2020年5月15日,臺(tái)積電公布了在美國(guó)亞利桑那州投資120億美元建新工廠的計(jì)劃。2021年6月初,臺(tái)積電透露,已經(jīng)在亞利桑那州鳳凰城開(kāi)工了一段時(shí)間;預(yù)計(jì)2022年下半年移入機(jī)臺(tái),2024年第一期廠房開(kāi)始量產(chǎn)5納米芯片,產(chǎn)能2萬(wàn)片。
開(kāi)工半年后,臺(tái)積電亞利桑州建筑工地狀況
臺(tái)積電在臺(tái)灣地區(qū)以外的晶圓工廠,已經(jīng)建成的只有三個(gè):分別是南京廠(晶圓十六廠),上海廠(晶圓十廠),以及美國(guó)華盛頓州的晶圓十一廠。
臺(tái)積電在臺(tái)灣地區(qū)的晶圓廠,分布在新竹科學(xué)園、南部科學(xué)園、中部科學(xué)園,簡(jiǎn)稱為竹科、南科、中科。2020年上半年數(shù)據(jù)顯示,臺(tái)積電營(yíng)收占三大科學(xué)園總營(yíng)收(合3223億人民幣)的41%,相比上年增加了2.2個(gè)百分點(diǎn)。臺(tái)積電總部和研發(fā)中心在新竹,還有二、三、五、八、十二A、十二B,共六個(gè)晶圓廠。臺(tái)南有六、十四、十八,共三個(gè)晶圓廠,還有中部科學(xué)園的晶圓十五廠。
主流晶圓廠有6寸、8寸、12寸三種。按面積折算,1片12寸晶圓約等于2.25片8寸晶圓,可以全部折算為8寸等效產(chǎn)能。全球半導(dǎo)體企業(yè)的市場(chǎng)份額,基本與手頭掌握的等效晶圓產(chǎn)能相關(guān)。
2020年底,臺(tái)積電的等效晶圓產(chǎn)能是每月271.9萬(wàn)片,僅次于三星排全球第二。大陸晶圓產(chǎn)能最多的是中芯國(guó)際38.9萬(wàn)片排第10,英特爾、聯(lián)電、格羅方德、德州儀器則排名第6到第10。中國(guó)本土企業(yè)所有晶圓廠總產(chǎn)能也只有160多萬(wàn)片,占比僅有7.6%。加上西安三星、無(wú)錫海力士、南京臺(tái)積電、大連INTEL等外資晶圓廠,占比也只是13.9%。
這個(gè)占比排名近期很難發(fā)生變化,因?yàn)榫A廠投資周期很長(zhǎng),建成后調(diào)試良率達(dá)標(biāo)還需要時(shí)間,三年很常見(jiàn)。而且,并不是有錢就能投資,要考慮各種條件,技術(shù)設(shè)備供應(yīng)鏈能不能保證,人才夠不夠等等。預(yù)計(jì)2025年中國(guó)大陸企業(yè)加上外資廠的晶圓產(chǎn)能占比也很難超過(guò)20%。即使臺(tái)積電在南京廠的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃由原定的4萬(wàn)片大幅提升至每月10萬(wàn)片,也難以改變大陸晶圓產(chǎn)能份額嚴(yán)重不足的格局。反對(duì)臺(tái)積電在南京擴(kuò)產(chǎn)的,很可能是不了解這個(gè)常識(shí)。業(yè)界人士對(duì)此只能搖頭,需要的芯片業(yè)知識(shí)太多,補(bǔ)不勝補(bǔ)。
值得注意的是,臺(tái)積電雖然排在第二,但在前五名里的地位很特殊。三星、美光、海力士、鎧俠的主要晶圓產(chǎn)能是用于自己生產(chǎn)存儲(chǔ)芯片,這類產(chǎn)品敞開(kāi)供應(yīng),產(chǎn)能不算稀缺,只是價(jià)格波動(dòng)問(wèn)題。臺(tái)積電的晶圓產(chǎn)能專營(yíng)代工,主要是價(jià)值更高的邏輯芯片,代工市場(chǎng)占比超過(guò)一半,在7納米、5納米先進(jìn)制程領(lǐng)域還實(shí)現(xiàn)了壟斷。
英特爾又是另一類,自己生產(chǎn)高價(jià)值的CPU,雖然晶圓產(chǎn)能只是第六名,但銷售額和產(chǎn)業(yè)地位一直是芯片業(yè)世界霸主。直到2021年二季度,三星才以197億美元芯片銷售額超過(guò)英特爾的196億,升到世界第一。蘋果也發(fā)起挑戰(zhàn),推出的M1、M1 Pro、M1 Max芯片性能提升驚人,在臺(tái)積電5納米制程支持下吊打英特爾的CPU。
