莫大康：臺(tái)積電興建8英寸生產(chǎn)線的思考

本文來自求是緣半導(dǎo)體，作者：莫大康。莫大康先生是求是緣半導(dǎo)體聯(lián)盟顧問。親歷50年中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程的著名學(xué)者、行業(yè)評(píng)論家。

臺(tái)積電總裁魏哲家在一年一度的供應(yīng)鏈論壇上宣布將在南科6廠旁邊新建一座8英寸晶圓廠，這是繼2003年上海松江廠之后，臺(tái)積電15年來首次再興建8英寸晶園廠。

盡管魏哲家并未透露投資的具體金額，但有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，該晶園廠的投資金額將超過新臺(tái)幣500億元（約合16.2億美元）。

引起業(yè)界興趣的是臺(tái)積電在先進(jìn)工藝制程方面一路高歌猛進(jìn)，連三星與英特爾也只能自嘆不如，它全數(shù)拿到全球7納米的市場(chǎng)約100-120億美元的訂單，加上未來5納米生產(chǎn)線于2019年4月試產(chǎn)，及2020年Q2量產(chǎn)，以及全球第一家3納米廠已通過環(huán)評(píng)，總投資194億美元，計(jì)劃2020年建廠及2022-2023年量產(chǎn)。

市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下企業(yè)的任何決定，一定與它的利益相關(guān)，本文要分析興建8英寸生產(chǎn)線，它的利益點(diǎn)究竟在什么地方。

全球8英寸硅片現(xiàn)狀

據(jù)SEMI和IC insight的數(shù)據(jù)，2017年全球晶園產(chǎn)能為17.9 M / wpm（百萬8寸片/月，下同），其中8寸片產(chǎn)能約為5.2 M / wpm，而前十大8寸晶園廠產(chǎn)能占8寸晶園總產(chǎn)能的54%。

其中大中華地區(qū)8英寸晶園產(chǎn)能，片/月；臺(tái)積電 約650K，聯(lián)電 約300K，中芯國(guó)際約220K，世界先進(jìn) 195K，上海華虹168K，上海先進(jìn) 77K，華潤(rùn)上華60K及力晶科技55K。

部分IDM廠8英寸及以下晶園產(chǎn)能，片/月；德州儀器 的400K，意法半導(dǎo)體 約350K，英飛凌 約250K，恩智浦 約220K及東芝 180-200K。

而從全球代工現(xiàn)狀分析，依IC Insight數(shù)據(jù)，臺(tái)積電在2018年預(yù)測(cè)它的銷售額可達(dá)377億美元，而硅片年產(chǎn)出量為2，515萬片（8英寸等值計(jì)），所以它的每個(gè)8英寸硅片平均產(chǎn)值為1，382美元，同樣比較格羅方德為1，014美元，聯(lián)電為715美元，以及中芯國(guó)際的671美元。

依IC Insight數(shù)據(jù)，全球純代工邏輯芯片，2018 Q2的代工平均價(jià)格，依200mm 硅片計(jì)，0.5微米每片370美元， 0.35微米為380美元，0.18微米625美元及0.13微米為710美元。而依300mm硅片計(jì)，90nm 為每片1，800美元，65nm 為2，100美元，45/40nm 為2，655美元，28nm 為3，010美元，以及 小於等于20nm 為6，050美元。

再依2018 Q3 TSMC數(shù)據(jù)，從工藝節(jié)點(diǎn)來看，7nm貢獻(xiàn)了11%的收入，預(yù)計(jì)Q4達(dá)20%；10nm貢獻(xiàn)了6%的收入，自2017年Q4以來，10nm的營(yíng)收持續(xù)下滑；16/22nm收入占比為25%及28nm收入占比為19%。所以它的28nm及以下先進(jìn)工藝占總收入比重為61%。

目前8英寸的產(chǎn)品訂單集中在各種電源管理IC，驅(qū)動(dòng)IC，指紋識(shí)別IC及CIS等方面，未來預(yù)測(cè)MEMS，傳感器，以及物聯(lián)網(wǎng)等市場(chǎng)會(huì)爆發(fā)，導(dǎo)致8英寸硅片的市場(chǎng)需求仍保持穩(wěn)中有升。

總體上全球8英寸硅片生產(chǎn)線呈以下特征：

1）， 由于設(shè)備大廠早已停止生產(chǎn)8英寸設(shè)備，市場(chǎng)上8英寸設(shè)備一機(jī)難求，導(dǎo)致全球二手設(shè)備市場(chǎng)價(jià)格急速上升

