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夾縫中的臺積電

2022-08-12
來源:幫寧工作室

對全球半導體行業(yè)來說,,臺積電有多重要,?

打個比方,,俄羅斯的天然氣可以被其他形式的能源所取代,但臺積電的芯片卻不能,。從航空航天到消費電子產品,幾乎所有行業(yè)都嚴重依賴臺積電生產的半導體,。臺積電已經占據全球半導體市場主導地位,。

中美之間的技術競賽已經跨越了從智能手機,,到數字移動設備,,再到社交媒體和人工智能的方方面面。現在,,一個更深層次的新戰(zhàn)場正在形成——為我們的智能手機,、電腦、汽車和家用電器提供動力的芯片,。

2022年8月9日,,美國總統(tǒng)拜登(Joe Biden)簽署一項旨在提振美國半導體行業(yè)的新法案,試圖解決長期以來芯片短缺問題,,并減少對中國等其他國家制造業(yè)的依賴,。

這就是《芯片與科學法案》。該法案為美國半導體制造和研發(fā)提供激勵措施,,包括向國家科學基金會,、商務部和國家標準與技術研究所提供超過520億美元資金和額外投資。

長期以來,,中國一直是科技制造業(yè)的主導力量,,蘋果、谷歌和微軟等公司在生產設備及零部件方面嚴重依賴中國,。

戰(zhàn)略與國際研究中心(Center for Strategic and International Studies)最近一項分析顯示,,中國在半導體市場迅速取得進展,在組裝,、封裝和測試方面排名全球第一,,在晶圓制造方面排名第四——已經超過美國。

臺積電已經承諾,,投入至少120億美元,,在亞利桑那州建造一家半導體制造廠,預計2024年投產,。另一家臺灣制造商GlobalWafers承諾,,將斥資50億美元,在德克薩斯州建立一家硅晶圓廠,。三星和SK集團今年早些時候提出,,投資數百億美元計劃,以擴大其在美國科技制造業(yè)的影響力,。

維吉尼亞大學專門從事風險分析的管理學助理教授科利爾(Zachary Collier)稱,,臺積電的投資早于《芯片與科學法案》簽署,,但后者可能會刺激更多公司將工廠遷至美國。

7月22日,,美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)表示,,有必要減少對中國臺灣芯片供應的依賴?!拔覀儗χ袊_灣芯片的依賴是站不住腳的,,也是不安全的,這是美國的思普特尼克時刻(高科技競爭中的關鍵挑戰(zhàn)),?!?/p>

雪上加霜的是,上周,,美國眾議院議長南?!づ迓逦鳎∟ancy Pelosi)竄訪中國臺灣地區(qū),使得緊張局勢迅速升級,。

佩洛西會見了臺積電董事長劉德音,,討論了《芯片與科學法案》。臺積電可能受益于該法案,,但前提是,,它必須接受一條重要限制措施——接受援助的企業(yè)必須同意,不在中國擴大精密半導體的生產,。

臺灣新竹科技園被稱為“中國臺灣的硅谷”,,成立于1985年,分為新竹,、竹南,、桐廬、龍?zhí)?、宜蘭和新竹生物醫(yī)學園6個衛(wèi)星園區(qū),,員工總數約15萬人。主要產業(yè)是集成電路產業(yè),,占園區(qū)總產值70%,。

在新竹20家芯片制造商中,第一梯隊是臺積電和聯華電子,,已成為全球最大半導體合同制造商,。臺積電是蘋果iPhone和Mac pc芯片獨家供應商,也是AMD,、博通和高通等公司的制造合作伙伴,。

世界上許多大型科技公司都是“無晶圓廠”。這意味著,,它們沒有自己的生產基地,,只能委托臺積電和其他晶圓代工廠生產其設計的芯片,。

咨詢公司凱捷(Capgemini)芯片市場分析師彼得·芬特爾(Peter Fintl)向德國《商報》表示,臺積電已在全球市場獲得具有系統(tǒng)重要性的地位,。

