DRAM之杀戮战场
次微米电子制程发展计划,是工研院接受“经济部”科技项目委托的最大项目,是一个五年计划,从1990年开始,总经费原为新台币55亿元,旋为符合国际市场发展趋势,将原制程设定六吋晶圆放大为八吋晶圆,因此工研院要求政府,同意将经费追加为70亿。此案在我任工研院院长时启动,由副院长史钦泰督导,电子所副所长卢志远为计划主持人。此计划成功完成后,经“经济部”以公开招标方式,成立了世界先进公司(VIS),卢志远受聘为副总经理,不久升为总经理。
次微米计划以DRAM为载具,故世界先进公司之业务定位为拥有自主技术的DRAM制造者。此时世界上DRAM用量大幅成长,市场严重缺货,VIS之成立正值黄金时刻,营运第一年(1995),即有盈利22亿元。此种成就,可谓空前。因此触发台湾半导体业之投资热潮,全世界约有16家DRAM公司,三分之一即在台湾,但此等台湾公司,多以向海外大厂如Mitsubishi,Oki,Toshiba,Qimonda,Siemens,Infineon,TI,IBM,Elpida等购买技术为主。除VIS外,其他皆可谓是技术母厂的专业代工制造者。
不料1997年间国际景气衰退,DRAM价格下滑,1998年亚洲金融风暴突发,信息产业泡沫破裂,DRAM之市场严重失调,VIS自然亦被波及。在1998年时,台湾所有DRAM公司,均告严重亏损,力晶亏损28亿,德碁近40亿,VIS约50亿。
面对市场溃退,营运亏损,研发投资困难,技术团队流失,卢志远身为VIS的总经理,遭受的压力极大。1999年董事长张忠谋决定将VIS退出DRAM领域,转进Logic IC,在业务上与台积电分工,合攻晶圆代工业,以巩固Tsmc竞争优势。对卢个人,张以台积电技术首席延揽。但卢考虑再三,决定此时应是离开VIS之时,即伙同好友秦晓隆、张季明、邓茂松一同创立欣铨科技公司。四人都是次微米计划中的伙伴,有多年的战友情谊。秦现为欣铨副董事长,张现任欣铨总经理,邓其后出任华润电子集团总裁。
除了领导团队是工研院次微米计划的领导班子外,欣铨科技公司的技术和投资,与次微米计划没有关联。他的20亿创业资金主要来自宝成鞋业、华泰电子(杜俊元)、旺宏电子(胡定华)、交通银行、宏泰电工、钰创科技、及创新公司等。世界先进公司及台积电公司亦都不是投资人。
选择新战场
卢志远与伙伴们讨论,究竟应投入半导体产业的哪一个领域,既可将原有知识发挥最大价值,又可创造新的利基?
这个团队对半导体产业都很熟悉。半导体产品概分有逻辑产品(Logic)和内存产品(Memory)两大产品线,前者如Intel公司之微处理器Micro-processor为代表,后者如:DRAM、Flash。制造系统产品的企业必须具有两种组件。
现在美国所有大公司都做逻辑产品,除了美光(Micron)公司之外,内存公司几乎已全部放弃。世界内存产业现在全部都在韩国,三星(Samsung)历经两次的景气危机,屹然不倒,现在已是世界盟主,德国奇梦达(前身为西门子)及尔必达(前身为NEC加Hitachi)等连续亏损多年,靠政府强硬的产业政策支持而仍无法幸存。DRAM产业必须有全生产线的布局,技术必须走在最前端,举例来说,制程从50纳米到30纳米,是必须全线进展,竞争也十分惨烈,是一个“赢者全拿”(winner-takes-all)的游戏。而逻辑产品生产线较多弹性,机台不同代的产品仍可以沿用,所以它的使用价值很高。
但是欣铨考虑的策略,是在这两大之外另辟一条新路。卢志远对半导体工业的发展,有一个肯定的认识,“未来半导体的投资规模将会越来越大,在彼此激烈竞争之下,厂商都会将投资重心放在前段的晶圆生产,同时会缩小自家工厂里后段测试的规模。”卢志远认为,虽然后端测试不是晶圆厂的核心,但硬件投资却占了20%,如果以1 000亿新台币的设备采购来看,就有200亿要用在这里。他认为晶圆测试有机会从晶圆制造产业独立出来!
