如果您是基于臺(tái)積電最先進(jìn)工藝的芯片設(shè)計(jì)者,并且您的路線圖是基于該公司不斷進(jìn)步和將摩爾定律推向極限的實(shí)力,那么您路線圖中的不僅是未來(lái)被排除在外,但現(xiàn)在您將不得不必須為你未來(lái)的業(yè)務(wù)所依賴(lài)的芯片支付更多的錢(qián)。
這是世界上最重要的芯片代工廠的消息,全世界都知道是臺(tái)積電。世界上每一個(gè)重要的數(shù)據(jù)中心芯片目前都在使用 7 納米或 5 納米工藝,唯一的例外是 IBM 未來(lái)的“Cirrus”P(pán)ower10 CPU(即將在高端服務(wù)器中使用三星晶圓廠的 7 納米工藝)和英特爾的“Sapphire Rapids”至強(qiáng) SP CPU,使用其自己的代工廠生產(chǎn)的精細(xì) 10 納米 SuperFIN 工藝進(jìn)行蝕刻。
臺(tái)積電未來(lái) 3 納米 3N 制程的延遲是在與華爾街討論代工廠 2021 年第二季度財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)的電話(huà)會(huì)議上透露的,我們直到現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn),因?yàn)槲覀円恢睕](méi)有關(guān)注漲勢(shì)以及臺(tái)積電資金流動(dòng)的下降。但鑒于它在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的重要性,我們一直希望這樣做?,F(xiàn)在華爾街日?qǐng)?bào)報(bào)道臺(tái)積電正準(zhǔn)備為客戶(hù)提高價(jià)格,我們認(rèn)為現(xiàn)在是開(kāi)始密切關(guān)注的好時(shí)機(jī)。未來(lái)AMD、安培計(jì)算(Ampere Computing)和英特爾(Intel)的CPU,英偉達(dá)(Nvidia)、AMD和英特爾(Intel)的GPU, Xilinx和英特爾(Intel)的FPGA,以及我們所知道的每一個(gè)數(shù)據(jù)中心交換機(jī)ASIC,都取決于臺(tái)積電(TSMC)未來(lái)的工藝路線圖、制造斜坡和產(chǎn)量曲線。
好吧,老實(shí)說(shuō),多年來(lái)一直如此。我們只是習(xí)慣了它,直到冠狀病毒大流行暴露了全球芯片、機(jī)器、晶圓和用于制造的化學(xué)品的供應(yīng)鏈的一些不足之處。
首先,讓我們考慮 3 納米延遲。臺(tái)積電削減了其 20 納米節(jié)點(diǎn),但在 2013 年推出其 16 納米 FinFET 工藝及其改進(jìn)的 14 納米/12 納米變體時(shí)遇到了一些問(wèn)題,該工藝在不到兩年后推出。臺(tái)積電在 2018 年第二季度的 7 納米和 2020 年第二季度的 5 納米上一直非常穩(wěn)定。鑒于此,人們預(yù)計(jì)下一個(gè) 3 納米將在 2022 年第二季度實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng),但現(xiàn)在已經(jīng)被推遲到 2022 年下半年,延遲了大約三到四個(gè)月——到目前為止。
“是的,3 納米技術(shù)實(shí)際上非常復(fù)雜,無(wú)論是加工技術(shù)還是客戶(hù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì),”臺(tái)積電首席執(zhí)行官 CC Wei 在與華爾街的電話(huà)會(huì)議中解釋道?!八晕覀兣c客戶(hù)合作,最后我們決定在明年下半年加大力度。這就是 - 我們與客戶(hù)一起決定最適合他們的需求?!?/p>
毫無(wú)疑問(wèn),最適合他們的需求是采用 3 納米延遲,而不是嘗試重新實(shí)現(xiàn)他們的芯片以使用改進(jìn)的 5 納米工藝,這是唯一的其他選擇。而且它不像其他晶圓廠——三星或英特爾是唯一的選擇,因?yàn)?GlobalFoundries 在其努力飆升三年后無(wú)意開(kāi)發(fā) 7 納米技術(shù)——可以填補(bǔ)。三星正在為IBM的Power10制造其第一個(gè)服務(wù)器部件,采用7納米工藝(這一努力遇到了困難,將進(jìn)入Power10機(jī)器的時(shí)間推遲了一年),英特爾仍在改進(jìn)7納米工藝(它現(xiàn)在稱(chēng)其為英特爾4,可能將用于制造其“Granite Rapids”芯片)。在2023年提交的英特爾3號(hào)工藝中有5個(gè)納米級(jí)工藝,在2024年提交的20A工藝中有3個(gè)納米級(jí)工藝。英特爾認(rèn)為它可以超越臺(tái)積電。
我們?nèi)匀怀謶岩蓱B(tài)度,直到證明不是這樣,但我們一再表示,芯片制造正變得越來(lái)越困難(它可能只比線性更差一點(diǎn))和成本更高(同上),一個(gè)錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致任何一家代工廠與先進(jìn)的流程回顯。絕對(duì)不像英特爾在 10 納米工藝上延遲三年左右,甚至可能沒(méi)有英特爾在 7 納米工藝上延遲一年左右那么糟糕。臺(tái)積電沒(méi)有忘記像英特爾那樣的人。它所做的只是制造芯片,臺(tái)積電永遠(yuǎn)不會(huì)忘記這一點(diǎn)。
