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產業
本週，關於索尼（Sony, 6758-JP ）遊戲機PS 5 因為台積電（ 2330-TW ）產能問題導致生產不順，引發市場高度關注，摩根大通（JPMorgan, JPM-US）特別對此發布分析，認為主要挑戰是台積電 7nm 產線滿載導致PS 5 難產。
產能與良率的關係緊密，相關報導稱台積電最新 7nm 製程良率較預期低 10% ~ 15% ，對此，摩根大通表示，新產品難免有較低良率，這在正常範圍之內。據摩根大通分析，若台積電碰到良率挑戰，一般會增加產能來彌補影響，但現在台積電的 7nm 產能已經滿載到年底，很難給PS 5 擠出更多空間。因此三、四季度PS 5 都短缺，主要挑戰是台積電沒有額外產能。
實際上，為AMD（Advanced Micro Devices, AMD-US）代工的PS 5 晶片應該不會有太大問題。第三季度良率雖低於預期，但第四季有望快速趕上。
而這一消息，使業界對台積電的主要關注點，從 5nm 轉移到了 7nm 。
7nm 熱門出世
2018 上半年，台積電開始試產 7nm 製程工藝，並在第二季度正式量產，第四季度達到最大產能。主要產品包括FPGA、AI、GPU和網通晶片。
2018 年，採用台積電 7nm 製程工藝生產的晶片主要有蘋果（Apple, AAPL-US） A12 處理器和華為麒麟 980 。在當年的第四季度， 7nm 晶片出貨量在台積電該季度全部出貨量中的比重，達到了 23% ，在那一季度，其 10nm 佔 6% ， 16nm 和 20nm 共佔 21% ，可見，剛出世，台積電的 7nm 產能就備受關注。
後來，高通（Qualcomm, QCOM-US）驍龍 855 、華為麒麟 990 、AMD Zen 2 這些SoC產品也都陸續採用了台積電 7nm 製程。台積電宣稱相比 16nm 製程， 7nm 約有 35 ~ 40% 的速度提升，或降低了 65% 的功耗。
台積電的 7nm 製程工藝分為第一代 7nm 工藝（ N7 ）、第二代 7nm 工藝（ N7P ），以及 7nm EUV（ N7 +）。其中 N7 和 N7P 使用的是DUV光刻，但為了用DUV製作 7nm 工藝，它還使用了沉浸式光刻、多重曝光等技術。而 N7 +則直接使用了EUV光刻， 2017 年，台積電開始使用EUV進行 7nm 製程開發，並於 2019 年開始小規模量產， 2020 年大規模量產，主要產品包括智慧型手機處理器、HPC和汽車晶片。
N7 製程方面，截至 2019 年底，總計有超過 100 個客戶產品投片，涵蓋相當廣泛的應用，包含行動裝置、遊戲機、人工智慧、中央處理器、圖形處理器，以及網路連接裝置等。此外， N7 +版本於 2019 年量產，協助客戶產品大量進入市場。
以上這三種 7nm 工藝雖然在性能、功耗等方面表現優異，但成本都十分高昂，起初，只有像華為、蘋果、AMD和高通這樣的大廠才會使用。
除少數大客戶外，台積電很多客戶從 16nm 製程直接跨越到了 7nm ，因為 10nm 被認為是一個過渡節點。
此外，該公司還推出了從 7nm 向 5nm 製程的過渡工藝 6nm （ N6 ），該製程的客戶除了以上 4 家之外，還有博通（Broadcom, AVGO-US）和聯發科（ 1459-TW ）。
N6 技術的設計法則與 N7 技術兼容，也可大幅縮短客戶產品設計週期和上市時間。 N6 技術於 2020 年第一季開始試產，預計於 2020 年底前量產。
按照產品劃分，智慧型手機晶片一直是台積電先進製程的主要營收來源，最新數據顯示，其所佔比重高達 47% ，如下圖所示，另外，高性能電腦晶片貢獻 33% 的營收，物聯網晶片、汽車晶片分別佔比 8% 、 4% ，數字消費電子產品晶片為 5% ，其他則為 3% 。
目前來看，台積電營收主力為 7nm 製程。不久前，該公司宣布截止到 7 月，其 7nm 良品晶片（good die）累計出貨量已超過 10 億顆。同時，台積電優化 7nm 製程後推出的 6nm 已經開始進入生產階段，並採用EUV技術取代部份浸潤式光刻掩模。蘋果、華為海思、高通、聯發科（ 2454-TW ）、AMD、賽靈思、輝達（NVIDIA, NVDA-US）、博通等均是台積電 7nm 客戶。
據悉，目前大部分客戶已經大幅追加第四季 7nm 訂單，使得台積電 7nm 產能滿載。
在過去兩年裡，因客戶需求非常強烈，其產能得到快速提升，預估 2020 年 7nm 產能將是 2018 年的 3.5 倍。
財報中的 7nm 演進
除了技術本身，以及客戶和產品外，從台積電近兩年的財報也可以看出其 7nm 製程的熱門程度。
台積電 2019 年第三季度的財報顯示，當季營收環比成長 21.6% ，與上期相比成長了 12.6% ，稅後淨利潤與上期相比成長 13.5% ，環比暴漲 51.4% 。