2）， 之前8英寸設(shè)備的工藝分界線在90nm，現(xiàn)階段已經(jīng)上移至65nm等，導(dǎo)致8英寸生產(chǎn)線的投資金額大幅上升

3）， 由于10nm及7nm等的設(shè)計(jì)費(fèi)用上升，導(dǎo)致全球fabless繼續(xù)跟蹤定律的產(chǎn)品數(shù)量減少，加上如臺(tái)積電等采取從前道代工延伸至后道，采用FOWLP等封裝技術(shù)，把不同工藝制程的芯片，集成在一體。預(yù)測(cè)未來每一部智能型手機(jī)內(nèi)將會(huì)使用超過10顆以上采用FOWLP封裝技術(shù)生產(chǎn)的芯片，稱之為異質(zhì)集成IC。因此工藝制程縮小的矛盾可能釆用異質(zhì)集成等來解決，給8英寸硅片開辟了另一扇市場(chǎng)的大門。

興建8英寸生產(chǎn)線的目的復(fù)雜

從臺(tái)積電的盈利結(jié)構(gòu)分析，目前它的60%營(yíng)收依賴于28nm及以下，主要是最先進(jìn)工藝制程，如它的最新7nm制程，據(jù)預(yù)測(cè)訂單可達(dá)約100億美元，與之前的28nm一樣是金雞母。

如依臺(tái)積電 2017年?duì)I收321億美元計(jì)，年產(chǎn)出硅片量為2350萬片（8英寸計(jì)），平均每個(gè)硅片產(chǎn)值為1，368美元。而全球8英寸硅片的平均代工價(jià)格，按工藝不同大約在700-800美元，即便考慮臺(tái)積電有綜合優(yōu)勢(shì)，可能溢價(jià)20%，它的每片8英寸代工價(jià)格也不可能超過1，000美元。

由此表示臺(tái)積電在進(jìn)行8英寸代工時(shí)，它的每個(gè)硅片產(chǎn)值僅1，000美元，要比它的每個(gè)硅片的平均產(chǎn)值1，368美元低30%以上，這部分的差額將由它的最先進(jìn)工藝制程代工，如10nm等代工每片10，000美元以上來補(bǔ)償，同時(shí)表示它的8英寸硅片產(chǎn)出越多，需要補(bǔ)償?shù)慕痤~越大。因此從“田忌賽馬”的邏輯，現(xiàn)階段中國(guó)芯片制造業(yè)迅速擴(kuò)大8英寸代工產(chǎn)能的思路是正確的。

按以上邏輯思維，臺(tái)積電會(huì)不斷地加大投資，年投入100-120億美元，去開發(fā)最先進(jìn)工藝制程來維持它的高營(yíng)收，而不太可能再擴(kuò)大它的8英寸產(chǎn)能，這也可解釋為什么自2003年以來它不再繼續(xù)擴(kuò)充8英寸產(chǎn)能的源由。

那么此次重啟8英寸產(chǎn)能擴(kuò)充的可能原因是什么？

1、 盡管目前臺(tái)積電十分風(fēng)光，全球代工市占達(dá)60%，但是不可否認(rèn)尺寸縮小的路可能已走到盡頭，未來技術(shù)上5nm，3nm等雖然仍能前進(jìn)，但是從經(jīng)濟(jì)層面上已難以為繼。全球fabless會(huì)更加務(wù)實(shí)，釆用各種不同制程的適用工藝；

2、 物聯(lián)網(wǎng)、MEMS及傳感器等市場(chǎng)會(huì)爆發(fā)，而目前的8英寸設(shè)備中的大部分超過15年的使用期限，部分性能可能難以達(dá)到技術(shù)上的要求；

3、中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的來勢(shì)兇猛，尤其是8英寸產(chǎn)能擴(kuò)充迅速，為了保持它的龍頭地位，在8英寸生產(chǎn)線布局方面爭(zhēng)個(gè)先手。

所以分析此次臺(tái)積電再出手興建8英寸生產(chǎn)線，它的內(nèi)心肯定是復(fù)雜的。但是由于資金充沛，為了未來8芵寸代工在全球的壟斷地位，下個(gè)先手可能是主要原因之一。

臺(tái)積電是一家偉大而又成功的企業(yè)，源于它堅(jiān)持純代工，并深化一切服務(wù)于客戶的理念，目前臺(tái)積電已是全球“三甲”之一，它的市值2，200億美元有可能超越英特爾。