根據美國半導體行業(yè)協(xié)會最近公布數據,,在可預見的未來,中國臺灣仍將是全球最大芯片制造基地,,覆蓋全球約90%高端半導體需求,。

▍一再推遲的3nm

8月5日,臺灣市場研究機構集邦咨詢(TrendForce)發(fā)布報告,,英特爾原定于2022年下半年開始生產Meteor Lake CPU,,將推遲至2023年上半年。因此,,臺積電不得不取消大部分2023年3nm產品生產計劃。

按照原計劃,,英特爾第14代CPU預計采用臺積電3nm工藝生產,。但最近,英特爾又宣布,,從2024年開始自主生產2nm芯片,。這似乎表明,它不太可能再使用臺積電3nm產品,。

集邦咨詢認為,,上述信息傳遞的信號是,臺積電決定放緩設備擴張速度,,以防止產能過度閑置,。3nm工藝投資產生高額成本后,臺積電正在減少2023年設備訂單,,這可能會影響其2023年資本支出,。

臺積電和英特爾隨即發(fā)表評論稱,他們的計劃沒有改變,。

臺積電在發(fā)給《經濟日報》的一份聲明中寫道:“臺積電不對個人客戶業(yè)務發(fā)表評論,,公司的產能擴張項目正在按計劃進行?!?/p>

幾乎同一時間,,英特爾重申,其第14代核心Meteor Lake處理器,,將按計劃于2023年上市,。

上周,在2022年第二季度財報電話會議上,,英特爾首席執(zhí)行官帕特·蓋爾辛格(Pat Gelsinger)透露:“2023年,,我們將推出第一款基于Intel 4工藝打造的CPU Meteor Lake,,它在我們和客戶的實驗室中表現良好?!?/p>

英特爾預計,,Meteor Lake將在2023年秋季或者更晚時間上市,所以今年開始大規(guī)模量產Meteor Lake的GPU Tile,,并在2023年早些時候交付幾乎沒有什么意義,。從財務角度看,也不具備有益影響,。

這種背景下,,將GPU Tile量產推遲到2023年7月,是完全符合邏輯的決定,,不會影響Meteor Lake處理器的可用性,。

至于臺積電,部分行業(yè)人士認為,,有一群客戶計劃在2023年至2024年期間使用N3,、N3E、N3P和其他N3節(jié)點,。

這份名單不僅包括2023年的蘋果公司(臺積電的最大客戶)和英特爾,,還包括2024年的AMD、聯發(fā)科和高通等,。這樣,,即使英特爾改變一些計劃,臺積電也沒有理由放緩N3產能的引進,。

事實果真如此嗎,?

臺積電此前宣布,正全力推進3nm工藝生產,,預計將于2022年下半年投產,。此后,3nm工藝被推遲到2023年1月,,而這一次,,又推遲到2023年底。

這或許意味著,,Meteor Lake將在2024年首次亮相,,即在Raptor Lake發(fā)布近一年半之后。這不是英特爾路線圖上的時間表,,所以,,這是一個嚴重的延誤。集邦咨詢表示,延遲是因為“產品設計和工藝驗證問題”,。

目前尚不清楚這些問題來自臺積電的節(jié)點,,還是英特爾的節(jié)點。據報道,,英特爾正使用Intel 4處理器,,以前被稱為7nm,用于計算和I/O Tile,。

《電子時報》曾做過報道,,延遲是因為英特爾自己的芯片問題,而不是臺積電的問題,。針對最新傳言,,臺積電表示,3nm制造正在按計劃進行,,但拒絕就客戶業(yè)務進行置評,。

