Morris Chang và nguồn gốc của TSMC

 Nếu bạn đang lập danh sách các công ty quan trọng nhất trên thế giới, bạn sẽ thấy Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan, hoặc TSMC, ở đâu đó rất gần với hàng đầu. Đây là một trong số ít các công ty, cùng với Intel và Samsung, có thể tạo ra các vi mạch tiên tiến nhất và nó dẫn đầu trong thị trường đó. TSMC sản xuất bộ vi xử lý và chip 5G cho iPhone và MacBook của Apple. Nó tạo ra chip cho cả Intel và AMD. Và nó tạo ra các chip cho Nvidia, Meta và Amazon đang thúc đẩy sự bùng nổ AI. TSMC quan trọng đến mức đôi khi nó được gọi là "lá chắn silicon" của Đài Loan, ý tưởng là nỗi sợ hãi gây tổn hại cho TSMC có thể ngăn cản Trung Quốc cố gắng xâm lược Đài Loan.

TSMC có một câu chuyện nguồn gốc hấp dẫn: nó được thành lập vào năm 1985 bởi Morris Chang, người sau khi làm việc tại Mỹ cho Texas Instruments trong hơn 20 năm, đã bị lôi kéo đến Đài Loan và giúp phát triển các ngành công nghiệp công nghệ cao của họ với tư cách là người đứng đầu Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp Đài Loan (ITRI). Ngay sau khi Chang đến, anh ấy đã tạo ra TSMC như một phần phụ của ITRI. Bất chấp khả năng cạnh tranh khốc liệt của ngành công nghiệp bán dẫn và sự lạc hậu về công nghệ tương đối của Đài Loan, trong vòng một thập kỷ dưới sự lãnh đạo của Chang, TSMC đã kiếm được một tỷ đô la mỗi năm và nó tiếp tục phát triển từ đó, cuối cùng trở thành nhà sản xuất chất bán dẫn tiên tiến nhất hành tinh.

Với tầm quan trọng của TSMC, câu chuyện về Morris Chang và cách ông quản lý để tạo ra công ty rõ ràng là điều đáng quan tâm. Và câu chuyện đó đã được ông kể trong một cuốn tự truyện gồm hai tập. Tập đầu tiên, bao gồm sự ra đời của ông cho đến những năm đầu tại Texas Instruments, được phát hành vào năm 1998. Tập thứ hai, bao gồm phần còn lại của cuộc đời ông cho đến ngày nay, được phát hành vào tháng 11 năm nay.

Thật không may, cả hai tập hiện chỉ được xuất bản bằng tiếng Trung. Và mặc dù thực tế là chúng ta đang sống trong một thế giới dịch máy miễn phí, vô hạn và việc thành lập TSMC là một trong những sự kiện quan trọng nhất trong lịch sử hiện đại, dường như không ai bận tâm đến việc dịch chúng sang tiếng Anh.

Đây là một tình huống mà tôi mô tả là "cực kỳ ngu ngốc". Vì vậy, tôi đã mua cả hai tập từ một hiệu sách Đài Loan, và dịch chúng.

Ghi chú về bản dịch

Tôi đã thử nghiệm với một số phương pháp dịch khác nhau, bao gồm Claude 3.5 Sonnet (LLM mà tôi sử dụng hàng ngày) và Otranslator (một dịch vụ dịch dựa trên GPT-4o của Trung Quốc sơ sài mà tôi đã sử dụng trước đây cho các tệp PDF). Nhưng cuối cùng điều mang lại kết quả tốt nhất, và cũng là đơn giản nhất, là các công cụ dịch thuật tích hợp trong Google Chrome.

Bản dịch không tốt; có rất nhiều ngôn ngữ vụng về và cách diễn đạt vụng về (mặc dù tôi thấy rằng ngay cả tiếng Trung được dịch của con người cũng thường đọc khá khó xử nếu nó không được thực hiện tốt). Máy đặc biệt gặp khó khăn trong việc dịch tên, đặc biệt là tên tiếng Anh. Nó thường sẽ dịch một tên tiếng Anh thành một cụm âm tiết tương tự về mặt ngữ âm, hoặc đơn giản là một tên tiếng Trung có âm thanh tương tự. Ví dụ, cái tên "Haggerty" được dịch khác nhau là Hegdi, Haig, Haigidi, Haggard, Hagdi và Hagrid.

Nhưng bất chấp những vấn đề này, những cuốn sách vẫn dễ đọc một cách đáng ngạc nhiên, và tôi thấy câu chuyện của Chang khá hấp dẫn. Đó là một cái nhìn thú vị về cả sự phát triển của ngành công nghiệp bán dẫn và nguồn gốc của các ý tưởng đằng sau TSMC.

Những năm đầu của Chang

Morris Chang (tên tiếng Trung là "Zhang Zhongmou") sinh năm 1931 tại Ninh Ba, Trung Quốc. Gia đình ông dường như thuộc tầng lớp trung lưu, hoặc có thể là tầng lớp trung lưu thượng lưu: cha của Chang làm việc trong lĩnh vực tài chính cho chính quyền địa phương, và sau đó cho một ngân hàng ở thành phố Quảng Châu. Khi còn nhỏ, Chang di chuyển rất nhiều do chiến tranh: khi Chiến tranh Trung-Nhật nổ ra vào năm 1937, Quảng Châu bị đánh bom, và gia đình Chang chuyển đến Hồng Kông. Khi Nhật Bản tấn công Trân Châu Cảng vào năm 1941, Nhật Bản xâm lược Hồng Kông cùng ngày, và sau một năm sống ở Hồng Kông bị chiếm đóng, cha của Chang đưa gia đình vượt qua chiến tuyến đến Trùng Khánh ở Trung Quốc Tự do. Vài năm sau khi chiến tranh kết thúc, gia đình buộc phải chạy trốn trở lại Hồng Kông khi Nội chiến Trung Quốc trở nên tồi tệ hơn và lực lượng Cộng sản tiến lên.