臺(tái)灣股票指數(shù)走勢(shì),2008年10月至今
臺(tái)積電股票市值在6000億美元,占到整個(gè)臺(tái)灣股市總值的約三分之一(近期要少一些了)。臺(tái)灣股指創(chuàng)新高,臺(tái)積電是主要?jiǎng)恿?,相?016年市值翻了快10倍。
臺(tái)積電的崛起當(dāng)然要依靠自身的技術(shù)努力,在浸入式光刻機(jī)應(yīng)用、FinFET工藝等多個(gè)重大技術(shù)節(jié)點(diǎn)全部選擇正確,并競(jìng)爭(zhēng)勝利。但是臺(tái)積電達(dá)到目前的行業(yè)地位,市值東亞第一、超過(guò)騰訊阿里,遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開(kāi)行業(yè)老霸主英特爾,完全出乎業(yè)界預(yù)料。全球經(jīng)濟(jì)學(xué)界也沒(méi)有想到。這是因?yàn)榘l(fā)生了無(wú)法預(yù)測(cè)的技術(shù)突變,而且這次突變的性質(zhì)還很不一樣。
按照“正常預(yù)期”,全球芯片業(yè)卡在10納米的制程是到物理極限了,英特爾化身“牙膏廠”,隔段時(shí)間擠出一點(diǎn)進(jìn)步,摩爾定律隨時(shí)中斷。但是發(fā)生了技術(shù)突變,荷蘭ASML成功研發(fā)出了EUV光刻機(jī)(美國(guó)EUV LLC聯(lián)盟扶持的),造出了新一代“神劍”。另一個(gè)技術(shù)突變是,臺(tái)積電用DUV浸潤(rùn)式光刻機(jī)、FinFET立體工藝不斷提升指標(biāo)與技術(shù)能力,練習(xí)出了高明的“劍術(shù)”,再結(jié)合EUV光刻機(jī),將先進(jìn)制程不斷推進(jìn)到7納米、5納米,之后3納米、2納米理論上也沒(méi)有問(wèn)題。業(yè)界認(rèn)為摩爾定律到2030年仍能維持。
通常的技術(shù)突變,首創(chuàng)者未必能笑到最后。技術(shù)路線通了以后,新賽道上群雄并起,先發(fā)優(yōu)勢(shì)可能很快就沒(méi)了。但是芯片制造深入到14納米、10納米的先進(jìn)制程以后,逆向的摩爾定律“芯片制程進(jìn)步需要的投資額翻倍”不斷起作用,終于將一個(gè)芯片廠的投資推向了上百億美元。群雄們不僅沒(méi)有“并起”,反而不斷退出,巨額投資搞芯片制造,實(shí)在太容易賠錢了。
2018年,格羅方德宣布放棄7納米研發(fā)。太燒錢。但更嚴(yán)重的問(wèn)題是,即使燒出來(lái)了,如果良率指標(biāo)不行、競(jìng)爭(zhēng)不過(guò),訂單稀少都沒(méi)法回本。早在2014年,IBM就貼錢把虧損的芯片制造部門賣給格羅方德。而格羅方德,其實(shí)是AMD在2008年分出去的芯片制造部門,AMD覺(jué)得制造是負(fù)擔(dān)。
曾經(jīng)的光刻機(jī)三巨頭,日本佳能和尼康占兩家。但是,日本企業(yè)認(rèn)為EUV光刻機(jī)過(guò)于復(fù)雜放棄了研發(fā),沒(méi)有跟上ASML。
2010年以來(lái),芯片制造業(yè)界上演了不知多少場(chǎng)組合重整的大戲,行業(yè)變遷極為劇烈。日本爾必達(dá)、德國(guó)奇夢(mèng)達(dá)等內(nèi)存生產(chǎn)商被擠得破產(chǎn),晶圓工廠被賣來(lái)賣去,開(kāi)支大又不掙錢,很快就會(huì)撐不住。
總體來(lái)說(shuō),更能吃苦耐勞的東亞芯片制造企業(yè),比美國(guó)和歐洲企業(yè)發(fā)展好。而東亞企業(yè)里,韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)、中國(guó)大陸的企業(yè),又比日本企業(yè)發(fā)展好,日本相對(duì)來(lái)說(shuō)沒(méi)有過(guò)去那么拼了。
