Тайният сос за тайванската чип суперзвезда

Когато на 23 година остарелият Ши Чин-тай се качи на аероплан за Съединените щати през лятото на 1969 година, той летеше към друг свят.

Той е израснал в рибарско населено място, заобиколено от полета със захарна тръстика. Беше посещавал университет в столицата на Тайван Тайпе, тогава град с прашни улици и сиви жилищни здания, където хората рядко притежаваха коли.

Сега той отиваше в Принстънския университет. Съединени американски щати преди малко изпратиха човек на Луната и Боинг 747 в небето. Нейната стопанска система беше по-голяма от тази на Съветския съюз, Япония, Германия и Франция взети дружно.

„ Когато кацнах, бях шокиран “, споделя доктор Ши, в този момент на 77 години. „ Помислих си: Тайван е толкоз безпаричен, че би трябвало да направя нещо, с цел да се опитам да оказа помощ да бъде по-добре. “

И той го направи. Д-р Ши и група млади, амбициозни инженери трансфораха остров, който изнасяше захар и тениски, в електроцентрала.

Днешният Тайпе е богат и съвременен. Високоскоростните влакове влачат пасажери по западния бряг на острова с 350 км/ч (218 благи в час). Тайпе 101 - за малко най-високата постройка в света - се извисява над града, емблема на неговия разцвет.

Голяма част от това се дължи на малко устройство, не по-голямо от нокът. Силициевият полупроводник – тъничък като пластина и най-известен в този момент като чип – стои в основата на всяка технология, която използваме, от iPhone до самолети.

В момента Тайван създава повече от половината чипове, които зареждат живота ни. Най-големият му производител, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), е деветият най-ценен бизнес в света.

Това прави Тайван съвсем незаместим - и уязвим. Страхувайки се, че може да бъде откъснат от най-модерните чипове, Китай харчи милиарди, с цел да открадне короната на Тайван. Или може да превземе острова, както неведнъж заплашваше да направи.

Но пътят на Тайван към суперзвездата на чипове няма да бъде елементарен за възпроизвеждане - островът има скришен сос, модернизиран посредством десетилетия упорита работа от неговите инженери. Плюс това, производството разчита на мрежа от стопански връзки, които ескалиращото съревнование сред Съединени американски щати и Китай в този момент се пробва да унищожи.

Захар към силиций

Когато доктор Ших дойде в Принстън, „ Съединени американски щати таман започваха революцията на полупроводниците “, споделя той.

Тъкмо беше минало десетилетие, откогато Робърт Нойс направи „ монолитната интегрална скица “, опаковайки електронни съставни елементи върху една силициева пластина – ранна версия на микрочипа което даде подтик на революцията на персоналните компютри.

През двете години след дипломирането си доктор Ших проектира чипове с памет в Burroughs Corporation, на второ място след IBM в производството на компютри.

По това време Тайван търсеше нова национална промишленост след петролна рецесия, която срина износа му. Силиконът изглеждаше като опция - и доктор Ших реши, че може да помогне: " Мислех, че е време да се прибера. "

В края на 70-те години на предишния век той се причислява към най-хубавите и умни електроинженери на Тайван в нова изследователска лаборатория - умерено звучащият Изследователски институт за индустриални технологии ще играе голяма роля в преправяне на стопанската система на острова.

Работата стартира в Хсинчу, дребен град южно от Тайпе - през днешния ден това е световен електронен център, доминиран от големите фабрики за произвеждане на TSMC. Тези заводи за чипове, всяка с размерите на няколко футболни стадиони, са едни от най-чистите места на земята. По-фините индустриални елементи са добре защитавана загадка и не се позволяват външни камери.

Най-новата фабрика – близо 20 милиарда $ Fab 18 в Южен Тайван – скоро ще стартира да създава тринанометрови чипове, предопределени за iPhone от последващо потомство.

Всичко това е надалеч оттатък това, което доктор Ши и сътрудниците му са си представяли, когато откриват пробна фабрика през 70-те години. Те бяха обнадеждени, тъй като разполагаха с технология, лицензирана от огромен американски производител на електроника - само че за изненада на всички, фабриката надмина своята майка. Трудно е да се изясни за какво и до през днешния ден точната формула за триумфа на Тайван остава неуловима.

Споменът на доктор Ши е по-прозаичен: „ Производството беше по-добро от истинското RCA оборудване, с по-ниски разноски. Така че това даде на държавното управление убеденост, че може би в действителност бихме могли направете нещо. фабрика за чипове - TSMC.

За да го ръководят, те наеха Морис Чанг, китайско-американски инженер и някогашен изпълнителен шеф в американския електронен колос Texas Instruments. Беше шанс или талантливост, или и двете - през днешния ден 93-годишният мъж е прочут като бащата на полупроводниковата промишленост в Тайван.

Тогава той бързо разбра, че да се изправят против колоси от Съединени американски щати и Япония в тяхната лична игра е губещо предложение. Вместо това TSMC ще създава единствено чипове за други, а не ще проектира свои лични.

Този „ леярски модел “, който беше невиждан през 1987 година, промени пейзажа на индустрия и проправи пътя за Тайван да стане водач на опаковката.

И моментът не можеше да бъде по-добър. Новата годишна продукция от започващи компании в Силиконовата котловина - Apple, AMD, Qualcomm, Nvidia - нямаха средствата да изградят свои лични фантастични фабрики. И те ще се борят да намерят производители за чиповете, без които не могат да действат.