Bây giờ, Chang sắp tốt nghiệp trung học, và anh ấy không chắc mình muốn làm gì tiếp theo. Anh hy vọng trở thành một nhà văn, nhưng cha anh thuyết phục anh rằng thật khó để kiếm sống như một nhà văn, và đề nghị Chang theo đuổi công nghệ hoặc kỹ thuật. Vào thời điểm đó, Hồng Kông không có trường đại học tốt về khoa học và công nghệ, vì vậy cha của Chang khuyến khích anh nộp đơn vào đại học ở Mỹ. Chú của Chang làm giáo sư cho Đại học Northeastern, và giúp anh nộp đơn vào Harvard, nơi anh được chấp nhận. Trong một lớp sinh viên năm nhất khoảng 1100, Chang là sinh viên Trung Quốc duy nhất (Chang lưu ý rằng tổng cộng chỉ có 14 sinh viên thiểu số hoặc sinh viên nước ngoài trong lớp của anh ấy - 1 người da đen, 1 người Nhật, 1 người châu Phi, 3 người châu Âu và 8 người gốc Tây Ban Nha).

Chang phát triển mạnh tại Harvard, và vào cuối năm đầu tiên, anh ấy nằm trong top 10% của lớp. Nhưng trong khi Chang cuối cùng hy vọng sẽ trở lại Trung Quốc trong tương lai, kế hoạch của ông thay đổi khi Cộng sản giành chiến thắng, buộc những người theo chủ nghĩa dân tộc phải chạy trốn sang Đài Loan. Trong năm đầu tiên, Chang quan tâm nhất đến việc nghiên cứu nhân văn và văn học, nhưng bây giờ anh nghĩ rằng mình cần phải lên kế hoạch nhiều hơn cho sự nghiệp tương lai. Chang vẫn không thực sự quan tâm đến kỹ thuật, nhưng (theo cha anh) anh nghĩ rằng nó sẽ mang lại triển vọng nghề nghiệp tốt, vì vậy anh chuyển đến MIT để học kỹ thuật cơ khí. Ông làm việc chăm chỉ, lấy bằng cử nhân kỹ thuật cơ khí vào năm 1952 và bằng thạc sĩ vào năm 1953.

Chang dự định tiếp tục học để lấy bằng tiến sĩ, vì đó là điều mà hầu hết sinh viên Trung Quốc đã làm vào thời điểm đó (dường như tin rằng đó là cách đáng tin cậy duy nhất để có một sự nghiệp ổn định ở Mỹ). Chang tham gia kỳ thi tuyển sinh tiến sĩ của MIT hai lần và trượt cả hai lần; Các quy tắc của MIT ngăn cản anh ta dùng nó lần thứ ba.

Chán nản, và với kế hoạch của mình trong tình trạng hỗn loạn, Chang quyết định tìm việc làm. Anh ấy nộp đơn và nhận được lời đề nghị từ một số nơi (dù sao thì anh ấy cũng có bằng thạc sĩ từ MIT), và anh ấy thu hẹp các lựa chọn của mình xuống còn hai: nghiên cứu tại công ty Ford Motor, hoặc giúp tự động hóa sản xuất bóng bán dẫn tại một công ty có tên là Sylvania. Ford có vẻ như là sự lựa chọn rõ ràng; đó là một công ty khổng lồ, thành công sẽ mang lại cho Chang sự đảm bảo công việc và tiềm năng thăng tiến trong sự nghiệp, và Chang rất hòa thuận với người giám sát tương lai của mình. Sylvania có vẻ hỗn loạn, người giám sát tương lai của anh ấy có vẻ thờ ơ với anh ấy, và Chang không biết bóng bán dẫn là gì. Anh quyết định nhận công việc của Ford.

Tuy nhiên, ưu đãi của Sylvania cao hơn 1 đô la một tháng so với ưu đãi của Ford. Chang gọi cho Ford và hỏi liệu họ có phù hợp với lời đề nghị hay không. Nhưng người mà anh ta nói chuyện rất thô lỗ và coi thường, từ chối đàm phán, và Chang tức giận đến mức anh ta quyết định nhận lời đề nghị của Sylvania thay thế.

Bước đột phá của Chang vào chất bán dẫn

Chang bắt đầu làm việc tại Sylvania vào năm 1955. Vào thời điểm đó, Sylvania là một trong số ít các công ty đã cấp phép công nghệ của AT&T và đang sản xuất bóng bán dẫn. Tại nhà máy của Sylvania, các bóng bán dẫn được lắp ráp thủ công từng bóng bán dẫn một (một công nhân giỏi có thể tạo ra "hàng chục bóng bán dẫn mỗi giờ"). Chang quan sát quy trình sản xuất của Sylvania; Anh ấy không biết nhiều về bóng bán dẫn, nhưng anh ấy biết rằng chất bán dẫn rất nhạy cảm với tạp chất và thay đổi hóa học, và nghi ngờ rằng công nhân đang vô tình làm hỏng bóng bán dẫn trong khi hàn chúng, làm giảm đáng kể năng suất. Chang phát triển một phương pháp hàn mới không yêu cầu quá nhiều nhiệt độ của bóng bán dẫn; Năng suất được cải thiện, và chẳng mấy chốc mọi dây chuyền sản xuất đều áp dụng phương pháp mới của anh ấy.

Chang lao vào việc tìm hiểu thêm về bóng bán dẫn và chất bán dẫn. Ông bắt đầu nghiên cứu sách giáo khoa của William Shockley về chúng, làm việc từng trang một. Anh ấy có một đồng nghiệp là một chuyên gia về chất bán dẫn, người dành hàng đêm để uống rượu ở một quán bar; Chang ngồi ở quầy bar với anh ấy hỏi anh ấy những câu hỏi về chất bán dẫn, về nhà để học thêm, sau đó quay lại quán bar nếu anh ấy có thêm câu hỏi.

Dự án tự động hóa của Chang nhanh chóng bị lãng quên, và anh được thăng chức làm trưởng bộ phận R&D để giúp phát triển các sản phẩm bóng bán dẫn mới. Trong vài năm tiếp theo, bộ phận của ông phát triển một số bóng bán dẫn khác nhau được làm từ germanium (trong khi ngày nay hầu hết các bóng bán dẫn là silicon, germanium là vật liệu bóng bán dẫn chính cho đến những năm 1960.) Chang tiếp tục nghiên cứu chất bán dẫn và bắt đầu xuất bản các bài báo nghiên cứu của riêng mình về chúng trên các tạp chí.

