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陈经:台积电不是什么“护国神山”,过去的发展逻辑已经不够了
【导读】 美国的下一个猎物,是台积电?
台积电赴美日建厂一事,在全球半导体产业生态中搅起一丝水花。此外,美国政府大摆“鸿门宴”,“诚邀”台积电、三星等全球主要半导体供应链上中下游厂商赴会。同时,要求各家“自愿”提交过去三年的客户信息等26类商业机密,否则别怪不客气。
尽管台积电高层明示受到“政治胁迫”,也预言美国无法建起半导体产业链,但木已成舟。至于是否要“出卖”客户机密,台积电闪烁其词。
另一方面,美中日韩等全球重要经济体纷纷加入半导体“大战”,中美早已入局,韩国追加投资,日本希望重返赛道。
群雄逐鹿之时,即便如台积电这样的行业龙头,也无法避免影响。更何况假如一步选错,全盘皆输也不是不可能。
美国会拆分台积电吗?台积电的抉择之路在哪里?且看下文分析。
【文/观察者网专栏作者 陈经】
2020年5月15日,台积电公布了在美国亚利桑那州投资120亿美元建新工厂的计划。2021年6月初,台积电透露,已经在亚利桑那州凤凰城开工了一段时间;预计2022年下半年移入机台,2024年第一期厂房开始量产5纳米芯片,产能2万片。
开工半年后,台积电亚利桑州建筑工地状况
台积电在台湾地区以外的晶圆工厂,已经建成的只有三个:分别是南京厂(晶圆十六厂),上海厂(晶圆十厂),以及美国华盛顿州的晶圆十一厂。
台积电在台湾地区的晶圆厂,分布在新竹科学园、南部科学园、中部科学园,简称为竹科、南科、中科。2020年上半年数据显示,台积电营收占三大科学园总营收(合3223亿人民币)的41%,相比上年增加了2.2个百分点。台积电总部和研发中心在新竹,还有二、三、五、八、十二A、十二B,共六个晶圆厂。台南有六、十四、十八,共三个晶圆厂,还有中部科学园的晶圆十五厂。
主流晶圆厂有6寸、8寸、12寸三种。按面积折算,1片12寸晶圆约等于2.25片8寸晶圆,可以全部折算为8寸等效产能。全球半导体企业的市场份额,基本与手头掌握的等效晶圆产能相关。
等效晶圆产能排全球前五的芯片公司
2020年底,台积电的等效晶圆产能是每月271.9万片,仅次于三星排全球第二。大陆晶圆产能最多的是中芯国际38.9万片排第10,英特尔、联电、格罗方德、德州仪器则排名第6到第10。中国本土企业所有晶圆厂总产能也只有160多万片,占比仅有7.6%。加上西安三星、无锡海力士、南京台积电、大连INTEL等外资晶圆厂,占比也只是13.9%。
这个占比排名近期很难发生变化,因为晶圆厂投资周期很长,建成后调试良率达标还需要时间,三年很常见。而且,并不是有钱就能投资,要考虑各种条件,技术设备供应链能不能保证,人才够不够等等。预计2025年中国大陆企业加上外资厂的晶圆产能占比也很难超过20%。即使台积电在南京厂的扩产计划由原定的4万片大幅提升至每月10万片,也难以改变大陆晶圆产能份额严重不足的格局。反对台积电在南京扩产的,很可能是不了解这个常识。业界人士对此只能摇头,需要的芯片业知识太多,补不胜补。
值得注意的是,台积电虽然排在第二,但在前五名里的地位很特殊。三星、美光、海力士、铠侠的主要晶圆产能是用于自己生产存储芯片,这类产品敞开供应,产能不算稀缺,只是价格波动问题。台积电的晶圆产能专营代工,主要是价值更高的逻辑芯片,代工市场占比超过一半,在7纳米、5纳米先进制程领域还实现了垄断。