臺(tái)積電選擇了正確的發(fā)展路線,專心服務(wù)客戶做好代工,不搞芯片設(shè)計(jì),和客戶沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。這樣的專注,在多年積累后收到了很好的效果。摩爾定律不斷推進(jìn),芯片制造投資成本指數(shù)上升,技術(shù)難度指數(shù)上升,代工競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手紛紛掉隊(duì)。在先進(jìn)制程領(lǐng)域,只剩下三星和臺(tái)積電有技術(shù)能力和產(chǎn)能,而且還在不斷增加資本支出,達(dá)到每年300多億美元的可怕水平。
2021年8月,臺(tái)積電通知客戶全面漲價(jià)20%,其它代工企業(yè)也跟漲。芯片荒與稀缺的高端制造能力,讓業(yè)界形象本來(lái)低于芯片設(shè)計(jì)的芯片代工業(yè),成為行業(yè)制高點(diǎn)。
芯片業(yè)的市場(chǎng)份額與地位,除了按晶圓產(chǎn)能來(lái)分,還有按芯片設(shè)計(jì)公司所屬國(guó)家或地區(qū)來(lái)分,也是很有效的觀察指標(biāo)。美國(guó)是行業(yè)霸主,F(xiàn)abless模式純?cè)O(shè)計(jì)占64%的份額,蘋果、英偉達(dá)、高通、博通、AMD等公司都是行業(yè)龍頭。在IDM自有工廠的模式,美國(guó)也占了50%份額,英特爾、美光、德州儀器等公司晶圓產(chǎn)能都不小。
韓國(guó)主要靠巨大的內(nèi)存生產(chǎn)能力和三星自己的邏輯芯片占據(jù)IDM市場(chǎng)份額,但是純?cè)O(shè)計(jì)幾乎沒(méi)有份額。日本和歐洲公司內(nèi)存生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)失敗,主要是靠邏輯芯片IDM模式有些份額,純?cè)O(shè)計(jì)能力也不行。
中國(guó)大陸與臺(tái)灣地區(qū)其實(shí)模式相近,大陸設(shè)計(jì)能力成長(zhǎng)不錯(cuò),15%的純?cè)O(shè)計(jì)市場(chǎng)份額相比2018年多了2%,整體份額也多了2%。臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科、聯(lián)詠、瑞昱等設(shè)計(jì)公司也很有實(shí)力。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年4月12日,美國(guó)華盛頓特區(qū),“恢復(fù)半導(dǎo)體和供應(yīng)鏈?zhǔn)紫瘓?zhí)行官峰會(huì)“在白宮舉行,美國(guó)總統(tǒng)拜登出席。@視覺(jué)中國(guó)
其實(shí)從晶圓產(chǎn)能和芯片設(shè)計(jì)市場(chǎng)份額兩個(gè)排名表來(lái)看,美國(guó)的霸主地位已經(jīng)松動(dòng)。美國(guó)純?cè)O(shè)計(jì)的業(yè)界大公司產(chǎn)量極高,但是沒(méi)有晶圓產(chǎn)能,需要依靠東亞企業(yè)代工。臺(tái)積電、三星、聯(lián)電、中芯國(guó)際等代工企業(yè),已經(jīng)隱約成了芯片業(yè)界的主導(dǎo)力量和發(fā)展瓶頸。美國(guó)自己這邊,代工企業(yè)格羅方德表現(xiàn)不佳;英特爾的芯片制造研發(fā)成了業(yè)界笑柄,遲遲無(wú)法突破,甚至高端芯片要讓臺(tái)積電代工;蘋果等美國(guó)公司需要爭(zhēng)搶臺(tái)積電的高端芯片產(chǎn)能,接受漲價(jià);高通等公司則需要中芯國(guó)際的產(chǎn)能。拜登上臺(tái)后,已經(jīng)幾次開(kāi)會(huì)總結(jié)問(wèn)題,強(qiáng)迫催促臺(tái)積電和三星到亞利桑那開(kāi)工廠,就是應(yīng)對(duì)措施之一。