Nhưng bất chấp những nỗ lực của Chang, bộ phận bán dẫn của Sylvania đang hoạt động kém, do (theo Chang) khả năng lãnh đạo kém. Bộ phận này được dẫn dắt bởi những người dưới mức trung bình không có bất kỳ nền tảng nào về chất bán dẫn, những người không thể tận dụng tất cả tài năng kỹ thuật mà họ có. Chang nhận ra rằng Sylvania đang bị tụt lại phía sau, và khi anh ta buộc phải sa thải một số cấp dưới của mình, Chang cảm thấy chán ngấy. Ông nghỉ việc và nhận một công việc tại Texas Instruments với tư cách là giám sát kỹ thuật, chuyển gia đình đi khắp đất nước từ Boston đến Dallas vào năm 1958.

Khớp Chang Texas Instruments

Khi Chang đến Texas Instruments (TI), anh ấy ngay lập tức ấn tượng. Hầu hết mọi người đều trẻ, dưới 40 tuổi, và mọi người đều làm việc rất chăm chỉ, 50 giờ một tuần hoặc hơn. Một số nhân viên làm việc nhiều đến mức họ mang cũi vào văn phòng để ngủ. Và trong khi có một chuỗi chỉ huy rõ ràng, có rất ít cạm bẫy về địa vị hoặc thứ bậc: không giống như ở Sylvania, không có chỗ đậu xe đặc biệt cho các giám đốc điều hành, giám đốc điều hành và công nhân ăn cùng nhau trong quán cà phê, và các nhà quản lý cấp cao và công nhân dây chuyền sản xuất trò chuyện tự do. Và trong khi lãnh đạo tại Sylvania không có nền tảng kỹ thuật thực sự về chất bán dẫn, mọi người ở TI dường như là chuyên gia về chúng.

Nhiệm vụ đầu tiên của Chang tại TI là giúp giải quyết các vấn đề sản xuất với một bóng bán dẫn được sản xuất cho IBM. Bản thân IBM đã gặp rất nhiều khó khăn trong việc tạo ra bóng bán dẫn này, đạt được trung bình khoảng 5% năng suất (phần bóng bán dẫn có thể chấp nhận được). Nhưng khi quá trình được chuyển giao cho TI, nó dường như không hoạt động chút nào: các kỹ sư nói đùa rằng năng suất là "bằng không và ổn định". Chang làm việc một cách ám ảnh để cố gắng giải quyết vấn đề, làm việc từ 8 giờ sáng đến nửa đêm ngày này qua ngày khác. Ông kết luận rằng các thông số kỹ thuật quy trình của IBM không tốt và thực hiện các thay đổi đối với quy trình dựa trên kiến thức của ông về lý thuyết bán dẫn và kinh nghiệm dây chuyền sản xuất của ông tại Sylvania. Dần dần, lợi suất bắt đầu tăng, đầu tiên là đánh vào hiệu suất của IBM và sau đó vượt qua nó. Cuối cùng, lợi suất lớn hơn 30%, một tỷ lệ rất cao vào thời điểm đó (ngày nay, lợi suất 30% sẽ được coi là rất thấp). Trong số bốn bóng bán dẫn mà TI đang sản xuất cho IBM, chỉ có dòng của Chang vượt quá tỷ lệ lợi nhuận của chính IBM. Chang sớm được thăng chức làm giám đốc R&D cho bóng bán dẫn germanium.

Trong hai năm tiếp theo, bộ phận của Chang phát triển lên hơn một chục kỹ sư. Trong thời gian này, Chang gặp Jack Kilby, và biết được kế hoạch của anh ta để cố gắng tạo ra một mạch tích hợp. Chang hoài nghi - rất khó để tạo ra dù chỉ một bóng bán dẫn mà chắc chắn việc sản xuất một thiết bị có nhiều bóng bán dẫn tích hợp sẽ không bao giờ thực tế - nhưng anh ấy vẫn cung cấp kiến thức chuyên môn của mình khi Kilby hỏi anh ấy lời khuyên.

Cuối cùng, Chang được tiếp cận bởi một người quản lý, người nói với anh ta rằng cuối cùng anh ta có thể thăng tiến lên vị trí Phó Chủ tịch R&D, nhưng để làm như vậy, anh ta sẽ cần phải có bằng tiến sĩ, và TI sẽ trả tiền cho Chang để có được một bằng tiến sĩ. Chang cảm thấy như anh không có lựa chọn nào khác ngoài việc chấp nhận, mặc dù anh hơi lo lắng rằng mình sẽ từ bỏ cơ hội bằng cách tạm dừng sự nghiệp của mình khi còn đi học. Năm 1961, Chang nộp đơn và được nhận vào chương trình sau đại học kỹ thuật điện của Stanford. Anh ấy một lần nữa làm việc chăm chỉ và tốt nghiệp sau 3 năm, nhưng khi trở lại TI, anh ấy thấy rằng nhiều đồng nghiệp cũ của mình đã thăng tiến một số bậc thang, trong khi anh ấy trở lại vị trí cũ của mình. Nhưng Chang hy vọng rằng kiến thức mới của anh ấy và thực tế là những người anh ấy đã làm việc trước đây hiện đang ở mức cao trong công ty, báo hiệu tốt cho tương lai của anh ấy.

Khi trở về vào năm 1964, Chang nhanh chóng được giao nhiệm vụ giúp khắc phục một vấn đề sản xuất bóng bán dẫn germanium khác cho IBM. Anh ta giải quyết nó và được thăng chức làm quản lý của toàn bộ nhóm bóng bán dẫn germanium. Hiện tại, bóng bán dẫn silicon đang bắt đầu thay thế các bóng bán dẫn germanium, nhưng bộ phận germanium vẫn là bộ phận lớn nhất và có lợi nhuận cao nhất của TI. Là người quản lý của toàn bộ bộ phận, Chang có nhiều điều phải lo lắng hơn là các khía cạnh kỹ thuật của sản xuất bóng bán dẫn và anh quyết tâm tìm hiểu tất cả các khía cạnh khác của doanh nghiệp - tiếp thị, giá cả, tài chính, chiến lược, kế toán, v.v. Chang tiếp tục xuất sắc và được thăng chức, đầu tiên là trưởng bộ phận bóng bán dẫn silicon vào năm 1965, và sau đó là trưởng bộ phận mạch tích hợp vào năm 1966.

