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產業
當下的半導體界，最值錢的非晶圓代工產能莫屬了。而作為行業龍頭，台積電的產能，特別是先進製程的，幾乎呈現被 “ 瘋搶 ” 的狀態，這也成為了該公司幸福的煩惱。就在不久前，台積電宣布取消未來一段時間內 12 英寸晶圓代工的優惠政策，這對於台積電來說，是比較罕見的決定。以往，對於該代工龍頭的主要客戶，台積電一般會給出 3% – 5% 的優惠，以回報大客戶對其先進製程的支持。 在產能如此緊張的狀況下，一些大客戶還在加單，這使得台積電的產能 “ 雪上加霜 ” 。
產能吃緊，大客戶依然瘋狂下單
據外媒報導，英特爾先進製程晶片外包計劃有新動向：英特爾與台積電、三星洽談，討論將其部分最先進的晶片交由這兩家公司代工生產。 過去一年，英特爾已有部分測試晶圓項目在台積電展開，包括今年上半年預計推出採用 6 nm 製程的GPU，以及預估今年下半年量產並應用在行動平台、採用 5 nm 製程的Atom處理器。有機構預估，今年大約有 5% 應用在筆電的英特爾處理器將交由台積電代工生產。另外，若英特爾與台積電達成 3 nm 製程處理器代工協議，則不排除今年台積電的資本支出將再上調。
無獨有偶，另一家晶片大廠聯發科也在不斷加大在台積電的下單量，昨天，有台灣地區媒體報導，包括OPPO、vivo、小米（ 01810-HK ）等中國手機廠全力衝刺出貨，以搶奪華為市場份額，已擴大對聯發科採購5G 手機晶片，從華為獨立出去的新榮耀也會採用聯發科5G 手機晶片。這樣，預估聯發科在 2021 上半年 5G 手機晶片出貨量將達到 8,000 ～ 9,000 萬套，是該公司 2020 全年出貨量的 1.6 ～ 1.8 倍。這些晶片中的大部分都會交給台積電生產。
聯發科2020 年發布的天璣1000 系列、 800 / 820 系列、 700 / 720 系列、 400 系列等5G 手機晶片，均採用台積電7 nm 量產中，研發代號為MT6893 的新一代旗艦級天璣1200 系列，第一季度採用台積電6 nm 投片。據估算，聯發科 2021 年第一季度的 7 nm 、 6 nm 投片量將提升至 11 萬片，有望擠下高通（Qualcomm, QCOM-US）成為台積電第三大客戶。 另一家不斷加大台積電下單力度的是 AMD （Advanced Micro Devices, AMD -US），受惠於新冠肺炎疫情帶動宅經濟商機大爆發，索尼（Sony, 6758-JP ）和微軟新款遊戲機賣到缺貨，這些給 AMD 的CPU和GPU提供了廣闊的市場空間，其Zen 3 架構處理器及RDNA 2 架構GPU供不應求，因此， AMD 大幅提高了對台積電7 nm 製程的投片量，今年第一季度7 nm 投片量有望達到12 萬片，成為僅次於蘋果的台積電第二大客戶。
不夠用的 5 nm 和 7 nm 產能
在台積電已經量產的製程工藝中， 5 nm 和7 nm 是最先進的，也是產能最為緊張的，特別是5 nm ，自去年9 月不能再給華為海思代工生產5 nm 製程晶片之後，幾大晶片廠商迅速填補了5 nm 產能的空缺，主要包括蘋果、高通、 AMD 、Nvidia、聯發科和英特爾。
其中，蘋果對 5 nm 製程的需求最為強烈，除了原本的 A14 、 A14 X應用處理器之外，用於 MacBook 的 M1 處理器也開始投片。預估蘋果今年第一季度可獲得台積電 4 萬~ 4.5 萬片的 5 nm 製程產能。除蘋果外，高通 SDM875 +晶片投入台積電 5 nm 製程的時間比預期快，聯發科的 D2000 也在去年第四季度開始在台積電 5 nm 產線投片。
7 nm 製程方面，最具爆發力的便是 AMD 了。從 2020 下半年開始，該公司開始出現缺貨現象，Ryzen 4000 型APU的情況尤為明顯。在被問及 AMD 的產能與供應情況時，其CEO Lisa Su表示： “ 我已經在之前說過了，在此再強調一遍， 7 nm 供應非常緊張，我們仍然在緊密地和台積電合作，以確保我們能夠滿足客戶們的需求。但產能非常緊張。 ” AMD 在旗下7 nm 晶片批量上市一年多後，仍然受到產能問題的困擾，即便蘋果這種超級大客戶的訂單已全面轉為5 nm ，其騰出的7 nm 產能仍然無法滿足所有客戶。 為了在英特爾7 nm 晶片進展延遲的情況下更快佔領處理器市場， AMD 將加大對台積電N7 / N7 +製程下單量，預計2021 全年N7 / N7 +晶片的訂單增加到20 萬片，與今年相比約增加一倍，有望明年成為台積電7 nm 晶片的最大客戶。 此外，英特爾和特斯拉（Tesla, TSLA-US）也將加大在台積電 7 nm 製程產線的投片力度。因此，對於台積電來說， 2021 年的 7 nm 產能恐怕有將是一件令其 “ 頭疼 ” 的事情了。
