推进这一次。”
Apple迫使TSMC在学习曲线带来的规模效应与客户集中度的生存风险之间作出平衡。 Apple出人意料地要20nm,而不是原计划从28nm直接推进至16nm,这要求额外投入数十亿美元;经过审慎的财务规划和高层建议,TSMC拒绝削减股息或发行股票,转而借款,并且只接受Apple一半的产能需求。Chang拒绝了 Jeff Williams 取消股息的建议,因为约三分之一的股东对此高度重视,股票会“跌得惨不忍睹”。
拿下Apple的20nm订单付出了沉重的机会成本:TSMC没有足够研发能力同时开发两个制程,20nm因此推迟了16nm。 Samsung跳过了这段绕路,拿到了Apple首批16nm订单,让Chang大为震惊。Ben认为,这笔投资成立的前提是至少将80%-90%的20nm设备转用于16nm;Williams承诺:“你们一旦准备好16nm,我们就会把全部需求都交给你们。” TSMC约晚6个月完成制程开发,并保住了Apple的大部分需求。
学习曲线让先进制程制造在主持人看来越来越像一种自然垄断。 Chang完善后的版本不止是“经验越多成本越低”:制造商预判成熟期需求,按照最终大批量生产成本定价,快速填满产能,再把由此形成的规模优势投入下一代制程。新晶圆厂的成本约为$20B,未来可能升至$40B、$80B甚至$100B;没有TSMC的规模,竞争者将更难为下一轮投资融资。
TSMC在台湾形成的产业集群,把财务规模转化为海外晶圆厂无法快速复制的运营护城河。 新竹让TSMC与大学、客户及 Arm、Qualcomm、MediaTek、Cadence、Synopsys 等合作伙伴毗邻;老晶圆厂即便原始资本开支已经折旧完毕,仍可继续生产替换零件、CMOS传感器和成熟制程芯片。主持人将半导体市场从TSMC于1987年成立时的$26B增长到去年的$527B称为“荒谬的顺风”,同时区分了持续增长的算力需求与摩尔定律的技术边界。
精读
1. 一封冷冰冰的来信,让NVIDIA成为TSMC前五大客户
Chang第一次听说 Jensen Huang,是通过一封1997年寄到TSMC邮局的信。当时成立仅4年的NVIDIA大约只有50-60名员工,濒临破产,并称TSMC的圣何塞办公室一直没有回复。
这封信勾起了Chang的好奇,也“让我有点恼火”:TSMC在1995年营收已经超过$1B,但他反复告诫销售人员,不能因为潜在客户看起来规模很小,就忽视它未来可能成为大客户。
Chang打电话过去时,Huang在嘈杂的房间里大喊:“安静!Morris Chang给我打电话了!”随后他坦率讲述NVIDIA的财务困境,但预测新款游戏芯片会拯救公司,并让NVIDIA成为TSMC的大客户。
Chang将“大客户”定义为每年带来至少$50M晶圆代工收入的客户。尽管他不认同主持人所说的那款芯片是 RIVA 128,但他记得最终结果:两三年内,NVIDIA成为TSMC最大的5家客户之一。
2. 40nm失误将Chang重新拉回经营一线
Chang第一次尝试把CEO职位交给继任者、自己留任董事长期间,TSMC在40nm上出现了制造良率和质量问题。管理层接受了质量主管关于TSMC不应负责的说法,没有向NVIDIA提供任何补偿。
良率问题影响了所有客户,包括Qualcomm和Intel,但NVIDIA作为该节点最大的客户之一,承受了很大损失。这一问题还具有战略紧迫性:“只有把40nm做好,28nm才能做好。”
2009年重新担任CEO后,Chang逐一联系每个大客户。Huang依然友好,但明确提醒他存在“质量、交付和制造问题”;Chang请求几周时间解决,并将这场争议列为当务之急。
另一个亮起的警示灯来自财务端:已承诺给客户的降价速度快于制造成本下降速度,导致毛利率下滑。因此,修复该节点既需要技术复原,也需要恢复成本纪律。
3. Chang将裁员视为信誉破产,而不是降本工具
促使Chang回归的直接原因,是2008年金融危机期间解雇约600-700名员工。CEO避开“裁员”一词,将解雇包装成对绩效评级最低员工的惩罚,尽管Chang此前要求先获得董事会批准。
Chang的反对既有文化层面,也有经济层面。评级来自数百名不同主管,主观性太强,无法获得员工认同;此外,遣散费约相当于半年工资,而培训替代者至少还要半年。“如果一年内还需要这些人,就不该裁员。”