Khi ông đến với tư cách là người đứng đầu bộ phận mạch tích hợp của TI, bộ phận này đang gặp khó khăn. Trong khi nhu cầu đang tăng nhanh chóng, có rất nhiều đối thủ cạnh tranh đã giảm giá và tỷ suất lợi nhuận. Chang nghĩ ra một số chiến lược để cố gắng chống lại điều này. Đầu tiên, ông tận dụng khả năng sản xuất tiên tiến của TI để sản xuất các mạch tích hợp với nhiều bóng bán dẫn hơn trên chúng (được gọi là "Tích hợp quy mô trung bình", hoặc MSI). Mặc dù các mạch tích hợp hiện tại của TI là hàng hóa tiêu chuẩn hóa mà hầu hết mọi người đều có thể sản xuất, nhưng rất ít nhà sản xuất có thể đạt được MSI; nếu khách hàng có thể bị thuyết phục về giá trị của MSI, lợi nhuận cho TI sẽ cao hơn rất nhiều. Chang cũng làm việc để tăng năng suất mạch tích hợp, vào thời điểm đó là dưới 20%. Anh quyết định bắt đầu một nhà máy mới ở Houston, rất gần nhà máy hiện có ở Dallas. Nhà máy mới sớm đạt được năng suất 40% và để đối phó với áp lực cạnh tranh, nhà máy Dallas cũng cố gắng nâng cao năng suất của họ.

Trong khi lãnh đạo bộ phận mạch tích hợp, Chang được Tập đoàn Tư vấn Boston giới thiệu về lý thuyết đường cong học tập. Đường cong học tập là quan sát thấy chi phí sản xuất có xu hướng giảm một phần trăm không đổi sau khi tăng gấp đôi khối lượng sản xuất. Chang nhanh chóng nhận ra sức mạnh của điều này đối với sản xuất chất bán dẫn: thị phần cao và khối lượng sản xuất lớn sẽ thúc đẩy chi phí rất thấp, tạo ra một hào hiệu quả mà các đối thủ cạnh tranh khó vượt qua. Với năng suất cao của TI, chi phí sản xuất của công ty đã thấp hơn so với các đối thủ cạnh tranh, vì vậy Chang quyết định thường xuyên giảm giá mạch tích hợp để đưa các ốc vít vào cạnh tranh và cố gắng chiếm thị phần.

Trong giai đoạn này, TI cũng bắt đầu thành lập các nhà máy ở nước ngoài, dẫn đến hai bước phát triển quan trọng khác đối với Chang. Một là Chang bắt đầu đến thăm Đài Loan thường xuyên sau khi TI thành lập một nhà máy ở đó. Hai là Chang quan sát thấy rằng các nhà máy bán dẫn châu Á có thể đạt được năng suất tốt hơn nhiều so với các nhà máy Mỹ.

Sự trượt dốc của Chang tại Texas Instruments

Năm 1972, Chang được thăng chức một lần nữa, đứng đầu toàn bộ bộ phận bán dẫn. Nhưng tại thời điểm này, anh ấy bắt đầu đấu tranh, và mối quan hệ của anh ấy với sếp và ban lãnh đạo của TI trở nên căng thẳng. Anh ta thất bại với một dự án phát triển RAM 16 kilobyte, và các ông chủ của Chang làm suy yếu anh ta bằng cách thiết lập một dự án song song, nằm ngoài tầm kiểm soát của Chang, để sao chép sản phẩm 16k của đối thủ cạnh tranh. Là người đứng đầu một bộ phận trong một ngành công nghiệp đang phát triển nhanh chóng, một trong những nhiệm vụ chính của Chang là tuyển dụng, nhưng vì TI nằm ở Texas, cách xa Thung lũng Silicon, anh ấy ngày càng gặp khó khăn trong việc thu hút nhân tài. Điều này trở nên tồi tệ hơn bởi thực tế là ông chủ của Chang quyết định xây dựng một nhà máy mới ở Lubbock, Texas, về cơ bản là ở giữa hư không. Chang từ chối lệnh từ sếp của mình ưu tiên phân bổ năng lực sản xuất chất bán dẫn cho các sản phẩm của Texas Instrument, thay vào đó chọn phân chia công bằng giữa khách hàng nội bộ và bên ngoài. Khi căng thẳng gia tăng, ban lãnh đạo TI bắt đầu công khai chỉ trích Chang.

Chang cũng ngày càng không hài lòng với tình trạng kiến thức kỹ thuật và ra quyết định tại TI. Sếp trực tiếp của ông, Fred Bucy, không có nền tảng bán dẫn, và kiến thức về ban lãnh đạo điều hành ngày càng lỗi thời (điều mà họ dường như không biết). Chang cố gắng thuyết phục ban lãnh đạo bắt đầu mua thiết bị sản xuất từ các nhà cung cấp bên ngoài, thiết bị tiên tiến hơn và có thể đạt được năng suất cao hơn so với thiết bị thiết kế nội bộ của TI, nhưng ông đã không thành công. Ông cũng không thuyết phục được họ tăng chi tiêu cho R&D, điều mà Chang coi là một quyết định thiển cận ưu tiên lợi nhuận ngắn hạn hơn là khả năng cạnh tranh dài hạn.

Ngày càng không hài lòng, vào năm 1977, Chang yêu cầu thuyên chuyển, và được chuyển sang người đứng đầu bộ phận sản phẩm tiêu dùng của TI. Nhưng mọi thứ không trở nên tốt hơn. Sản phẩm tiêu dùng là một sáng kiến tương đối gần đây của TI để bán trực tiếp các sản phẩm dựa trên chất bán dẫn, thay vì chỉ đơn giản là nhà cung cấp cho các công ty khác, nhưng công ty sớm nhận thấy rằng bán cho người tiêu dùng là một hoạt động kinh doanh khác nhiều so với bán cho doanh nghiệp. Khi Chang tiếp quản, TI có ba dòng sản phẩm: máy tính tiêu dùng đơn giản, máy tính khoa học tiên tiến hơn và đồng hồ điện tử. Chỉ có máy tính khoa học mới có lãi, nhưng chúng là một nguồn doanh thu rất nhỏ; toàn bộ bộ phận đang thua lỗ.