不僅是美國(guó),歐洲、日本、韓國(guó)都在重新審視芯片業(yè),面對(duì)變局積極規(guī)劃,更不用說(shuō)中國(guó)舉國(guó)震動(dòng)。過(guò)去讓臺(tái)積電不斷成功的市場(chǎng)邏輯,必然會(huì)發(fā)生大變化了。
芯片市場(chǎng)的主要玩家也就是綜合實(shí)力靠前的幾個(gè)大經(jīng)濟(jì)體,美國(guó)、中國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)。2020年臺(tái)灣地區(qū)的GDP約合6650億美元,只有韓國(guó)的40%,日本的13%,本來(lái)是不太行的。但是,因?yàn)樘厥獾氖袌?chǎng)環(huán)境,經(jīng)濟(jì)大國(guó)多少有些忽視了芯片代工的戰(zhàn)略意義,任臺(tái)積電在市場(chǎng)自由競(jìng)爭(zhēng)中不斷取勝。
美國(guó)和中國(guó)都將投入巨大資源,提升全球芯片行業(yè)的市場(chǎng)地位,歐洲、日本、韓國(guó)也紛紛推出規(guī)模宏大的計(jì)劃。晶圓產(chǎn)能、設(shè)計(jì)份額、自有工廠、高端制造能力,都將進(jìn)行激烈的競(jìng)爭(zhēng),“群雄并起”的格局一定會(huì)出現(xiàn)。而這些競(jìng)爭(zhēng),將不再是過(guò)去的市場(chǎng)規(guī)則主導(dǎo),而是改由國(guó)家級(jí)別的非市場(chǎng)行為主導(dǎo)。
日本制定了芯片業(yè)發(fā)展計(jì)劃,光刻機(jī)企業(yè)重新發(fā)起技術(shù)沖擊。韓國(guó)準(zhǔn)備10年內(nèi)投資510萬(wàn)億韓元(約3萬(wàn)億人民幣),加強(qiáng)邏輯芯片設(shè)計(jì)與制造能力,沖擊第一芯片大國(guó)。歐盟計(jì)劃推出《芯片法案》,提升芯片制造能力。美國(guó)正在醞釀大動(dòng)作,態(tài)度明顯不一樣了,520億美元發(fā)展芯片的提案只是前奏,已經(jīng)把芯片業(yè)的自由市場(chǎng)原則搞死了。
美國(guó)要求臺(tái)積電、三星等公司交出客戶資料,借口是理清全球芯片供應(yīng)狀況,但誰(shuí)都知道這是赤裸裸的非市場(chǎng)霸權(quán)行為。臺(tái)積電一邊說(shuō)要幫客戶保密,一邊說(shuō)會(huì)按時(shí)提交反饋給美國(guó)政府,具體細(xì)節(jié)要看后續(xù)進(jìn)展,如數(shù)據(jù)是不是有脫敏保護(hù)。但是市場(chǎng)趨勢(shì)很明顯,大環(huán)境變了,臺(tái)積電過(guò)去靠專心服務(wù)好客戶、搞好技術(shù)就能發(fā)展好企業(yè)的邏輯,已經(jīng)不夠了。
在這個(gè)全球芯片競(jìng)爭(zhēng)忽然變成“大國(guó)游戲”的圖景下,臺(tái)灣地區(qū)與臺(tái)積電由于歷史原因而形成的地位,不僅無(wú)法令自身成為“大玩家”,反而因綜合實(shí)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,想保都無(wú)法保住,只會(huì)不斷下降。臺(tái)積電能做的,就是在過(guò)程中審慎決策,不要遭受滅頂之災(zāi);如果未來(lái)能平穩(wěn)過(guò)渡,仍有相當(dāng)?shù)男袠I(yè)地位,就算是不錯(cuò)了。也許是因?yàn)檫@個(gè)邏輯,近日臺(tái)積電股價(jià)一直波動(dòng),未來(lái)存在隱憂。