100多名被解雇员工在Chang家门外抗议;后来约25人在附近公园露营过夜。早上6点,他的妻子 Sophie 为他们买了中式早餐,包括油条;在这一举动之后,他们放弃了当天前往总统府示威的计划。
Chang提出让这些员工复职,但没有羞辱他的前任CEO。他保留了这位高管的职级、薪资和奖金,只是将其调往新成立的太阳能电池和LED业务;太阳能业务受到中国补贴冲击,LED业务则受制于专利高度集中。这位高管后来成为MediaTek副董事长兼CEO。
4. 一份超过$100M的报价,不经讨价还价修复了NVIDIA关系
Chang回任CEO后的前4-5周,几乎有一半时间都在解决NVIDIA的索赔问题。制造团队已经在为TSMC及所有客户提升良率;剩下的争议“只是钱的问题”,以及NVIDIA需要面对其自身客户的下游索赔。
在收集销售情报、研究损失后,Chang发邮件告诉Huang,自己会在晚上6点到Huang家里。他们先延续惯常安排,一起吃沙拉和披萨直到晚上8点,随后进入书房谈业务。
Chang提出超过$100M的赔偿方案,有效期48小时。如果Huang拒绝,TSMC将进入仲裁,而不会修改报价;Huang在两天内接受了方案。这段修复后的关系,后来支撑了数十亿美元的业务往来。
5. 8%的研发规则为28nm押注创造了条件
Chang在Texas Instruments工作时,以全球半导体研发投入占营收4.8%为基准;他多次要求提高到5.5%,但都被拒绝。在TSMC,他希望消除研发主管与CEO之间每年讨价还价的局面。
由于TSMC当时已经投入营收的6%-7%,Chang“直接定了一个数字”:营收的8%,不管有没有衰退。研发负责人认为,这是TSMC为研发做过的最正确的决定,因为人员和项目规划不再容易受到年度削减的影响。
这种确定性鼓励工程师提出更大胆的技术判断。他们告诉Chang,28nm会是“甜蜜点”,就像网球击中球拍的中心;技术论证、市场预测和业务开发部门的战略判断共同说服了Chang。
与之伴随的资本开支跃升——从每年约$2B-$2.5B增至2010年的近$6B——令董事们感到不安。Chang引用莎士比亚关于“人生命运中的潮汐”的话,承担了责任:“我听到了你们的意见,但我仍然是负责经营公司的人,所以你们得让我推进这一次。” 这一节点恰逢智能手机时代到来。
6. 职能制组织与小规模业务开发团队影响了继任安排
Chang拒绝将TSMC按事业部组织起来,因为先进制程和成熟制程晶圆厂经常服务于同一批客户。Qualcomm和Apple的旗舰芯片使用先进制程,但大量配套部件仍使用老制程,因此按晶圆厂划分管理并不自然。
前任总裁 Don Brooks 曾提议按晶圆厂拆分公司。McKinsey花了大约1-2个月、Chang回忆可能花了几百万美元,最终确认职能制结构最优。其类比对象是Boeing:虽然Boeing设有商用和政府业务部门,但不会按具体飞机型号拆分公司。
2005年,Chang允许CEO Rick Tsai将运营拆成先进制程和主流制程两组,因为“有时你得让CEO犯自己的错误,并从中学习”。回任后,Chang重新合并运营部门,并成立一个统一的战略业务开发组织。
Mark Liu拒绝了这支约60-70人的团队,因为他已经负责约10,000名先进技术员工。C.C. Wei则欣然接受;Chang认为,这个规模更小的职位是营销和业务开发训练的关键。如今,Wei已是TSMC董事长兼CEO。
7. Apple不请自来,并提出绕道20nm
Chang知道Apple一向守口如瓶:主动招揽只会遭到拒绝,“他们准备好时自然会来找你”。转机来自Foxconn创始人 Terry Gou,他是 Sophie Chang 的第二代表亲,意外带 Apple COO Jeff Williams 参加晚餐。
Williams几乎跳过寒暄,主导了大约80%的谈话。他说Apple会“让我们拿到40%的毛利率”,显然自认为这是慷慨条件;Chang没有回应,因为TSMC当时已经赚取45%的毛利率,并正努力达到50%。
Chang原以为Apple会要TSMC刚开发完成的28nm制程。Williams却回答“20”,让他既意外又失望,因为原本的摩尔定律路线是从28nm直接推进到16nm。
当时TSMC没有资源同时开发两个节点。Chang当时的判断是,20nm只是“半步”,也是“绕路”:它会为16nm贡献部分知识,但会在既有路线之外消耗时间和资本。
