臺積電在無限風(fēng)光之下，也存在諸多煩惱

當(dāng)下的半導(dǎo)體界，最值錢的非晶圓代工產(chǎn)能莫屬了。而作為行業(yè)龍頭，臺積電的產(chǎn)能，特別是先進制程的，幾乎呈現(xiàn)被“瘋搶”的狀態(tài)，這也成為了該公司幸福的煩惱。就在不久前，臺積電宣布取消未來一段時間內(nèi)12英寸晶圓代工的優(yōu)惠政策，這對于臺積電來說，是比較罕見的決定。以往，對于該代工龍頭的主要客戶，臺積電一般會給出3%-5%的優(yōu)惠，以回報大客戶對其先進制程的支持。

在產(chǎn)能如此緊張的狀況下，一些大客戶還在加單，這使得臺積電的產(chǎn)能“雪上加霜”。昨天，據(jù)外媒報道，英特爾先進制程芯片外包計劃有新動向：英特爾與臺積電、三星洽談，討論將其部分最先進的芯片交由這兩家公司代工生產(chǎn)。

過去一年，英特爾已有部分測試晶圓項目在臺積電展開，包括今年上半年預(yù)計推出采用6nm制程的GPU，以及預(yù)估今年下半年量產(chǎn)并應(yīng)用在移動平臺、采用5nm制程的Atom處理器。有機構(gòu)預(yù)估，今年大約有5%應(yīng)用在筆電的英特爾處理器將交由臺積電代工生產(chǎn)。另外，若英特爾與臺積電達成3nm制程處理器代工協(xié)議，則不排除今年臺積電的資本支出將再上調(diào)。

無獨有偶，另一家芯片大廠聯(lián)發(fā)科也在不斷加大在臺積電的下單量，昨天，有臺灣地區(qū)媒體報道，包括OPPO、vivo、小米等中國手機廠全力沖刺出貨，以搶奪華為市場份額，已擴大對聯(lián)發(fā)科采購5G手機芯片，從華為獨立出去的新榮耀也會采用聯(lián)發(fā)科5G手機芯片。這樣，預(yù)估聯(lián)發(fā)科在2021上半年5G手機芯片出貨量將達到8000～9000萬套，是該公司2020全年出貨量的1.6～1.8倍。這些芯片中的大部分都會交給臺積電生產(chǎn)。

聯(lián)發(fā)科2020年發(fā)布的天璣1000系列、800/820系列、700/720系列、400系列等5G手機芯片，均采用臺積電7nm量產(chǎn)中，研發(fā)代號為MT6893的新一代旗艦級天璣1200系列，第一季度采用臺積電6nm投片。據(jù)估算，聯(lián)發(fā)科2021年第一季度的7nm、6nm投片量將提升至11萬片，有望擠下高通成為臺積電第三大客戶。

另一家不斷加大臺積電下單力度的是AMD，受惠于新冠肺炎疫情帶動宅經(jīng)濟商機大爆發(fā)，索尼和微軟新款游戲機賣到缺貨，這些給AMD的CPU和GPU提供了廣闊的市場空間，其Zen 3架構(gòu)處理器及RDNA 2架構(gòu)GPU供不應(yīng)求，因此，AMD大幅提高了對臺積電7nm制程的投片量，今年第一季度7nm投片量有望達到12萬片，成為僅次于蘋果的臺積電第二大客戶。

不夠用的5nm和7nm產(chǎn)能

在臺積電已經(jīng)量產(chǎn)的制程工藝中，5nm和7nm是最先進的，也是產(chǎn)能最為緊張的，特別是5nm，自去年9月不能再給華為海思代工生產(chǎn)5nm制程芯片之后，幾大芯片廠商迅速填補了5nm產(chǎn)能的空缺，主要包括蘋果、高通、AMD、Nvidia、聯(lián)發(fā)科和英特爾。

其中，蘋果對5nm制程的需求最為強烈，除了原本的A14、A14 X應(yīng)用處理器之外，用于MacBook的M1處理器也開始投片。預(yù)估蘋果今年第一季度可獲得臺積電4萬~4.5萬片的5nm制程產(chǎn)能。除蘋果外，高通SDM875+芯片投入臺積電5nm制程的時間比預(yù)期快，聯(lián)發(fā)科的D2000也在去年第四季度開始在臺積電5nm產(chǎn)線投片。

7nm制程方面，最具爆發(fā)力的便是AMD了。從2020下半年開始，該公司開始出現(xiàn)缺貨現(xiàn)象，Ryzen 4000型APU的情況尤為明顯。在被問及AMD的產(chǎn)能與供應(yīng)情況時，其CEO Lisa Su（蘇媽）表示：“我已經(jīng)在之前說過了，在此再強調(diào)一遍，7nm供應(yīng)非常緊張，我們?nèi)匀辉诰o密地和臺積電合作，以確保我們能夠滿足客戶們的需求。但產(chǎn)能非常緊張。”AMD在旗下7nm芯片批量上市一年多后，仍然受到產(chǎn)能問題的困擾，即便蘋果這種超級大客戶的訂單已全面轉(zhuǎn)為5nm，其騰出的7nm產(chǎn)能仍然無法滿足所有客戶。

為了在英特爾7nm芯片進展延遲的情況下更快占領(lǐng)處理器市場，AMD將加大對臺積電N7/N7+制程下單量，預(yù)計2021全年N7/N7+芯片的訂單增加到20萬片，與今年相比約增加一倍，有望明年成為臺積電7nm芯片的最大客戶。

此外，英特爾和特斯拉也將加大在臺積電7nm制程產(chǎn)線的投片力度。因此，對于臺積電來說，2021年的7nm產(chǎn)能恐怕有將是一件令其“頭疼”的事情了。