可以肯定,這將對臺積電未來資本支出計劃產生重大影響,。臺積電原本計劃將蘋果和英特爾作為3nm產品的首批客戶,,現在可能只有蘋果公司使用其最先進的節(jié)點。

有報道稱,,蘋果公司將在M2 Pro和Max soc上使用它。2024年在iPhone SoC中使用3nm節(jié)點,。

這對英特爾和臺積電來說是個壞消息,。集邦咨詢認為,其閑置產能將阻礙擴大3nm產能,,將量產進程推遲到明年底,,而不是明年第一季度或第二季度。

作為回應,,臺積電已通知供應商,,放慢3nm擴張速度,以避免設備積塵,。

集邦咨詢報告中最瘋狂的部分是,,它不僅再次確認了之前的推遲傳聞,而且還表示,,如果英特爾不能按時量產Intel 4,,那么,它可能決定將Meteor Lake計算Tile外包給臺積電,。

這預計會發(fā)生在2023年初,。鑒于許多原因,目前還無法預見這種情況發(fā)生。

在季度財報電話采訪中,,蓋爾辛格再次確認:“是的,,Intel 4就要來了。嘿,,Meteor Lake,,目前看起來還不錯?!?/p>

▍“我們是大家的代工廠”

大概3年前,,臺積電試圖在中美貿易夾縫中尋求安身立命。美國是更大的芯片買家,,而中國大陸市場增長更快,,兩者都是這家全球最先進半導體制造商的重要市場。

8月2日,,隨著佩洛西竄訪中國臺灣,,這讓臺積電曾經的努力付諸東流。臺積電的大部分業(yè)務仍在臺灣,。作為一家為全球提供大量芯片的公司(這些芯片幾乎都在中國臺灣生產),,臺積電要與中國臺灣面臨的緊張局勢割離開來不太現實。

美國希望把臺積電拉到自己一邊,。這是因為,,它生產世界上最先進的電腦芯片,而從iPhone到先進武器,,所有產品都急需芯片,。

長期以來,臺積電擅長中立與博弈,?!拔覀兪谴蠹业拇S”成為其口頭禪。

去年,,臺積電在中國大陸市場營收銳減30%,。究其原因,特朗普政府的一項規(guī)定阻止臺積電為華為生產先進半導體,,這項規(guī)定在拜登總統(tǒng)任期內延續(xù)至今,。華為是中國最大網絡和通信供應商,到2020年都還是臺積電最大客戶之一,。

臺積電還決定在亞利桑那州建立一個新工廠,,最早將于2024年在5nm工藝節(jié)點上開始運營。表面上看,,這似乎與政治無關,,但5nm已表明臺積電優(yōu)先考慮的領域。

公平地說,臺積電有些束手束腳——它不能在南京或上海的晶片廠使用更先進設備,,而在美國,,昂貴的新工廠使用較舊的節(jié)點則沒有經濟意義。

在佩洛西主持下,,美國眾議院上周通過了《芯片與科學法案》,,這鞏固了臺積電在美國的地位。美國國會撥款390億美元,,用于加強生態(tài)系統(tǒng)中的半導體先進測試,、組裝和封裝能力。

臺積電明確表示,,其在美國的商業(yè)模式和未來擴張將依賴于補貼,。當然,僅憑這一點,,并不能保證它的傾向——畢竟,,任何公司都很擅長從不同政府那里獲得福利,而不需要任何忠誠的承諾,。

《芯片與科學法案》規(guī)定及其融資方法,,試圖阻止接受美國資金的公司從事“任何涉及在中國半導體制造能力材料擴張的重大交易”。

但如果投資的對象是“傳統(tǒng)半導體”,,則又是例外,。傳統(tǒng)半導體被定義為28nm或更老的技術,臺積電于2010年首次推出,,現只占營收的10%,。

由于臺積電幾乎肯定會接受《芯片與科學法案》分配的資金,因此,,它將受到這些限制的約束。這也就意味著,,在中國大陸擴張的或是其已有技術,,而包括中芯國際在內的中國本土競爭對手已經擅長提供這些技術。

這樣的投資很難推動中國追趕世界其他國家的計劃,,而且臺積電可能也不會獲利豐厚,,因為傳統(tǒng)芯片產能市場競爭激烈。

但這并不意味著中國會放棄,。2015年,,高通因違反中國反壟斷法被罰款近10億美元。臺積電需要小心謹慎地處理未來幾年的事情,。

2022年8月2日,,臺積電股價一度下跌2.98%。投資者開始密切關注佩洛西晚些時候的行蹤。

▍“我弄丟了工作證,,但留下了照片”