8. TSMC只满足Apple一半需求,并守住了股息
早在TSMC需要高层融资建议之前,Chang就通过TSMC在纽约发行ADR等方式,与 Goldman Sachs 建立了良好关系。Apple的要求恰好创造了这种融资需求:公司已经为28nm扩产,现在还需要为一个计划外节点追加数十亿美元。
管理层考虑过削减股息、在台湾或美国发行股票、借款,以及减少承接的需求量。经过审慎的财务规划,最终选择举债,不发行股票、不削减股息,并只提供Apple所要求产能的一半。
Apple的中层采购人员起初对C.C. Wei说:“你一定疯了。” Chang随后向Williams说明了“审慎的财务规划”结果;Williams建议取消股息,但Chang拒绝了,因为约三分之一股东对此高度重视,股票会“跌得惨不忍睹”。
TSMC后来学会了在产能稀缺时要求客户支付定金,因为“这是我们的钱,而那只是他们的一句话”。销售人员喜欢警告客户,TSMC可能会“没收”定金,但从未真的这么做;2000-2001年前后的互联网衰退后,客户推迟订单,最终每一家都用掉了自己的定金。
9. Intel输给Apple,问题不只是制程技术,而是代工方式
2011年2月,Williams暂停与TSMC的谈判两个月,因为Intel CEO Paul Otellini 找过 Tim Cook。Intel已经为所有Mac供应处理器,与Apple存在现成关系。
Chang没有像在Intel处于1990年代巅峰时那样感到恐惧。他判断,TSMC在技术上大致持平,在制造上领先,更关键的是在客户信任上领先。
暂停一个月后,Chang要求了解进展。Williams同意,但表示自己将外出,并已请Cook接待Chang——这是一种不同寻常的升级,因为高管通常会把来访者逐级下交,而不是向上转交。
在员工餐厅吃午饭时,Cook给出了简洁结论:“Intel根本不知道如何做代工。” Chang将其理解为服务文化问题:即使面对“疯狂”或不合逻辑的要求,TSMC也会礼貌回应;而与Intel打交道的台湾PC厂商都希望有另一家供应商,没有一家喜欢或信任Intel。
10. Apple的20nm订单推迟了16nm,并短暂将领先地位交给Samsung
价格仍然需要谈判。Chang表示,成本是第一输入,其次才是客户是否接受这一价格。
真正的取舍后来才显现:由于TSMC无法同时开发两个节点,20nm推迟了16nm制程。Samsung在失去20nm业务后跳过这项工作,直接推进16nm。
当Apple将首批16nm订单交给Samsung时,Chang“真的很震惊”。Ben认为,TSMC这笔投资成立的前提,是至少将80%-90%的20nm设备转用于16nm;如果失去Apple,这笔投资的逻辑就会受到威胁。
Williams立即承诺来访,并解释说:“你们一旦准备好16nm,我们就会把全部需求都交给你们。” TSMC约晚6个月完成制程开发,Apple大部分16nm需求最终仍留在TSMC。
11. Qualcomm的迁移先暴露了IBM的弱点,随后IBM才承认问题
整个1990年代,TSMC都将Qualcomm视为最重要的无晶圆厂客户之一,但Qualcomm负责运营的副总裁始终保持礼貌,却几乎没有给TSMC多少业务。Chang掌握的情报显示,IBM是Qualcomm的主要代工厂。
1997-98年前后,Qualcomm开始将大批量订单转给TSMC。Chang由此推断,IBM Semiconductor陷入困境,因为它的主要业务就是为Qualcomm和几家规模较小的无晶圆厂公司供货。
因此,IBM的下一步并不意外:1999年,它要求TSMC共同开发0.13微米、即130nm一代制程。Chang立即拒绝;他预计TSMC将不得不派工程师去IBM,最终依赖共同开发的制程,无法保持自身的研发能力。
IBM对此大为恼火,转而找到UMC。UMC接受了这一合作;Chang说,UMC后来“后悔得很严重”。他的更大判断是,身处代工产业链的交汇点,TSMC能够在其他人看清后果之前,先看到客户迁移和竞争对手恶化。
12. 学习曲线纪律将规模转化为战略
1970年前后,Boston Consulting Group创始人 Bruce Henderson 将经验曲线介绍给TI负责人 Mark Shepherd。Shepherd安排Chang与 Bill Bain 合作;大约两年时间里,Bain每周有3天在Chang位于达拉斯办公室附近的办公室工作,收集半导体成本、价格和产品线数据。