綜合國(guó)力排前的大國(guó)都在努力提升芯片制造產(chǎn)能與高端制造能力,臺(tái)積電失去代工市場(chǎng)份額與技術(shù)領(lǐng)先地位,只是時(shí)間問(wèn)題,雖然芯片業(yè)研發(fā)突破與產(chǎn)能積累需要較長(zhǎng)的時(shí)間。過(guò)去不敢投資的芯片廠,主要大國(guó)拿出上千億美元兇猛投資不成問(wèn)題,也會(huì)通過(guò)本國(guó)設(shè)計(jì)企業(yè)保證訂單,不可能放任新建的芯片廠被市場(chǎng)擠垮。
臺(tái)積電的最大風(fēng)險(xiǎn),個(gè)人以為是美國(guó)發(fā)動(dòng)對(duì)中國(guó)的全面芯片攻擊,中國(guó)經(jīng)濟(jì)衰退,發(fā)展事業(yè)面臨中斷風(fēng)險(xiǎn),但這是國(guó)防法明確規(guī)定的需要軍事保衛(wèi)的情形。另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)是“臺(tái)獨(dú)”勢(shì)力鋌而走險(xiǎn),引發(fā)大陸軍事行動(dòng),臺(tái)積電也沒(méi)法應(yīng)對(duì)了。
從經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)來(lái)說(shuō),臺(tái)積電不太可能支持“臺(tái)獨(dú)”(如果其經(jīng)營(yíng)者是理性的),更不可能是什么“護(hù)國(guó)神山”。相反,面對(duì)不可避免的統(tǒng)一大勢(shì),臺(tái)積電應(yīng)該支持和平統(tǒng)一,拒絕無(wú)意義的抵抗。某種程度上來(lái)說(shuō),臺(tái)積電在島內(nèi)的巨大產(chǎn)能,對(duì)于讓美國(guó)冷靜下來(lái)也有意義,不要貿(mào)然對(duì)中國(guó)發(fā)起全面芯片進(jìn)攻。即便是代工份額超50%、技術(shù)實(shí)力絕對(duì)領(lǐng)先的行業(yè)翹楚,在已經(jīng)開(kāi)始的大國(guó)芯片競(jìng)爭(zhēng)中,臺(tái)積電也只能如履薄冰、小心應(yīng)對(duì),絕不敢耍大牌。
筆者以為,臺(tái)積電必然要分散投資,集中在島內(nèi)風(fēng)險(xiǎn)高,各大國(guó)也無(wú)法接受。受美國(guó)逼迫到美國(guó)建工廠,也可能因?yàn)槊绹?guó)國(guó)內(nèi)各種因素掣肘,如工人數(shù)量及素質(zhì)不夠、研發(fā)不肯吃苦,導(dǎo)致進(jìn)程無(wú)法加快。待到中國(guó)大陸條件具備后,臺(tái)積電快速與大陸合作,增加產(chǎn)能、引入技術(shù),獲得大陸政府與商家信任,仍有很大空間。只要不選擇搭上“臺(tái)獨(dú)”這條船,臺(tái)積電完全有明智選擇的余地。
對(duì)于中國(guó)大陸的輿論來(lái)說(shuō),要避免用過(guò)于政治化的立場(chǎng)去分析芯片問(wèn)題,還是應(yīng)該多了解芯片行業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí),不要只停留在“放棄幻想、自主研發(fā)”的口號(hào)水平上,企業(yè)生存不能只靠精神。臺(tái)積電首先是一家企業(yè),這家企業(yè)是如何發(fā)展起來(lái)的、將來(lái)地位又會(huì)如何下降,邏輯是很清楚的。大陸方面,完全可以用正常的企業(yè)邏輯,去看待臺(tái)積電。
正常的臺(tái)灣企業(yè),特別是有行業(yè)地位的企業(yè),理論上都會(huì)支持和平統(tǒng)一事業(yè),比非理性的個(gè)人要容易溝通得多。臺(tái)積電就算在商言商,也有充足理由支持中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,支持兩岸和平統(tǒng)一。最起碼經(jīng)過(guò)相互溝通,實(shí)現(xiàn)這樣的轉(zhuǎn)變并不困難。只要不在這一根本性原則問(wèn)題上作出錯(cuò)誤選擇,繼續(xù)保持服務(wù)客戶的精神,臺(tái)積電的未來(lái)是有保障的。