张季明回想创业的情景说,“当年创业伙伴的组成主要来自世界先进公司,因为世界先进在1999年已成立满五年,已达到对政府的承诺。”当董事会决定退出DRAM、转做晶圆代工时,原来工研院次微米的团队中,许多设计人才已先离开,留下的主要是做制程和测试的团队。
时代性的产业机会
张季明思考周密,待人温良,而处事明快,富执行能力。他在1990年自美返台加入工研院,担任半导体制造工程组副组长,将计算机控制技术(PROMIS)导入半导体晶圆实验工厂,建立有效的弹性制造系统,以提升芯片制程技术开发的效能。其后他率领团队,完成台湾首座次微米8吋晶圆厂的量产技术验证。1994年他加入世界先进集成电路公司,担任产品制造工程处处长。其后也担任营运企划暨管理处处长,负责供应链的管理工作。
他回想当年两大世界性的改变,使得晶圆测试业者如欣铨有了发展的契机。这两种改变,一是世界半导体业购买IC的模式;一是网络技术的盛行。
13年前,晶圆制造和晶圆测试是一贯相连的,代工大厂内都有测试部门,以便随时检测、修正。随着测试成本是产品工程难度的提高,及信息科技的进步,晶圆测试外包的产业机会就形成了。1999年在IDM大厂委外的典范移转(Paradigm Shift)中,形成了这种半导体水平分工的结构,所以欣铨找到了晶圆测试的利基市场。具体来说,在新的半导体界营运模式(Business Model)中,国际大厂订单定价,从原先的Wafer Buy营业方式,即以晶圆片数定价,改变为Good Die Buy,改以每片晶圆内合格晶粒的数量定价。
张季明解释说:“在原先WaferBuy的营运模式时,晶圆良率测试是在每一片晶圆自动侦测5点,若有3点良好正常,则视为合格;若仅有两点正常,则不通过,视为废品。”但是在“Good Die Buy”的方式上,必须精算晶圆上有多少合格的晶粒,以这为计价的标准,这对客户当然有更大的经济价值,亦需要更大的设备投资。如此一来,客户认为不合适由制造商自己做测试,而是由客户和晶圆制造厂共同商定Test Program,再将良率测试外包到第三伙伴来进行,以示公允。1999年欣铨科技成立之际,台湾34家测试厂,没有任何一家专门做晶圆测试,所以欣铨定位在这关键位置。近年来,它50%的业务来自IDM大厂,其次是IC设计公司,晶圆测试占了九成,而以通讯产品为主。
此外,“2000年之后,因特网的使用,使得欣铨可以和客户实时沟通,打破了地域和时区(Time-zone)的限制。所以客户可以不必非要在自家工厂里做测试,亦可以选择外包”。这是第二个重要因素。两端业者都可以通过网络对晶圆质量有实时的掌握,欣铨就像两端的Virtual Laboratory一般。
产业定位
欣铨科技定位在半导体产业前段的集成电路设计(IC Design)与晶圆制造(Wafer Fabrication),以及后段的封装测试厂(Assembly and Testing)之间的晶圆测试(Wafer Testing),提供晶圆测试的技术服务。如图3-6所示。
这是在晶圆制造完成后,以探针(Probe)来检测晶圆上的每一颗晶粒良莠与否,以便在晶圆切割与封装前,筛选出符合规格要求的晶粒。由于晶圆测试是进入封装、上巿之路的必经关卡,因此,欣铨科技如同晶圆设计与制造的裁判一样,把守着每片晶圆的表现水平。所以它必须有充分管制质量的能力,亦必须不偏不倚,为晶圆制造者及用户所信托。
再者,随着消费性产品朝向轻薄短小、高效能、低功耗的方向演进,IC设计也朝向单位面积电路密度增加、功能强大的方向前进。另一方面,半导体制造技术进入纳米级尺度时,不仅前段设计与制造端深受挑战,后段芯片封测技术亦有许多困难待克服。这是需要有高端半导体物理、电子工程的专业知识和仪器。