英特尔又是另一类,自己生产高价值的CPU,虽然晶圆产能只是第六名,但销售额和产业地位一直是芯片业世界霸主。直到2021年二季度,三星才以197亿美元芯片销售额超过英特尔的196亿,升到世界第一。苹果也发起挑战,推出的M1、M1 Pro、M1 Max芯片性能提升惊人,在台积电5纳米制程支持下吊打英特尔的CPU。
台湾股票指数走势,2008年10月至今
台积电股票市值在6000亿美元,占到整个台湾股市总值的约三分之一(近期要少一些了)。台湾股指创新高,台积电是主要动力,相比2016年市值翻了快10倍。
台积电的崛起当然要依靠自身的技术努力,在浸入式光刻机应用、FinFET工艺等多个重大技术节点全部选择正确,并竞争胜利。但是台积电达到目前的行业地位,市值东亚第一、超过腾讯阿里,远远甩开行业老霸主英特尔,完全出乎业界预料。全球经济学界也没有想到。这是因为发生了无法预测的技术突变,而且这次突变的性质还很不一样。
按照“正常预期”,全球芯片业卡在10纳米的制程是到物理极限了,英特尔化身“牙膏厂”,隔段时间挤出一点进步,摩尔定律随时中断。但是发生了技术突变,荷兰ASML成功研发出了EUV光刻机(美国EUV LLC联盟扶持的),造出了新一代“神剑”。另一个技术突变是,台积电用DUV浸润式光刻机、FinFET立体工艺不断提升指标与技术能力,练习出了高明的“剑术”,再结合EUV光刻机,将先进制程不断推进到7纳米、5纳米,之后3纳米、2纳米理论上也没有问题。业界认为摩尔定律到2030年仍能维持。
通常的技术突变,首创者未必能笑到最后。技术路线通了以后,新赛道上群雄并起,先发优势可能很快就没了。但是芯片制造深入到14纳米、10纳米的先进制程以后,逆向的摩尔定律“芯片制程进步需要的投资额翻倍”不断起作用,终于将一个芯片厂的投资推向了上百亿美元。群雄们不仅没有“并起”,反而不断退出,巨额投资搞芯片制造,实在太容易赔钱了。
2018年,格罗方德宣布放弃7纳米研发。太烧钱。但更严重的问题是,即使烧出来了,如果良率指标不行、竞争不过,订单稀少都没法回本。早在2014年,IBM就贴钱把亏损的芯片制造部门卖给格罗方德。而格罗方德,其实是AMD在2008年分出去的芯片制造部门,AMD觉得制造是负担。
曾经的光刻机三巨头,日本佳能和尼康占两家。但是,日本企业认为EUV光刻机过于复杂放弃了研发,没有跟上ASML。
2010年以来,芯片制造业界上演了不知多少场组合重整的大戏,行业变迁极为剧烈。日本尔必达、德国奇梦达等内存生产商被挤得破产,晶圆工厂被卖来卖去,开支大又不挣钱,很快就会撑不住。
总体来说,更能吃苦耐劳的东亚芯片制造企业,比美国和欧洲企业发展好。而东亚企业里,韩国、台湾地区、中国大陆的企业,又比日本企业发展好,日本相对来说没有过去那么拼了。
台积电选择了正确的发展路线,专心服务客户做好代工,不搞芯片设计,和客户没有竞争关系。这样的专注,在多年积累后收到了很好的效果。摩尔定律不断推进,芯片制造投资成本指数上升,技术难度指数上升,代工竞争对手纷纷掉队。在先进制程领域,只剩下三星和台积电有技术能力和产能,而且还在不断增加资本支出,达到每年300多亿美元的可怕水平。
2021年8月,台积电通知客户全面涨价20%,其它代工企业也跟涨。芯片荒与稀缺的高端制造能力,让业界形象本来低于芯片设计的芯片代工业,成为行业制高点。
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 朱敏洁 
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