Chang không thể làm gì nhiều để thay đổi điều này; ông nghĩ rằng toàn bộ bước đột phá vào các sản phẩm tiêu dùng là sai lầm. Sản phẩm tiêu dùng thành công duy nhất được phát hành dưới thời sự lãnh đạo của Chang là Speak and Spell vào năm 1978: bởi vì nó đòi hỏi các chip tổng hợp giọng nói đặc biệt khó thiết kế và chế tạo, nó không thể dễ dàng sao chép bởi các đối thủ cạnh tranh giá rẻ như hầu hết các sản phẩm khác của TI. Nhưng lợi nhuận từ Speak and Spell tương đối khiêm tốn và quỹ đạo tổng thể của bộ phận không thay đổi.

Năm 1979, TI phát hành một máy tính cá nhân cho gia đình, TI-99 / 4. Chang nghĩ rằng đây là một sai lầm, và ông đã chứng minh là đúng: TI-99/4 bán kém, dưới 20.000 chiếc, và được mô tả là "một thất bại đáng xấu hổ" (mặc dù người kế nhiệm của nó, TI-99/4A, thành công hơn nhiều). Với tư cách là người đứng đầu nhóm sản phẩm tiêu dùng, Chang bị đổ lỗi cho thất bại này, và vào năm 1981 được chuyển sang một vị trí mới, Giám đốc Chất lượng và Năng suất, điều mà sau này Chang mô tả là "bị đưa ra đồng cỏ". Tiền thưởng và mức độ thâm niên của anh ấy bị giảm xuống, và anh ấy nghĩ rằng chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi các quyền chọn cổ phiếu của anh ấy bị lấy đi và anh ấy được yêu cầu nghỉ hưu. Mặc dù Chang có lòng trung thành lớn với TI, nhưng cuối cùng anh ấy đã chán ngấy, và anh ấy nghỉ việc vào năm 1983.

Dụng cụ chung

Chang tìm kiếm một công việc mới, có lúc xem xét vị trí trưởng bộ phận nhiếp ảnh kỹ thuật số mới của Kodak, nhưng cuối cùng nhận công việc là chủ tịch của General Instrument, một nhà sản xuất điện tử. Ông chuyển đến thành phố New York, vào tầng 53 của Tháp Trump (bản thân Trump là hàng xóm bên cạnh của ông).

Nhưng Chang không thành công hơn ở General Instrument so với những năm cuối cùng tại Texas Instruments. Cấp dưới của anh ta thờ ơ hoặc thù địch với anh ta, và anh ta sớm nhận ra rằng tầm nhìn của mình về vai trò mới của mình không phù hợp với Giám đốc điều hành đã thuê anh ta. Chang nghĩ rằng anh ta phải giúp xây dựng các doanh nghiệp thành công nhất hiện có của General Instrument, nhưng anh ta dần nhận ra rằng sếp của mình muốn anh ta mua lại các công ty nhỏ, tổ chức lại hoạt động của họ, và sau đó quay lại và bán chúng, tương tự như một công ty cổ phần tư nhân. Trong vòng một năm, Chang được yêu cầu từ chức.

Trong thời gian ngắn làm việc tại General Instrument, Chang đã có một kinh nghiệm đáng chú ý. Tại một thời điểm, anh ta được tiếp cận bởi một doanh nhân đang cố gắng huy động 50 triệu đô la để thành lập một công ty thiết kế chip, nhưng ngay sau đó, doanh nhân này quay lại và nói với anh ta rằng anh ta không cần đầu tư: thay vì chi tiền để xây dựng một nhà máy, anh ta có thể chỉ cần thuê ngoài tất cả sản xuất của mình cho các công ty bán dẫn khác. (Doanh nhân là Gordon Campbell, người sau đó thành lập Chips and Technologies, một trong những công ty bán dẫn không có fabless đầu tiên.)

ITRI

Trong khi Chang đang vật lộn tại Texas Instruments, ở phía bên kia thế giới, Đài Loan đang lên kế hoạch phát triển các ngành công nghiệp công nghệ cao của mình và trở thành nhiều hơn một nguồn cung cấp "đồ chơi nhựa và giày chạy bộ giá rẻ". Năm 1973, Đài Loan thành lập Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp (ITRI) để giúp phát triển năng lực công nghiệp và công nghệ của mình. Cẩm nang chính sách công nghiệp của Đài Loan chủ yếu dựa trên những gì đã hoạt động ở Nhật Bản và Hàn Quốc, và ITRI dựa trên các viện tương tự đã được thành lập ở hai quốc gia này.

Một trong những ngành công nghiệp dựa trên công nghệ mà ITRI nhắm đến phát triển là sản xuất chất bán dẫn, và vào năm 1976, Đài Loan đã cấp phép một quy trình sản xuất chất bán dẫn 7 micron lỗi thời từ RCA, người đã rời khỏi doanh nghiệp. Không lâu sau, ITRI đã xây dựng một dây chuyền sản xuất chất bán dẫn quy mô đầy đủ bằng cách sử dụng công nghệ mới.

Nhận ra rằng họ sẽ cần chuyên môn bên ngoài nếu họ muốn ngành công nghiệp bán dẫn mới thành công, lãnh đạo Đài Loan đã nhẹ nhàng tán tỉnh Morris Chang từ những năm 1970. Trong thời gian làm việc tại TI, Chang đã được mời đến thăm ITRI, và ông là tác giả của một báo cáo về cách Đài Loan có thể phát triển ngành công nghiệp điện tử của mình. Khi ITRI đang tìm kiếm công nghệ để cấp phép, họ hỏi Chang liệu TI có quan tâm không; mặc dù Chang đã từ chối (TI không cấp phép bất kỳ công nghệ nào của mình vào thời điểm đó), ông đã giúp họ trong quá trình mua lại và xác nhận rằng công nghệ dựa trên CMOS của RCA là một lựa chọn tốt. Và Chang thực sự đã được yêu cầu trở thành người đứng đầu ITRI vào năm 1982, thậm chí trước khi ông rời TI, nhưng ông không thể đi đến một thỏa thuận khả thi với sếp của mình và từ chối. Sau khi Chang rời General Instrument, anh ấy một lần nữa được yêu cầu trở thành người đứng đầu ITRI, và lần này anh ấy đồng ý.