图3-6 半道体产业结构
后段封测成本跟着水涨船高,为求降低后段成本,促使多芯片封装(Multi Chip Package,MCP)与系统封装(System in Package,SiP)等多种封装技术的兴起。然而为了避免模块中因单一组件报废,导致其他相关晶粒一起作废而浪费整体成本,封装前的个别组件之晶圆测试,及晶粒良莠的把关日趋重要,测试科技在产业的重要性于焉确立。为客户提服务和降低成本,就是卢志远、张季明和他的伙伴们为自己创造的新价值。
IC产业依摩尔定律(芯片内部晶体管的数量每两年会增加一倍,成本则持续下降)的规范运作,欣铨志在成为半导体产品验证、测试量产之最具成本/效益的专业领导厂商,亦必然随着摩尔定律求进步求创新。(www.xing528.com)
精益求精
目前欣铨科技90%营收来自做晶圆测试,以质量及不偏不倚的公正性,使得它成为国际大客户最佳研发的把关伙伴,它的营业额亦稳定地增长。
图3-7 欣铨公司营收趋势
创业初期(1999—2004),欣铨的第一波客户来自内存的客户,如:钰创、旺宏等。2001年新厂刚落成,却遭遇全球网络泡沫化风暴。内存晶圆厂就将晶圆测试的工作拿回去自己做,先进制程的内存晶圆测试需求大幅缩减,逐渐出现现金压力。
欣铨首先着手强化组织,将营运与业务两单位纳入同一组织,并且自此淡出DRAM,改切入逻辑IC产品及以混合讯号的晶圆测试。然而,“内存和逻辑产品在技术上很不一样,不论是机台、程序或焦点”。张季明说:“当时做逻辑产品,我们等于是新厂商、新面孔。若是去做个人计算机产业的客户,等于是成为现有大厂的竞争者,评估起来我们将毫无机会。建立第二波目标客户群是当务之急,我们分析之后,选定从手机这个新兴的区块切入,未久就获得国际领导厂商的肯定,IDM是TI,代工厂是Tsmc,IC Design是Marvell。很幸运,我们选对了客户目标。”
欣铨于2005年顺利在台湾股票市场上市,展开与资本市场的互动,可以自市场取得资金。这个阶段的重要突破,就是国际化:欣铨前进新加坡海外设厂,以吸引当地及欧洲客户。
“前进新加坡海外设厂主要的考虑,在于就近服务当地的客户,掌握新加坡本地的晶圆厂与IC设计公司的商机,并藉此延揽人才,建立国际人才的团队。也使得欣铨本身的工程与管理团队更具国际观与全球化能力。”
张季明分享欣铨在国际化的工作中,一个特别的做法,除了录用当地人才,“我们公司内有许多年届四五十岁,台大、清华、交通、成功毕业的优秀干部,为了使他们有更多的国际经验,我们希望能外派海外公司两年,让他们可以有深入地了解当地文化的经验。”
金融海啸的淬涤
欣铨目前全球共有五个厂,员工共有1 400人,其中台湾三个厂共1 100人,新加坡厂2006年成立,目前有160人,韩国80人。2010年12月欣铨决定在韩国设厂,地点位于京畿道平泽市,于2011年7月正式运转。
“2008—2011年,公司面对金融海啸的压力,我们在营运上则致力于建立以质量为核心的竞争力系统,推动信息安全管理系统认证,让客户安心。”张季明表示:“取得ISO-27001认证,在半导体界是一项创举。我们认为,供应链通过网络做信息管控与监测,所以质量保证和信息安全非常重要。”
虽然免不了要实时处置金融资产换取充裕现金、厉行节约控制成本,欣铨仍勇于选择性扩张,正式进入韩国设厂,以建立第四波目标客户群,购置及扩建生产基地。另外它亦获得新竹科学园区管理局的核准,进入铜锣园区。那将有五公顷的保留地,给欣铨再拓展三个厂房。因为有优异的经营成绩,2011年欣铨获得“经济部”国贸局颁发金贸奖“行政院”院长奖,韩国子公司获京畿道省长颁外国投资高科技奖,张季明也继卢志远和秦晓隆之后,为欣铨科技第三度获得优良商人金商奖。