Chang没有声称自己发明了学习曲线,但他说自己帮助完善了这一理论,直到半导体公司能够有效使用它。后来Bain告诉他,自己要离开BCG创办新公司,因为存在一个“世界性使命”;Chang说,那显然指的是个人使命。
简单版本是,生产更多单位会积累经验并降低单位成本。Chang警告说,如果停留在这一步,“那就真的什么都没学到”;有用的版本,需要把累计产量、定价、产能和竞争战略连接起来。
主持人的表述是从成熟期规模倒推:预测该节点的总需求,按照最终低成本水平给早期产品定价,快速走过低产量阶段,汇聚客户,再将优势重新投入下一代制程。风险在于,如果把Apple的iPhone需求或NVIDIA的AI需求预测错5%-10%,就会损害盈利能力和下一节点的资金来源。
13. 在TSMC客户出现之前,Chang已经看到了无晶圆厂需求
Chang在General Instrument任职的最后几个月,Gordon Campbell 要求$50M创办一家半导体公司,却没有书面商业计划。3周后,Campbell说自己只需要$5M:“我不会建晶圆厂。” Chang称这是他第一次看到无晶圆厂时代的雏形。
另一位早期创业者已经创办了Atmel,并希望在不拥有制造能力的情况下使用General Instrument闲置的晶圆厂。由此产生的争论,正是代工模式的缩影:每个设计者都希望晶圆厂按自己的方式运行,但晶圆厂所有者只能用一种方式运营,才能“或多或少”满足众多客户。
当被问及TSMC是否是一个不太可能成功的案例时,Chang承认,TSMC的规模和重要性超出了他的预期,“但不是数量级上的超出”。他也从未认真计划在建成两座晶圆厂后停下;作为“学习曲线的认真研究者”,他知道规模需要持续扩张。
主持人强调,早期TSMC仍然依靠综合制造商的过剩产能和低战略价值订单存活,等待无晶圆厂需求出现。这门看似没有吸引力的生意积累了真实的工厂、运营能力、产量和产能,让TSMC在独立芯片设计者出现时已经准备就绪。
14. 纯代工中立之所以奏效,是因为价值链完成了拆分
主持人的核心复盘结论是“不要与客户竞争”。TSMC既不设计芯片,也不销售终端产品,因此NVIDIA、Apple和Qualcomm可以把最重要的设计交给它,而不必担心在价值链其他环节资助一个直接竞争对手。
他们认为,Arm对这一结果不可或缺。如果x86和高度一体化的Intel继续占据主导,独立设计者和中立的先进制程制造商可能没有多少生存空间;Arm让CPU架构与芯片设计、制造分离开来。
这种拆分形成了一个相互依赖的独立公司群体,分别从事架构、制造、EDA和芯片设计。主持人称Arm与TSMC是“在历史的髋关节处紧密相连”。
Apple是他们提出的最大反事实案例:如果没有可行的Arm平台,也没有Apple将产品标准化到基于Arm的Apple Silicon,Intel可能仍然有机会制造Apple设备中的先进芯片。但最终,价值链围绕专业化公司重组,而这些公司的经济利益都指向合作。
15. 新竹产业集群与持续再投资进一步拉大领先优势
参观新竹科学园区,让主持人第一次切身感受到这一生态系统:TSMC与Arm、Qualcomm、MediaTek、Cadence、Synopsys以及两所培养博士、再将其吸收进产业的大学相邻。飞往台湾的航班看起来像塞满半导体从业者的“科技班车”,乘客都在前往这个产业生态。
他们怀疑海外晶圆厂能否快速复制这种密度。亚利桑那的产能可能服务于客户和政府目标,但要重建台湾的合作伙伴、科研、人才与沟通网络,需要数十年。主持人还看到那座规模巨大的分期厂房,TSMC正在那里为2nm制程的小批量生产和计划于下半年启动的爬坡做准备。
TSMC会保留老晶圆厂,而不是像Intel过去那样持续将所有产能转换到最新制程。成熟设施仍可生产替换零件、CMOS图像传感器和不需要先进线宽的芯片;原始资本开支折旧完成后,只要承担维护成本,就能产生极高毛利的收入。
主持人认为,先进制程制造具有“自然垄断特征”:一座现有晶圆厂的成本约为$20B,未来几轮投资可能需要$40B、$80B甚至$100B。他们将这种持续再投资,与半导体市场从1987年的$26B增长到去年的$527B,以及对更多算力的持续需求联系起来。