文|半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
最近，高通已將其4nm驍龍8 Gen 1的部分訂單從三星轉(zhuǎn)移到臺(tái)積電4nm代工。高通轉(zhuǎn)單的主要原因是由于三星代工的該芯片組良率僅為35%?；诖?，外界認(rèn)為高通不會(huì)將其下一代芯片交給三星3nm代工。
在先進(jìn)制程的賽道中，聯(lián)電和格芯早已宣布放棄10nm以下制程，中芯國際則礙于制裁的阻擋，與臺(tái)積電差距也甚遠(yuǎn)。因此晶圓代工3nm的賽道目前只有臺(tái)積電、三星、英特爾能夠觸及。而此前三星表示將會(huì)采用GAA技術(shù)，并且在2022年上半年量產(chǎn)，英特爾的Intel 18A（第二代5nm）需要等到2025年投產(chǎn)，3nm制程目前來看遙遙無期。
因此，當(dāng)三星的良率出現(xiàn)問題，全球能夠代工3nm的晶圓廠只剩下一家——臺(tái)積電。
2月份，憑借先進(jìn)制程的優(yōu)勢(shì)，臺(tái)積電方再次傳來拿下蘋果5G全部射頻（RF）芯片訂單的消息。根據(jù)供應(yīng)鏈消息人士透露，光是臺(tái)積電接收的預(yù)付款就有1500億新臺(tái)幣（約合人民幣346.35億元）。
我們不禁開始思考，當(dāng)全球的先進(jìn)制程產(chǎn)能全部依托臺(tái)積電，將會(huì)發(fā)生什么？
難以觸及的先進(jìn)制程
臺(tái)積電2018年推出了7nm工藝，2020年推出了5nm工藝。目前正在探索4nm及3nm工藝。
先進(jìn)制程的探索需要絕對(duì)的創(chuàng)新。單在5nm的研發(fā)上，臺(tái)積電就推出過N5P、N5、N4P等版本，N4P是其5nm家族第三個(gè)主要增強(qiáng)版本，性能比原先的N5提升了11%。
在更加先進(jìn)的3nm制程上，臺(tái)積電同樣在一次又一次的失敗中嘗試推進(jìn)，多次修正3nm藍(lán)圖。
臺(tái)積電對(duì)3nm的布局早在2016年就開始了。2016年臺(tái)積電宣布想要建造一個(gè)5nm-3nm的晶圓制造廠。即使如臺(tái)積電這樣的實(shí)力大廠，也是經(jīng)過6年的研發(fā)后，預(yù)計(jì)2022年才會(huì)量產(chǎn)3nm。
并且在3nm正式量產(chǎn)的消息宣布前，臺(tái)積電還多次傳來消息稱3nm進(jìn)程延期。例如，去年9月，臺(tái)積電就確認(rèn)了由于其3nm工藝量產(chǎn)延遲約3-4個(gè)月，導(dǎo)致iPhone下一代處理器無法采用臺(tái)積電的3nm工藝。
在2020年臺(tái)積電推出其N3 3nm工藝的細(xì)節(jié)，臺(tái)積電的3nm相比上一代的5nm工藝，在邏輯密度上提升了1.7倍，性能提升了11%，同等性能下功耗可降低25-30%。
在今年一季度的業(yè)績發(fā)布會(huì)上，臺(tái)積電總裁魏哲家表示，3nm制程開發(fā)符合預(yù)期，將于下半年量產(chǎn)。這無疑給業(yè)界吃了一顆定心丸。優(yōu)秀的良品率加上按期量產(chǎn)，在三星被爆出良率問題后，3nm制程上再無能與臺(tái)積電對(duì)打的競爭者。
3nm的高地上，臺(tái)積電傲視群雄。
根據(jù)Trend Force的數(shù)據(jù)顯示，臺(tái)積電全球晶圓代工市占率達(dá)53.1%，比前一季增加0.2個(gè)百分點(diǎn)，三星則下滑0.2個(gè)百分點(diǎn)，至17.1%。因此臺(tái)積電不僅鞏固了晶圓代工龍頭地位，也在拉大和三星之間的差距。
從臺(tái)積電的財(cái)報(bào)中，先進(jìn)制程(7nm和更先進(jìn)制程)晶圓占據(jù)了總營收的半數(shù)，5nm制程晶圓出貨量占據(jù)了總晶圓營收的19%；7nm制程晶圓出貨量占據(jù)了總晶圓營收的31%。
值得注意的是，在財(cái)報(bào)中臺(tái)積電的毛利潤已經(jīng)達(dá)到52.7%。
被迫丟失的定價(jià)權(quán)
在全球芯片短缺的潮流中，晶圓代工廠已經(jīng)開始了一輪又一輪的漲價(jià)。