张季明引导我参观欣铨鼎兴厂的无尘室,在这些洁净度达1K的厂房里,有数百台高阶的测试机组,每台的单值都是美金数百万元。奠基在卓越的技术,欣铨获得国际大厂多年的委托,俨然成为客户们的台湾验收及品管研发中心,这占了50%以上的营收来源。
台湾半导体代工厂年产值6 000亿,测试产业则有1 200亿。台湾目前已有五六家做晶圆测试的公司,欣铨则有20%晶圆测试市场占有率。
企业文化的表彰
张季明表示,晶圆测试是利基市场,在大产业链中也会随时代改变而受到冲击,设法增加对客户的价值是欣铨重要的企业文化:“持续扩展对世界领袖级客户的优质晶圆测试服务;保持在系统封装/裸晶的测试技术领先;在新兴的价值链上扮演良率中心的角色;强化人才的延揽,训练及产学合作。”
这是个没有物料、没有制程、没有污染的知识服务业,在科学园区的表现是非常亮丽的,从成立第二年起,即已不断地稳定获利与成长。回顾来时路及面对未来挑战,张季明说:“基本上我们都是以工研院的精神为基础,因为团队的本质上就是工研院的系统、工研院的精神传承,就是:卓越,勤奋,不断创新。”这些企业文化的表现,应可从欣铨的质量政策上看到,见图3-8。
我对近20年来国际半导体工业的观察,深深觉得质量是企业成败的最重要因素。一般人认为三星在DRAM独霸天下,要归功于韩国政府的政策支持,我深不以为然。三星今日的成就,主要的原因我认为是它们对产品质量的坚持,得到客户的信赖,所以能够以高于同业的售价获利。在20世纪末期的两次DRAM周期循环中,美国、日本、台湾的业者,大部分如风卷残云,瞬息消失,三星营业虽有起伏,但年年得利。
2009年哈佛大学商学院的一个分析(Jordan I.Siegel and James Jin-Ho Chang,Harvard Business School Case Study 9-705-508,February 27,2009)极有启发性,摘要如表3-2。
表3-2 DRAM产业在2003年营运利润之比较 单位:美元
可见三星获利最重要的因素,是客户对产品的倚赖,为确保终端产品的使用,愿意以市场均价以上的10%,购用它的先进DRAM。至于各种制程及营运效率的改良及韩国政府政策上间接巧妙的支持,使三星在物料、营销、人工、资金等成本,因技术的绝对领先、财务的超级杠杆及财团的盈亏掩护,都较同业为低,自然亦反映营运功力的高下。
此分析所可注意的另外一点,是各公司在R&D方面的投入,均为营业额的10%的层次,且要有相当的绝对花费门槛数额,非此不足以支持技术升级的需要。这是一个相当重要的指标,无怪乎许多竞争者,虽然见猎心喜,但一经挫折,便无心恋战,终于偃旗息鼓。
记得在1993、1994年时,为了促成工研院文化的建立,我决定在工研院导入ISO系统,督促每个研究所、中心及院部,实行质量运动,并定下达成ISO 9000认证的时程,成为达成卓越目标的保证。所以邀请了实施质量管理极富成效的飞利浦台湾公司总裁罗益强,来工研院为质量运动鸣枪起跑。当时仍有不少同仁质疑:研究机构为何必要导入广用于制造业的质量管理方式。但是我的立场是很坚定的,我和大家说,ISO 9000将是未来企业竞赛的入场券。任何人希望和一流企业来往,必须了解它们的游戏规则和心态,否则你就不用玩了。通过卓越质量来赢得客户的信赖,是一条正确的道路。
我很高兴在欣铨公司的奋斗历程中,见证卓越和创新理念对企业的竞争力提升之功。质量是信义之本,信义为立业之本,这句话真像陈年香酿,应是久而弥新。我可从卢志远和张季明的团队身上,从次微米到世界先进,到欣铨科技,看到成功创业家们的生涯轨迹。
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