臺積電是全球最大半導體芯片合同制造商,,為我們的手機、筆記本電腦,、汽車和冰箱提供芯片,。它是世界上最大芯片代工廠,擁有蘋果,、英特爾,、高通、AMD和英偉達等大客戶,。這些客戶幫助它在2020年實現450億美元收入,。

你可能從未聽說過臺積電,盡管它存在于你生活中的許多設備中,。它是世界十大公司之一,,市值4680億美元,其十大股東包括美國大型養(yǎng)老基金和銀行,。

1987年,,臺灣人張忠謀創(chuàng)立臺積電,成為世界上第一家也是最大芯片代工廠,。張忠謀出生于中國浙江寧波,,在美國就讀于哈佛大學,大二時轉學麻省理工學院,。他曾在德州儀器(Texas Instruments)等公司從事半導體行業(yè),,后來回到中國臺灣,利用德州儀器將制造能力外包給亞洲的機會,,創(chuàng)辦臺積電,。

臺積電成立過程中,著名科技投資者戴偉平(Bill Tai)被聘為管理團隊顧問,,并成為臺積電一號員工A001,。

戴偉平擁有熱門科技投資組合,是Canva,、Dapper Labs,、Lineage Logistics、Tweetdeck/Twitter和Zoom Video等公司的早期投資者,。他是公開上市的hu8mining(北美最大數字資產礦工之一)主席,,也是Bitfury(基于ASIC的比特幣挖礦和區(qū)塊鏈服務先驅)的早期投資者和前董事。

戴偉平與Bitfury創(chuàng)始人Valery Vavilov,、副主席George Kikvadze于2015年創(chuàng)立Necker區(qū)塊鏈峰會,。在最近一次峰會上,,戴偉平這樣談起臺積電:“臺積電是全球最大芯片代工廠,你家里和你生活中的大多數設備都使用硅,,是全球市值第十大公司,,但大多數人可能從未聽說過它?!?/p>

張忠勇的愿景確實改變了世界,。臺積電不僅成為百分之百美國主流科技公司的基礎,而且芯片代工概念也是開創(chuàng)性的:它已經成為世界上最大,、最重要的科技公司之一,。

“臺積電在全球科技格局中扮演著重要角色,是支撐全球半導體生態(tài)系統(tǒng)最關鍵部分的基礎,。這是一個關鍵行業(yè)的關鍵公司,。”戴偉平補充道,,臺積電在當今經濟中扮演著至關重要角色,,支撐著數字化的未來。

“我很幸運能見證它的形成時期,,雖然很久以前,,我就弄丟了工作證,但我留下了照片,?!?/p>

▍扼殺450mm晶圓

你可以是大海里的一條大魚,也可以是小池塘里的一條小魚,。

臺積電一位前高管回憶,,曾經有段時間,當臺積電意識到某個項目將使他們與英特爾和三星展開直接競爭時,,他們選擇了直接放棄,。

這個項目就是用于制造芯片的450mm(18英寸)晶圓。

臺積電前聯席首席運營官蔣尚義(Chiang Shang-Yi)曾擴大研發(fā)機構,,幫助其成為全球最成功半導體制造商之一,。

今年早些時候,他接受了加州計算機歷史博物館(CHM)采訪,。這是該博物館口述歷史項目的一部分,通過捕捉計算機行業(yè)先驅們的第一手回憶,,起底450mm晶圓技術到底發(fā)生了什么事情,。

目前,在半導體行業(yè),,用于生產任何規(guī)模芯片的最大晶圓直徑為300mm(12英寸),。隨著時間推移,,直徑逐漸增加,以提高生產能力,,降低每個芯片成本,。

但大約10年前,人們齊心協(xié)力開發(fā)450mm晶圓技術,,將其大規(guī)模推向市場,。據2012年報道,臺積電宣布一項為期5年的新項目,,預計耗資80億~100億美元,,建造450mm新晶圓廠。