3nm遇瓶頸？

按照規(guī)劃，臺積電3nm將于2022年下半年量產(chǎn)。不過，最近有消息稱，無論是臺積電的FinFET，還是三星的GAA，這兩家巨頭在3nm制程工藝技術(shù)開發(fā)中都遇到了瓶頸。因此，臺積電和三星將不得不推遲3nm工藝技術(shù)的開發(fā)進度。不過，這一消息沒有得到官方證實。

有報道稱，蘋果已經(jīng)在臺積電的3nm制程工藝合同中占了很大一部分。這意味著蘋果將成為臺積電3nm工藝的首批大客戶。如果3nm量產(chǎn)時間延長，則需要5nm芯片在市場上支撐更多時間。

三星攪局

作為最大的競爭對手，三星的晶圓代工業(yè)務(wù)就是以趕超臺積電為目標(biāo)的，雖然其市場率與臺積電相比有很大差距，但其不斷壯大業(yè)務(wù)規(guī)模的決心絲毫未減。

繼臺積電宣布赴美建5nm制程產(chǎn)線后，三星也于2020年底宣布在美國擴建晶圓廠。據(jù)日本媒體報道，三星將擴建其位于美國德州奧斯汀的晶圓廠，占地將擴大4成左右，準(zhǔn)備引進最尖端的代工生產(chǎn)線。三星認(rèn)為，其位于奧斯汀的工廠在爭取美國科技公司訂單方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

三星位于奧斯汀的工廠成立于1996年，是該公司在海外唯一的晶圓廠，為手機、平板電腦和其他電子設(shè)備生產(chǎn)內(nèi)存和系統(tǒng)芯片，也為美國的芯片制造商提供代工服務(wù)。目前，該工廠主要生產(chǎn)14nm、28nm和32nm制程芯片，但該工廠尚未配備用于生產(chǎn)7nm或更先進制程芯片的EUV光刻設(shè)備。

據(jù)悉，三星將增加其在美國的產(chǎn)能，以遏制其競爭對手臺積電。不過，三星在奧斯汀的產(chǎn)線相較于臺積電在美國亞利桑那州籌建的5nm制程產(chǎn)線要落后幾個代次，要想在美國本土與臺積電爭奪大客戶，就必須在那里加大投資，以發(fā)展先進制程。目前，三星正在制定相應(yīng)的投資計劃。

另外，英特爾外包芯片訂單有逐年增多的趨勢，而承接這些訂單的，非臺積電和三星莫屬，因此，在爭奪英特爾訂單方面，三星必將與臺積電展開競爭。這使得這兩大晶圓代工廠的競爭更加多元化了。

美國建廠的困擾

臺積電在美國籌建的5nm制程晶圓廠，從目前的情況來看，正在穩(wěn)步推進當(dāng)中，包括正在網(wǎng)上招募數(shù)百名工程師，此外，去年年底有報道稱，臺積電美國亞利桑那州廠確定由企業(yè)策略辦公室主管凱西迪（Rick Cassidy）出線主導(dǎo)負(fù)責(zé)，由凱西迪兼任子公司TSMC Arizona執(zhí)行長暨總經(jīng)理。

然而，在這之前的很長一段時期內(nèi)，在美國建廠與否，一直是困擾臺積電的一個難題，這其中有多種原因。目前，臺積電僅在美國華盛頓州卡馬斯市設(shè)有一座8英寸晶圓廠，制程工藝相對比較落后。

實際上，該公司的主要收入來源就是美國，其幾大客戶都是美國廠商，在這種情況下，在美國建先進制程晶圓廠似乎順理成章，然而，由于美國本土人力成本很高，且產(chǎn)業(yè)環(huán)境和配套也不如中國臺灣地區(qū)那么好。另外，美國政府沒有給這些大企業(yè)在其本土建廠提供補貼的傳統(tǒng)，這方面的競爭力顯然不如中國大陸。

此次，臺積電同意在美國新建5nm晶圓廠，也是經(jīng)過再三謹(jǐn)慎思考的決定，且在保持推進節(jié)奏。臺積電公告披露，2021年至2029年，該公司將在亞利桑那工廠項目上支出約120億美元。而該公司2020年一年的資本支出預(yù)期，就達到160億到170億美元。因此，有分析師認(rèn)為，這筆交易的預(yù)算暗示最終建廠的規(guī)模不會太大，這一計劃的規(guī)模和所應(yīng)用的科技，與臺積電在中國大陸的投資相似，意味著它在中美之間尋求一種平衡。而要把握好這種平衡關(guān)系，顯然是一件比較燒腦的事情。

該亞利桑那州5nm廠能否順利建成并投產(chǎn)，在很大程度上要看美國政府所承諾的補貼到位情況。臺積電董事長劉德音曾表示，是否赴美建廠，關(guān)鍵在于美國政府補貼，希望美國聯(lián)邦政府與州政府能補貼臺積電在臺灣地區(qū)和亞利桑那州兩地間設(shè)廠的運營成本差距。

另外，由于美國本土缺乏先進的封測廠，沒有產(chǎn)業(yè)鏈上下游配套保障的話，制造出來的芯片如何實現(xiàn)封裝，也是一個難題，如果再運到亞洲進行封測的話，成本將大幅提升。

因此，臺積電在美國新建5nm廠的進度和發(fā)展還需要進一步觀察。

結(jié)語

作為全球最炙手可熱的晶圓代工龍頭，臺積電在無限風(fēng)光之下，也存在諸多煩惱，這其中，包括幸福的煩惱（產(chǎn)能吃緊），也有來自主要競爭對手的干擾，還有各種復(fù)雜的地緣關(guān)系等。這些都在促使臺積電向產(chǎn)業(yè)更高點進發(fā)。

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