Mục đích của ITRI là giúp phát triển các ngành công nghiệp kỹ thuật của Đài Loan, nhưng khi Chang đến, ông thấy nó quá tập trung vào nghiên cứu theo phong cách học thuật và quá ngắt kết nối với nhu cầu của ngành công nghiệp. Anh ấy đưa ra một kế hoạch ba điểm để thay đổi điều này. Thứ nhất, ITRI nên thay đổi mô hình tài trợ của mình để một nửa số tài trợ đến từ ngành công nghiệp. Điều này sẽ đảm bảo rằng ITRI đang nghiên cứu những thứ thực sự hữu ích cho ngành công nghiệp tư nhân, chứ không chỉ những gì thú vị đối với các nhà nghiên cứu. Thứ hai, để giúp phổ biến công nghệ mà họ phát triển, ITRI nên bắt đầu tách các công ty, có nhân viên ITRI. Và thứ ba, những nhân viên ITRI hoạt động kém nhất nên bị quản chế; vào thời điểm đó, không có nhân viên ITRI nào từng bị sa thải và không có cơ chế nào để đưa ra cảnh báo. Chang hy vọng điều này sẽ cải thiện động lực và hiệu suất của nhân viên.

Chương trình cải cách của Chang gần như là một thất bại hoàn toàn. Ý tưởng nhận tài trợ của ngành của anh ấy đã bị từ chối và anh ấy chỉ có thể duy trì chương trình quản chế nhân viên của mình trong một năm. Anh ấy có thể tách ra một số công ty, nhưng không có công ty nào trong số đó có vẻ như là thành công ngay lập tức, rõ ràng. Chang một lần nữa thấy mình mâu thuẫn với một tổ chức mà anh ấy được giao nhiệm vụ lãnh đạo. Các đồng nghiệp của anh ấy không thích anh ấy vì nhiều thất bại về nghi thức (chẳng hạn như đặt câu hỏi trong các bài thuyết trình, một điều được coi là bình thường ở Mỹ nhưng thô lỗ ở Đài Loan), và các nhân viên ITRI tức giận trước các mối đe dọa đối với sự an toàn công việc của họ mà các chính sách thử việc và thử việc của công ty đại diện. Cuối cùng, những người ủng hộ Chang trong chính phủ Đài Loan chuyển đi hoặc nghỉ hưu; Bị áp đảo bởi sự phản đối, Chang quyết định rời ITRI vào năm 1988.

Trong nhiệm kỳ của mình tại ITRI, Chang lưu ý rằng ông chỉ đạt được một điều quan trọng, điều chiếm gần một nửa thời gian của ông khi ở đó: thành lập Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan.

Thành lập TSMC

Vào ngày thứ hai tại ITRI, Chang nhận được danh sách việc cần làm của người tiền nhiệm. Điều đầu tiên trong danh sách là giải quyết các yêu cầu từ ba công ty mạch tích hợp khác nhau để xây dựng các nhà máy bán dẫn. Các yêu cầu đã khiến ITRI gặp khó khăn: tài trợ cho việc xây dựng ba nhà máy riêng biệt sẽ tiêu tốn hơn 100 triệu đô la, một số tiền khổng lồ để ITRI chi tiêu. Mặt khác, toàn bộ lý do tồn tại của ITRI là để giúp phát triển công nghệ công nghiệp và ITRI đã dành nhiều năm để cố gắng phát triển khả năng sản xuất chất bán dẫn của mình. Làm thế nào họ có thể quay lại và từ chối các yêu cầu sẽ giúp mở rộng nó? Lãnh đạo cảm thấy bế tắc, nhưng Chang nhìn thấy một con đường phía trước.

Vào thời điểm đó, hầu hết các nhà sản xuất chất bán dẫn đều thiết kế chip và sản xuất chúng. Một công ty có thể cho thuê công suất fab bổ sung của mình nếu tình cờ có một số công suất, nhưng rất khó để các công ty khác dựa vào điều này. Sử dụng năng lực chế tạo của một công ty khác thường đòi hỏi mối quan hệ rất chặt chẽ với công ty đó; Đó không phải là thứ mà ai đó có thể bước vào ngoài đường và mua. Và khi sử dụng năng lực của một công ty khác, một người có thể là đối thủ cạnh tranh, luôn có nguy cơ họ sẽ phù hợp với thiết kế chip của bạn hoặc ưu tiên sản xuất của chính họ hơn của bạn. Thật vậy, Texas Instruments đã bị kiện bởi các công ty cho rằng TI đã ưu tiên sản xuất chip để sử dụng nội bộ một cách không công bằng; TI chỉ thắng trong vụ kiện đó vì Chang không vâng lời sếp của mình và từ chối làm điều này.

Vì vậy, Chang biết rằng thật khó để chỉ đơn giản là "mua" năng lực tuyệt vời của người khác. Nhưng anh ấy cũng biết rằng việc xây dựng nhà máy của riêng bạn ngày càng khó khăn hơn; chi phí của chúng tiếp tục tăng lên. Do kiến thức của mình về đường cong học tập, Chang cũng biết rằng điều rất quan trọng đối với các nhà máy là phải có sản lượng lớn nhất có thể để đạt được chi phí sản xuất thấp và các nhà máy Đài Loan hiện tại quá nhỏ.

Chang đã thấy các doanh nhân cố gắng thành lập các công ty bán dẫn mà sẽ không có nhà máy và chỉ đơn giản là thuê công suất họ cần. Và ông nhớ tỷ suất lợi nhuận rất cao mà Texas Instruments đạt được khi sản xuất các sản phẩm được thiết kế riêng cho các khách hàng khác thay vì các sản phẩm tiêu chuẩn. Anh ấy cũng đã thấy những gì có thể đạt được bởi một nhà máy bằng cách sử dụng thiết bị sản xuất do nhà cung cấp cung cấp; Xây dựng một fab không còn có nghĩa là phải tự chế tạo tất cả các thiết bị sản xuất.

ITRI không có nhiều khả năng sản xuất chất bán dẫn. Nhờ cấp phép công nghệ của RCA, nó đã xây dựng một dây chuyền sản xuất mạch tích hợp thực sự, nhưng công nghệ này đã lỗi thời khi được cấp phép và trong khi ITRI đã thúc đẩy nó tiến lên (từ 7 micron đến 5 micron đến 4,5 micron), phần còn lại của ngành công nghiệp đã phát triển nhanh hơn và ITRI chỉ tụt lại phía sau so với tiên tiến. Nó không có khả năng thiết kế hoặc tiếp thị chip của riêng mình. Lợi thế thực sự duy nhất của ITRI là nó đã đạt được năng suất xử lý rất cao, điều mà Chang đã nhiều lần thấy với các nhà máy bán dẫn Đông Nam Á.

