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%,。基于此,,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(guó)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(lái)看遙遙無(wú)期,。
因此,,當(dāng)三星的良率出現(xiàn)問(wèn)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(lái)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(guò)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(lái)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(wú)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(jī)發(fā)布會(huì)上,臺(tái)積電總裁魏哲家表示,,3nm制程開(kāi)發(fā)符合預(yù)期,,將于下半年量產(chǎn)。這無(wú)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(wèn)題后,3nm制程上再無(wú)能與臺(tái)積電對(duì)打的競(jìng)爭(zhēng)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(yíng)收的半數(shù),5nm制程晶圓出貨量占據(jù)了總晶圓營(yíng)收的19%,;7nm制程晶圓出貨量占據(jù)了總晶圓營(yíng)收的31%,。
值得注意的是,,在財(cái)報(bào)中臺(tái)積電的毛利潤(rùn)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(kāi)始了一輪又一輪的漲價(jià),。
去年八月,韓國(guó)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(kāi)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(zhēng)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(guó)亞利桑那州,,中國(guó)南京,,中國(guó)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(guò)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(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出,,只有更先進(jìn)的制程才能帶來(lái)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(zhǎng)時(shí)間合作的蘋果、聯(lián)發(fā)科,、AMD等長(zhǎng)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(zhǎng)期訂單的預(yù)付款高達(dá)69億美元,。
因此,對(duì)于fabless廠商來(lái)說(shuō),,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(wèn),,臺(tái)積電會(huì)是下一個(gè)ASML嗎,?
美國(guó)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(kāi)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(lái)的發(fā)展就像是躲在畫布后的皮影戲,看似無(wú)形卻朝著有形的方向前進(jìn),。