當時英特爾已經承諾,,將在亞利桑那州和俄勒岡州建造450mm晶圓廠,。

這個項目可以追溯到更遠時間。2008年,,英特爾,、三星和臺積電宣布合作,并計劃與半導體行業(yè)其他公司合作,,過渡到生產450mm晶圓,。

英特爾當時表示,它相信從300mm硅片遷移到450mm硅片,,每個硅片的芯片數量將增加一倍以上,。

包括英特爾、臺積電,、三星,、IBM和格羅方德(GlobalFoundries)在內的公司,甚至成立了一個名為“全球450mm晶圓聯盟”,,開發(fā)生產450mm晶圓所需的制造設備和工具,。

但到2017年,對450mm晶圓的熱情消退,。迄今為止,,所有大公司都堅持使用300mm晶圓來生產高產量尖端產品。

蔣尚義說,,英特爾是推動450mm晶圓的主要代理商,,它認為這是獲得市場優(yōu)勢的另一種方式,而且競爭對手較少,。

“對于更大的晶圓,,人們說這是提高生產力。這并不完全正確,。這更像是一場游戲,,這是一個大佬占小佬便宜的游戲,。”蔣尚義在CHM文字記錄中說,。

“現在,,如果你想使用18英寸(450mm),首先啟動的是設備供應商,,他們的新設備都將是18英寸,。他們不會在12英寸上使用最先進的技術,所以不需要18英寸的小規(guī)模選手會自動出局,,他們也負擔不起,。這是一個大魚吃小魚的過程。這是選擇大晶圓的首要原因,?!?/p>

臺積電曾推出過300mm晶圓,而且效果還不錯,,因此最初,,它熱衷于重復這一過程。在一次投資者會議上,,張忠謀制定了450mm晶圓路線圖,,“突然之間,450mm晶圓行業(yè)變得非常熱門,?!?/p>

蔣忠義回憶道,2013年他去張忠謀辦公室,,告訴對方臺積電不應該推廣450mm晶圓技術,。原因在于,臺積電在300mm晶圓競爭中,,戰(zhàn)勝了許多較小的競爭對手,,但如果要生產450mm晶圓,它就會發(fā)現自己要面對的是英特爾和三星,。

“過去,,我們的競爭對手是聯華電子和中芯國際,這些公司的規(guī)模比我們小得多,。如果推廣450mm,,現在,我們只有兩個競爭對手:英特爾和三星,。這兩個都比我們大,。所以,這對我們一點幫助都沒有,,實際上會傷害我們,。”蔣尚義說,。

人們擔心的是,,英特爾和三星都比臺積電擁有更多工程師,而且可以利用的收入也更多,,這將幫助這兩家公司比臺積電投入更多資金,,用于450mm生產。臺積電將從芯片制造領域的大魚,,變成小池塘里的小魚,,要面對兩個它無法競爭的大塊頭。

張忠謀意識到,,現在這樣做不對,。因此,他召集至少10次會議來討論這個問題,,最后確定放棄該項目,。

但臺積電必須為自己找個理由,解釋為什么不能繼續(xù)開發(fā)450mm晶圓,?張忠謀決定,,臺積電將宣布優(yōu)先發(fā)展先進技術,而不是450mm晶圓,。

根據蔣尚義的講述,,在2013年美國西部半導體展一次會議上,英特爾,、三星和臺積電與芯片光刻設備制造商ASML共處一室,,討論450mm技術。

英特爾技術和制造負責人Bill Holt重申英特爾對450mm支持,。他在會上說,,所有與會各方都應該把投資資金,投入到開發(fā)項目中,。

“我是下一個發(fā)言人,,我告訴他,我們的首要任務是先進技術,,他明白了,。他很難過,走開了,?!笔Y尚義回憶道。

第二天,,英特爾宣布,,其首要任務是先進技術的開發(fā),。這就是450mm晶圓的終結。從那以后,,沒有人再談論這個話題,。



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