Dựa trên tất cả các yếu tố này, Chang đề xuất rằng thay vì xây dựng một fab riêng cho mỗi công ty yêu cầu, ITRI nên xây dựng một "fab chung" duy nhất để cả ba đều sử dụng. Hoạt động này sẽ là một phần tách của công ty từ ITRI, có nhân viên hiện tại của ITRI. Và nó sẽ không chỉ sản xuất chip cho ba công ty này: công ty mới sẽ cung cấp dịch vụ chế tạo chất bán dẫn "đúc"; Bất cứ ai muốn có một con chip do họ xây dựng đều có thể. Nó sẽ không thực hiện bất kỳ công việc thiết kế nào, hoặc cạnh tranh với bất kỳ khách hàng nào của mình theo bất kỳ cách nào. Tất cả các con chip mà nó tạo ra sẽ được thiết kế bởi những người khác.

Chang hy vọng rằng doanh nghiệp mới này cuối cùng có thể hoạt động ở đỉnh cao của công nghệ bán dẫn, nhưng về cơ bản nó là một trò chơi dịch vụ khách hàng: "sản phẩm" của nó sẽ là các dịch vụ chế tạo chất bán dẫn theo hợp đồng đáng tin cậy mà hiện tại không tồn tại. Khách hàng có thể chế tạo chip của họ mà không cần phải phát triển các mối quan hệ đặc biệt hoặc lo lắng rằng họ có thể bị khởi động ở phía sau. Nó sẽ không cung cấp công nghệ tiên tiến, nhưng không phải tất cả các chip đều cần nút quy trình mới nhất và tốt nhất. Chang nghĩ rằng với chi phí xây dựng một nhà máy bán dẫn ngày càng tăng, các dịch vụ như vậy sẽ chỉ trở nên hấp dẫn hơn và sản xuất theo hợp đồng đáng tin cậy sẽ cho phép tạo ra nhiều công ty "không có nhà máy" hơn mà hoàn toàn không có nhà máy của riêng họ.

Kế hoạch của Chang vấp phải sự phản đối, nhưng cuối cùng ông đã thuyết phục lãnh đạo Đài Loan rằng việc tài trợ cho liên doanh mới này, được gọi là Công ty Sản xuất Chất bán dẫn Đài Loan, hoặc TSMC, là đáng giá. Tuy nhiên, không có cách nào để tài trợ cho một liên doanh như vậy mà không có nhà đầu tư tư nhân đóng góp và các nhà đầu tư tư nhân sẽ không đóng góp nếu dự án có vẻ quá rủi ro. Để tạo niềm tin vào dự án, Chang cần tìm một nhà sản xuất chất bán dẫn hiện có để hợp tác, người sẽ đóng góp một phần đáng kể tài trợ.

Chang hỏi tất cả các nhà sản xuất chất bán dẫn lớn, bao gồm Intel, Texas Instruments, Motorola, AMD, Panasonic và Sony liệu họ có muốn đầu tư hay không. Mặc dù mọi người đều biết và tôn trọng Chang, nhưng tất cả họ đều từ chối anh ta. Công ty duy nhất quan tâm là Phillips, một nhà sản xuất chất bán dẫn hạng hai đến từ Hà Lan. Phillips đồng ý không phải vì ý tưởng về TSMC có vẻ đặc biệt hấp dẫn, mà vì họ muốn tận dụng lợi thế lao động chi phí thấp của Đài Loan và mở rộng hoạt động nhà máy của họ ở đó, và đầu tư vào TSMC dường như là một cách tốt để giành được sự ủng hộ của chính phủ Đài Loan. Cuối cùng, Phillips đầu tư 40 triệu đô la vào liên doanh mới, các nhà đầu tư tư nhân đóng góp 35 triệu đô la và chính phủ đầu tư 70 triệu đô la.1

Để điều hành công ty, Chang cần một người có mối liên hệ chặt chẽ với ngành công nghiệp bán dẫn châu Âu và Mỹ. Trong khi khách hàng ban đầu của TSMC sẽ là người Đài Loan, Chang biết rằng về lâu dài, họ sẽ chỉ thành công nếu có thể bán cho các thị trường lớn hơn của Mỹ và châu Âu. Chang nghĩ rằng bản thân mình phù hợp nhất cho việc này, nhưng vì anh ấy đang điều hành ITRI, thay vào đó, Chang thuê Jim Dykes, cựu giám đốc kinh doanh bán dẫn của GE, mà GE đang đóng cửa. Dykes gia nhập vào đầu năm 1987, ngay sau khi nhà máy đầu tiên của TSMC (một dây chuyền sản xuất được tái sử dụng trong một tòa nhà ITRI) đi vào hoạt động.

TSMC bắt đầu hoạt động

Đúng như dự đoán, khách hàng đầu tiên của TSMC là các công ty bán dẫn Đài Loan, nhưng vào cuối năm 1987, công ty nhận được một chuyến thăm bất ngờ từ Intel. Intel muốn sử dụng TSMC để sản xuất một số sản phẩm cũ hơn, kém tiên tiến hơn của Intel để có thể giải phóng công suất để sản xuất nhiều chip tiên tiến hơn. Đầu tiên, Intel thử nghiệm TSMC để xem liệu lợi nhuận của TSMC có đáp ứng các yêu cầu của Intel hay không; khi họ làm vậy, Intel trở thành khách hàng Mỹ đầu tiên của TSMC, nhưng không phải trước khi yêu cầu TSMC thiết lập một hệ thống kiểm soát sản xuất nghiêm ngặt, bao gồm kiểm soát chất lượng, bảo trì phòng ngừa và kiểm soát quy trình thống kê.

Việc đưa Intel trở thành khách hàng gửi một tín hiệu mạnh mẽ về năng lực của TSMC và Intel sớm được theo sau bởi nhiều nhà sản xuất chất bán dẫn lớn khác muốn thuê ngoài các phần sản xuất của họ: Motorola, Texas Instruments, Phillips, v.v. Trong một số trường hợp, chi phí của TSMC không chỉ thấp hơn so với công ty thuê ngoài mà lợi nhuận của nó còn cao hơn.