但是制作芯片的成本正在上升,本周街上的消息是臺(tái)積電將提高其最先進(jìn)芯片(使用 7 納米和 5 納米工藝的芯片)的價(jià)格約 10%,而使用舊工藝(55 納米、40 納米、28 納米和 16 納米)的芯片價(jià)格將上漲 20%價(jià)格上漲。價(jià)格上漲的一部分只是供應(yīng)(不夠)和需求(太多)的規(guī)律,但也有傳言稱(chēng)臺(tái)積電讓老式晶圓廠陷入困境并讓自己暴露在外英特爾代工廠服務(wù)和 GlobalFoundries 的入侵,后者完全致力于滿(mǎn)足非常樂(lè)于使用老式工藝的芯片設(shè)計(jì)人員的需求。想法是臺(tái)積電必須解決這個(gè)市場(chǎng),同時(shí)增加對(duì)先進(jìn)工藝的投資。
就個(gè)人而言,我們認(rèn)為這只是一次機(jī)會(huì)主義的價(jià)格上漲,我們確實(shí)預(yù)計(jì)它將在今年晚些時(shí)候或明年初出現(xiàn)。我們確實(shí)認(rèn)為,至少部分原因是成本上升。最終,也許在2024年或2025年,如果一切順利,英特爾將在代工業(yè)務(wù)上與臺(tái)積電直接競(jìng)爭(zhēng),同時(shí)生產(chǎn)自己的芯片和芯片。你可以在任何比臺(tái)積電更好的環(huán)境中賺錢(qián)。而且,目前芯片設(shè)計(jì)人員對(duì)于先進(jìn)工藝沒(méi)有任何選擇。
如上圖所示,臺(tái)積電的崛起令人驚嘆。雖然英特爾在 2014 年左右放棄了其工藝路線圖,并且沒(méi)有 GPU、FPGA 或定制的 ASIC,但臺(tái)積電成為所有設(shè)備的首選代工廠,這些設(shè)備一直在帶走 CPU 工作負(fù)載,例如食人魚(yú)攻擊已經(jīng)陷入困境的牛流在巴西。如上圖所示,該公司積累了大量現(xiàn)金儲(chǔ)備——占一年收入的三分之二——并且能夠?qū)⒓s 35% 的收入從 2005 年第一季度到 2021 年第二季度降至凈收入。這項(xiàng)業(yè)務(wù)已經(jīng)瘋狂擴(kuò)張,網(wǎng)絡(luò)和路由器 ASIC 供應(yīng)商已盡其所能讓臺(tái)積電代工廠忙于先進(jìn)工藝。
雖然對(duì)代工廠的投資很大,但臺(tái)積電已經(jīng)能夠以與其收入相稱(chēng)的速度進(jìn)行投資??紤]到讓代工產(chǎn)能上線大約需要兩年時(shí)間,目前的投資表明臺(tái)積電認(rèn)為未來(lái)的收入會(huì)是多少。歷史上這個(gè)比例大約是五比一。因此,如果您采用臺(tái)積電兩年前進(jìn)行的資本投資,它應(yīng)該有助于推動(dòng)大約 5 倍的收入。我們說(shuō)幫助是因?yàn)檩^舊的晶圓廠仍在做大量工作,而且并非所有芯片都需要最先進(jìn)的工藝。事實(shí)上,當(dāng)你縮小一些信號(hào)和 I/O 芯片時(shí),它們會(huì)變得更糟,而不是更好。
我們有一個(gè)問(wèn)題,即使是臺(tái)積電也無(wú)法回答,3 納米工藝是否會(huì)有更多延遲。數(shù)據(jù)中心計(jì)算設(shè)備路線圖預(yù)計(jì)縮小 3 納米,但如果必須的話(huà),精制的 5 納米工藝也可以工作——就像英特爾拉伸 14 納米一樣。由于英特爾尚未作為代工合作伙伴進(jìn)行嘗試和信任,即使它確實(shí)推出了 3 納米制造,我們認(rèn)為潛在的晶圓廠客戶(hù)也會(huì)感到不安。然后是三星,如果其 7 納米的努力在 Power10 芯片上取得成功,它可能會(huì)變得更加積極。三星也希望制造復(fù)雜且有利可圖的設(shè)備。
由于芯片蝕刻的 3D 性質(zhì)日益增強(qiáng)、封裝復(fù)雜性、晶圓和基板的供應(yīng)鏈問(wèn)題以及不斷增長(zhǎng)的需求追逐仍然太少的供應(yīng),我們預(yù)計(jì)路線圖中會(huì)出現(xiàn)各種顛簸。
但就目前而言,臺(tái)積電健康但利潤(rùn)承壓,第二季度銷(xiāo)售額132.9億美元,增長(zhǎng)28%,凈利潤(rùn)48.1億美元,僅增長(zhǎng)18.8%。但該公司擁有 316.2 億美元的銀行現(xiàn)金,有很大的回旋余地。當(dāng)然,只要它能夠繼續(xù)增加對(duì)代工能力以及制造和封裝技術(shù)的投資。過(guò)去,臺(tái)積電可以削減資本開(kāi)支,有時(shí)甚至可以在數(shù)年內(nèi)安裝設(shè)備并為其擠奶,削減時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年。那些日子已經(jīng)一去不復(fù)返了,它必須不斷投資昂貴的設(shè)備,同時(shí)不能錯(cuò)過(guò)先進(jìn)的芯片蝕刻技術(shù)。
可以肯定的是,有更容易進(jìn)入的企業(yè),但在芯片制造方面,成為英特爾、格羅方德或三星要困難得多。