去年八月，韓國晶圓代工廠商Key Foundry和三星已通知客戶，計(jì)劃將代工價(jià)格提高15%至20%，臺(tái)積電也表示在2022年將晶圓代工價(jià)格上調(diào)10%-20%。
3nm的研究成本與擴(kuò)產(chǎn)成本極高。
3nm制程的研究逼近物理極限，臺(tái)積電3nm芯片晶體管密度甚至達(dá)到2.5億每平方毫米，因此3nm的相關(guān)研究非常燒錢。IBS數(shù)據(jù)顯示，3nm工藝開發(fā)將耗40億-50億美元，新建一條3nm產(chǎn)線的產(chǎn)本約為150-200億美元。
而除了研究投入外，面對(duì)各大廠商爭搶造芯產(chǎn)能的情況，各大晶圓廠都選擇擴(kuò)產(chǎn)。在2022年，全球芯片制造商的資本支出預(yù)計(jì)合計(jì)將達(dá)到1460億美元，比疫情爆發(fā)前的水平高出約50%，是五年前水平的兩倍。
作為代工巨頭的臺(tái)積電其投資必然不會(huì)落下，臺(tái)積電啟動(dòng)了在美國亞利桑那州，中國南京，中國臺(tái)灣高雄等地的建廠和擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。臺(tái)積電資本支出預(yù)計(jì)超過300億美元，三年內(nèi)支出更是高達(dá)1000億美元。并且臺(tái)積電宣布到2025年將砸入440億美元用于研發(fā)，這其中八成將用于先進(jìn)制程。
巨額的研發(fā)成本、擴(kuò)產(chǎn)成本必然不會(huì)是晶圓代工廠獨(dú)立承擔(dān)，這一部分價(jià)格也會(huì)自然地轉(zhuǎn)移給客戶。
因此，今年漲價(jià)的消息此起彼伏，究其背后也是晶圓廠投入資本的轉(zhuǎn)接。但當(dāng)全球的先進(jìn)制程都需要依托臺(tái)積電時(shí)，除去單純的漲價(jià)，還會(huì)有一些微妙的變化。
為了保證自家產(chǎn)品能夠在市場(chǎng)競爭中脫穎而出，只有更先進(jìn)的制程才能帶來更好的性能。因此AMD、蘋果、高通、英偉達(dá)等數(shù)十家半導(dǎo)體巨頭都在搶占臺(tái)積電產(chǎn)能。
據(jù)傳英偉達(dá)不惜耗費(fèi)巨資搶奪臺(tái)積電的5nm產(chǎn)能，確?！窤da Lovelace」GPU 能有充分供給，以用于次世代GeForce RTX 40 系列顯卡。由于AMD和英偉達(dá)的次世代芯片都使用5nm制程，為了捍衛(wèi)產(chǎn)能英偉達(dá)不惜預(yù)付數(shù)十億美元給臺(tái)積電。
這是時(shí)候廠商只有砸錢才能保住產(chǎn)能。
對(duì)于與臺(tái)積電長時(shí)間合作的蘋果、聯(lián)發(fā)科、AMD等長期合作伙伴，不需要太多預(yù)付金就能穩(wěn)定產(chǎn)能。而對(duì)于英偉達(dá)這樣的客戶，想要獲得5nm產(chǎn)能訂單，需要提前支付高額預(yù)付款。
為了確保臺(tái)積電的5nm產(chǎn)能，這次英偉達(dá)的預(yù)付金額高于以往，據(jù)傳2021年第3季英偉達(dá)支付了16.4億美元，2021年第1季還會(huì)付款17.9億美元，整筆長期訂單的預(yù)付款高達(dá)69億美元。
因此，對(duì)于fabless廠商來說，當(dāng)先進(jìn)制程依托于一家時(shí)，需要承擔(dān)的不止是不斷上漲的晶圓代工價(jià)格，還有需要提前支付的巨額保證金的壓力。
我們能擺脫臺(tái)積電“依賴癥”嗎？
頂尖、唯一、壟斷，集這幾個(gè)詞于一身的臺(tái)積電先進(jìn)制程，讓我們不禁想問，臺(tái)積電會(huì)是下一個(gè)ASML嗎？
美國和歐洲先后由政府出面向臺(tái)積電求援,希望臺(tái)積電在產(chǎn)能上對(duì)汽車業(yè)予以照顧；美歐均對(duì)臺(tái)積電本地設(shè)廠開出極高的優(yōu)惠條件。
當(dāng)全球半導(dǎo)體都患上臺(tái)積電“依賴癥”，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來的發(fā)展就像是躲在畫布后的皮影戲，看似無形卻朝著有形的方向前進(jìn)。