" Те ще би трябвало да отидат при водещи полупроводникови компании и да попитат дали имат непотребен индустриален потенциал, който могат да употребяват ", споделя доктор Ших. „ Но тогава се появи TSMC. “

Сега калифорнийските " безпроблемни " компании можеха да си партнират с производителите на чипове в Тайван, които нямаха интерес да крадат дизайна им или да се конкурират с тях.

" Правило номер едно в TSMC е да не се конкурирате с вашите клиенти ", споделя доктор Ших.

Тайният сос

Светът създава повече от един трилион чипове годишно. Една съвременна кола има някъде сред 1500 и 3000 чипа. Съобщава се, че iPhone 12 е имал към 1400 полупроводника. Дефицитът през 2022 година, провокиран от възходящото търсене на електроника по време на пандемията, удари продажбите както на перални машини, по този начин и на BMW.

Изключителният триумф на Тайван - островът доставя повече от половината от тези повече от трилион чипове и съвсем всички от най-модерните - се дължи на неговото майсторство на мощ на звука. С други думи, тайванското произвеждане е необикновено дейно.

Производството на силициеви чипове е скъпо и усърдно. Започва с огромен слитък ултрачист силиций, израснал от индивидуален кристал. Всеки слитък може да отнеме няколко дни, с цел да пораства и може да тежи до 100 кг.

След като диамантен нож нареже плочата на тънки пластини, машина употребява светлина, с цел да гравира дребни вериги върху всяка пластина. Една пластина може да съдържа стотици микропроцесори и милиарди схеми.

В последна сметка това, което има значение, е добивът - площта на всяка пластина, която може да се употребява като чип. През 70-те години американските компании имаха рентабилност от едвам 10% и в най-хубавия случай 50%. До 80-те години японците са били приблизително 60%. Съобщава се, че TSMC ги надминава всички с рентабилност, която се движи към 80%.

С течение на времето тайванските производители съумяха да натъпчат от ден на ден и повече схеми в умопомрачително дребни пространства. Използвайки най-новите машини за литография с рискова ултравиолетова светлина, TSMC може да гравира 100 милиарда вериги върху един микропроцесор или над 100 милиона вериги на квадратен милиметър.

Защо тайванските компании са толкоз положителни в това? Изглежда никой не знае тъкмо за какво.

Д-р Ши счита, че е просто: „ Имахме чисто нови уреди, с най-модерното съоръжение. Наехме най-хубавите инженери. Дори операторите на машини бяха висококвалифицирани. И тогава ние не просто внесохме технологии, ние усвоихме уроците от нашите американски учители и прилагахме непрестанно усъвършенстване. "

Млад мъж, който е прекарал няколко години в една от най-големите компании за електроника в Тайван, се съгласява: „ Мисля, че тайванските компании са неприятни в правенето на огромни пробиви в технологиите. Но те са доста положителни в приемането на нечия непозната концепция и да я създадат по-добра. Това може да стане посредством проба и неточност, непрестанно променяйки дребните неща. "

Това е значимо, тъй като във фабриката за полупроводници машините би трябвало непрекъснато да се калибрират. Създаването на микрочипове е инженерство. Но е и повече от това. Някои го оприличиха на готвене - като гурме угощение. Дайте на двама готвачи една и съща рецепта и съставки - по-добрият готвач ще направи по-доброто ядене.

С други думи, Тайван има скришен сос.

Но младият мъж, който не пожела да разкрие името си или това на компанията, споделя, че тайванските компании имат друго преимущество.

" В съпоставяне със софтуерните инженери в Съединени американски щати, даже в най-хубавите компании тук, инженерите са много зле платени ", сподели той. „ Но спрямо други промишлености в Тайван заплащането е положително. Така че, в случай че работите за огромна електронна компания след няколко години, ще можете да получите ипотека, да си купите кола. Ще можете да се ожените. Така че, хората го засмукват. "

Той разказва шестдневна седмица, която стартира всеки ден със заседание в 07:30 и нормално продължава до 19:00. Щеше да бъде викан и в неделя или на празници, в случай че имаше проблем в завода.

" Ако хората не бяха подготвени да свършат работата, компанията щеше да бъде свършена. Тези компании съумяват, тъй като хората са подготвени да се примирят с компликациите. "

Силиконовият щит

През декември 2022 година TSMC направи първа копка на цех за 40 милиарда $ в американския щат Аризона. Това беше приветствано от президента Джо Байдън като знак, че високотехнологичното произвеждане се завръща на американска земя.

Оттогава заглавията не са толкоз радостни.

Те не биха ни послушали: Вътре в проблематичния цех за чипове в Аризона, прочетете един. Друг сподели, че TSMC се бори да набира служащи, до момента в който е изправен пред отпор от синдикатите.

Производството на чипове трябваше да стартира идната година. Сега е върнат до 2025 година

Бившият ръководител на TSMC доктор Чанг беше надълбоко песимистичен през цялото време. Миналата година той разказа разширението на производството на чипове в Съединени американски щати като „ скъпо, неефикасно упражнение “, защото производството на чипове в Съединени американски щати би било с 50% по-скъпо, в сравнение с в Тайван. Но майсторството на Тайван в производството на чипове го сложи в центъра на софтуерната война сред Съединени американски щати и Китай.

Вашингтон желае да попречи на Тайван да доставя на Китай авангардни чипове, за които се опасява, че Пекин ще употребява, с цел да форсира оръжейните си стратегии и да развие своите изкуствени