Đến năm 1988, TSMC có dòng tiền dương, và (sau khi Chang vượt qua thành công sự phản đối của hội đồng quản trị), công ty đã động thổ nhà máy thứ hai của mình. Nhà máy này thực sự bắt đầu thúc đẩy thành công của TSMC: trong khi nhà máy đầu tiên là một tòa nhà ITRI được tái sử dụng, nhà máy thứ hai là một khu phát triển mới. Nó không chỉ hoạt động ở quy mô lớn hơn nhiều (30.000 tấm mỗi tháng so với 13.000 ở nhà máy đầu tiên), giảm chi phí sản xuất trên mỗi đơn vị mà còn đánh dấu sự khởi đầu cho những nỗ lực của TSMC để thúc đẩy công nghệ sản xuất của mình về phía trước. Nhà máy mới là nhà máy bán dẫn đầu tiên trên thế giới sử dụng vỏ mang wafer SMIF (Giao diện cơ học tiêu chuẩn) Tiền thân của FOUP ngày nay, SMIF hoạt động như phòng sạch siêu nhỏ cho tấm wafer, giảm tiếp xúc với các chất gây ô nhiễm môi trường và giảm khuyết tật. TSMC cũng chấp nhận rủi ro với máy in thạch bản của mình, trái tim đang đập của một nhà máy bán dẫn; trong khi hầu hết các nhà sản xuất chất bán dẫn sử dụng máy của Nikon hoặc Canon, TSMC chọn máy có hiệu suất cao hơn, nhưng tương đối chưa được thử nghiệm từ một công ty mới có tên là ASML (một phần là do ASML được tách ra từ Philips, nhà đầu tư lớn của TSMC).

Pod SMIF, thông qua Wikipedia.

(Tại một thời điểm nào đó trong những sự kiện này, Chang đảm nhận vị trí người đứng đầu TSMC, nhưng cuốn sách im lặng một cách kỳ lạ về các chi tiết cụ thể của quá trình chuyển đổi đó. Chang nói về những người kế nhiệm Dykes nhưng không nói về những gì sẽ xảy ra sau khi chính ông rời ITRI.)

Đặt cược của TSMC được đền đáp, và công ty phát triển nhanh chóng; Trong khoảng thời gian 10 năm, doanh thu của nó tăng với tốc độ trung bình 49% hàng năm và đến năm 1995, nó đã vượt qua 1 tỷ đô la doanh thu. Đến năm 2000, TSMC đang vận hành 5 nhà máy và sản xuất hơn 3 triệu tấm wafer mỗi năm. Và trong khi phần lớn sản xuất của nó là cho các nhà sản xuất chất bán dẫn lớn khác như Intel, dự đoán của Chang về sự trỗi dậy của các nhà sản xuất chất bán dẫn "fabless" đã được đưa ra. Đến năm 2000, 60% doanh thu của TSMC là từ các công ty không có nhà máy như Qualcomm, Broadcom và Nvidia.

Kết thúc

Tập đầu tiên của cuốn tự truyện bao gồm từ ngày sinh của Chang vào năm 1931 đến khoảng năm 1964. Các giai đoạn được mô tả ở trên, bao gồm phần lớn sự nghiệp của Chang tại Texas Instruments và nhiệm kỳ của ông tại TSMC cho đến khoảng năm 2000, chiếm khoảng một nửa tập hai.

Thật không may, tôi thấy phần còn lại của tập hai không thú vị một cách đáng ngạc nhiên. Nó bao gồm chủ yếu các cuộc thảo luận về các hoạt động cấp cao của công ty: sáp nhập, liên doanh, thỏa thuận sở hữu (có rất nhiều điều về việc Chang đối phó với lựa chọn mua lại TSMC của Philips), suy nghĩ của Chang về hội đồng quản trị và ngân hàng đầu tư, v.v. Ngược lại, có rất ít điều về những gì tôi quan tâm nhất: các chi tiết về cách TSMC tiếp tục thúc đẩy công nghệ sản xuất phát triển, áp dụng EUV, v.v. Có một vài điều thú vị (chẳng hạn như thỏa thuận TSMC sản xuất chip cho iPhone như thế nào, hoặc Chang và Giám đốc điều hành Nvidia Jensen Huang giải quyết tranh chấp kinh doanh về bữa tối bánh pizza), nhưng họ là ngoại lệ.

Điều khiến tôi ấn tượng nhất khi đọc câu chuyện của Chang là, mặc dù tài năng to lớn của anh ấy, nhưng anh ấy thường xuyên thất bại (hoặc ít nhất là kết thúc trong những tình huống mà anh ấy không thể thành công). Nhiều người đã nói về việc Texas Instruments đã ngu ngốc như thế nào khi vượt qua Chang, và nếu họ không có thể TSMC đã được thành lập ở Mỹ, nhưng thực tế phức tạp hơn và thú vị hơn. Chang không chỉ bị bỏ qua cho vị trí lãnh đạo tại Texas Instruments (do những thất bại trong nhóm sản phẩm tiêu dùng và căng thẳng liên tục với ban lãnh đạo điều hành), mà còn thất bại trong hai công việc tiếp theo của mình. Ông được Giám đốc điều hành của General Instruments yêu cầu rời đi, và ông đã buộc phải từ chức người đứng đầu ITRI sau khi hầu như thất bại trong việc cải cách nó và khiến mọi người trong quá trình này tức giận. Sau khi rời ITRI (lần từ chức thứ ba trong năm năm), Chang tự hỏi liệu theo nguyên tắc Peter, liệu anh ấy có vươn lên mức độ kém cỏi của mình hay không.

Và có vẻ như một thành tựu lớn của ông tại ITRI, thành lập TSMC, không hẳn là một điều chắc chắn. Hầu như không có công ty bán dẫn hiện tại nào nghĩ rằng kế hoạch của Chang đáng để tài trợ; Philips, quan tâm đến việc nịnh nọt chính phủ Đài Loan hơn là giá trị của doanh nghiệp. Rất dễ tưởng tượng TSMC sẽ không khởi động nếu mọi thứ diễn ra hơi khác một chút.

Thành công to lớn của Chang với TSMC chỉ có vẻ rõ ràng khi nhìn lại; không ai vào thời điểm đó, bao gồm cả chính phủ Đài Loan, các nhà sản xuất chất bán dẫn khác và bản thân Chang, nhìn thấy nó theo cách đó.

1

Chú thích: TSMC cũng nhận được thêm 57 triệu đô la dưới dạng khoản vay, từ (có lẽ) chính phủ.