3 nm 遇瓶頸？
按照規劃，台積電 3 nm 將於 2022 年下半年量產。不過，最近有消息稱，無論是台積電的FinFET，還是三星的GAA，這兩家巨頭在 3 nm 製程工藝技術開發中都遇到了瓶頸。因此，台積電和三星將不得不推遲 3 nm 工藝技術的開發進度。不過，這一消息沒有得到官方證實。 有報導稱，蘋果已經在台積電的 3 nm 製程工藝合約中佔了很大一部分。這意味著蘋果將成為台積電 3 nm 工藝的首批大客戶。如果 3 nm 量產時間延長，則需要 5 nm 晶片在市場上支撐更多時間。
三星攪局
作為最大的競爭對手，三星的晶圓代工業務就是以趕超台積電為目標的，雖然其市場率與台積電相比有很大差距，但其不斷壯大業務規模的決心絲毫未減。 繼台積電宣布赴美建 5 nm 製程產線後，三星也於 2020 年底宣佈在美國擴建晶圓廠。據日本媒體報導，三星將擴建其位於美國德州奧斯汀的晶圓廠，佔地將擴大 4 成左右，準備引進最尖端的代工生產線。三星認為，其位於奧斯汀的工廠在爭取美國科技公司訂單方面發揮著至關重要的作用。
三星位於奧斯汀的工廠成立於 1996 年，是該公司在海外唯一的晶圓廠，為手機、平板電腦和其他電子設備生產內存和系統晶片，也為美國的晶片製造商提供代工服務。目前，該工廠主要生產 14 nm 、 28 nm 和 32 nm 製程晶片，但該工廠尚未配備用於生產 7 nm 或更先進製程晶片的EUV光刻設備。 據悉，三星將增加其在美國的產能，以遏止其競爭對手台積電。
不過，三星在奧斯汀的產線相較於台積電在美國亞利桑那州籌建的5 nm 製程產線要落後幾個代次，要想在美國本土與台積電爭奪大客戶，就必須在那裡加大投資，以發展先進製程。目前，三星正在制定相應的投資計劃。 另外，英特爾外包晶片訂單有逐年增多的趨勢，而承接這些訂單的，非台積電和三星莫屬，因此，在爭奪英特爾訂單方面，三星必將與台積電展開競爭。這使得這兩大晶圓代工廠的競爭更加多元化了。
美國建廠的困擾
台積電在美國籌建的5 nm 製程晶圓廠，從目前的情況來看，正在穩步推進當中，包括正在網上招募數百名工程師，此外，去年年底有報導稱，台積電美國亞利桑那州廠確定由企業策略辦公室主管凱西迪（Rick Cassidy）出線主導負責，由凱西迪兼任子公司TSMC Arizona執行長暨總經理。
然而，在這之前的很長一段時期內，在美國建廠與否，一直是困擾台積電的一個難題，這其中有多種原因。目前，台積電僅在美國華盛頓州卡馬斯市設有一座 8 英寸晶圓廠，製程工藝相對比較落後。 實際上，該公司的主要收入來源就是美國，其幾大客戶都是美國廠商，在這種情況下，在美國建先進製程晶圓廠似乎順理成章，然而，由於美國本土人力成本很高，且產業環境和配套也不如中國台灣地區那麼好。另外，美國政府沒有給這些大企業在其本土建廠提供補貼的傳統，這方面的競爭力顯然不如中國大陸。
此次，台積電同意在美國新建 5 nm 晶圓廠，也是經過再三謹慎思考的決定，且在保持推進節奏。台積電公告揭露， 2021 年至 2029 年，該公司將在亞利桑那工廠項目上支出約 120 億美元。而該公司 2020 年一年的資本支出預期，就達到 160 億到 170 億美元。因此，有分析師認為，這筆交易的預算暗示最終建廠的規模不會太大，這一計劃的規模和所應用的科技，與台積電在中國大陸的投資相似，意味著它在中美之間尋求一種平衡。而要把握好這種平衡關係，顯然是一件比較燒腦的事情。
該亞利桑那州 5 nm 廠能否順利建成並投產，在大幅地要看美國政府所承諾的補貼到位情況。台積電董事長劉德音曾表示，是否赴美建廠，關鍵在於美國政府補貼，希望美國聯邦政府與州政府能補貼台積電在台灣地區和亞利桑那州兩地間設廠的運營成本差距。 另外，由於美國本土缺乏先進的封測廠，沒有產業鏈上下游配套保障的話，製造出來的晶片如何實現封裝，也是一個難題，如果再運到亞洲進行封測的話，成本將大幅提升。 因此，台積電在美國新建 5 nm 廠的進度和發展還需要進一步觀察。
結語
作為全球最炙手可熱的晶圓代工龍頭，台積電在無限風光之下，也存在諸多煩惱，這其中，包括幸福的煩惱（產能吃緊），也有來自主要競爭對手的干擾，還有各種複雜的地緣關係等。這些都在促使台積電向產業更高點進發。
⟪36氪⟫授權轉載
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