在那個季度裡，台積電的先進工藝產能爆發，蘋果、華為、AMD等客戶都推出了新一代 7nm 晶片，包括麒麟 990 系列、 A13 及銳龍 3000 、RX 5700 系列等，所以，台積電的 7nm 產能在那時就已經供不應求，交期從 2 個月延長到了 6 個月。
台積電錶示， 7nm 工藝在 2019 年第三季度貢獻的營收佔比達到了 27% ，是第一大主力，而 16nm 工藝貢獻的營收達到了 22% ， 10nm 工藝減少到了 2% 。
台積電 2019 年第四季度財報顯示，當季出貨量最大的是 7nm 工藝晶片，所佔比例為 35% ，超過了三分之一。其他工藝的晶片中， 16nm 的出貨量佔 20% ， 10nm 僅為 1% 。
對比一下，此前的財報顯示， 2019 年第三季度 7nm 晶片出貨量所佔的比重為 27% ， 10nm 為 2% ， 16nm 則為 22% 。顯然，在 2019 年第四季度，台積電 7nm 晶片的出貨比重提升了 8 個百分點，而 16nm 和 10nm 的出貨量均有下滑。
不過需要指出的是，由於台積電去年第四季度的營收相比第三季度成長了 8.3% ，這意味著整體晶片的出貨量環比可能有一定的增加，所以 16nm 和 10nm 出貨所佔比重的下滑，並不一定意味著出貨量有下滑。
台積電 7nm 工藝晶片在 2019 年第四季度的出貨量佔比大幅提升至 35% ，主要與蘋果和華為這兩大客戶有關。蘋果在去年秋季推出了基於 A13 晶片的iPhone 11 系列，華為也推出了基於麒麟 990 / 990 5G 晶片的Mate 30 系列手機。而這兩個系列的智慧型手機在去年第四季度開始大量出貨，對處理器的需求也有大幅增漲。而蘋果 A13 和麒麟 990 / 990 5G 晶片都是基於台積電的 7nm 工藝製造。
2020 年第二季度的財報顯示，與去年同期相比，台積電收入成長了 28.9 ％，而淨收入和稀釋後的每股盈餘均成長了 81.0 ％。與 2020 年第一季度相比，第二季度的收入結果基本持平，淨收入成長 3.3 ％。
其中， 7nm 的出貨量佔晶圓總收入的 36 ％，而 16nm 的出貨量佔 18 ％。可以看到，在今年第二季度， 7nm 為台積電帶來了最多的利潤，其次便是 16nm ，排第三的是 28nm 。
前些天，台積電公佈了 2020 年 8 月份的財報，營收接近 42 億美元，再次創造歷史新高。台積電最先進的 5nm 工藝在今年一季度投產，目前，已經開始為客戶代工相關的晶片，搭載台積電先進工藝晶片的智慧型手機也將在年底前大規模出貨。
從近期台積電的財報來看， 7nm 工藝才是其近兩個季度的主要營收來源，分別貢獻了營收的 35% 和 36% 。
據產業鏈消息人士透露，台積電計劃將 7nm 製程工藝的月產能提升到 13 萬片晶圓，並努力在年底提升至 14 萬片。
AMD 貢獻搶眼
在台積電所有大客戶中，AMD對其營收的貢獻，特別是 7nm 製程的貢獻成長最為迅猛。
以AMD公司 2020 年第二季度財報為例，數據非常亮眼，同時，該公司 CEO Lisa Su提到，目前台積電的 7nm 產能非常吃緊。
事實上，近期從業內傳來的各種消息已經表明，AMD開始出現缺貨的跡象，而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，蘇媽是這樣的回答的：“我們有一個強大的供應鏈。我已經在之前說過了，在此就再強調一遍， 7nm 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，我想表達的是，隨著我們繼續增加產能，我們能夠看到的機會就越多。”
從中我們可以看出，AMD在旗下 7nm 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 5nm ，其騰出的 7nm 產能仍然無法滿足所有客戶。另外，台積電在上個季度的環比收入成長只有 0.8% ，這也從側面證明其產能已經接近極限。
為了在英特爾（Intel, INTC-US） 7nm 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 7nm 晶片的最大客戶。
7nm 客戶仍在擴充
雖然台積電的 5nm 製程很受關注，且其產能也在快速爬升當中，但 7nm 產能的緊張狀況依然沒有緩解的跡象，不但老客戶還在排隊加單，新客戶也在想辦法搶得一杯羹，這其中的典型代表就是英特爾和特斯拉（Tesla, TSLA-US）。
英特爾在 2020 年第二季度財報中提到，該公司基於 7nm 的CPU相對於預期計劃大約滯後了 6 個月，這將最初計劃 2021 年底推出 7nm 晶片的時間節點延期到至少 2022 年。
最近，關於英特爾已向台積電下單代工 7nm （或 6nm ）晶片的聲音不絕於耳，雖然近期該公司高層公開表示，外包代工的合作夥伴還沒有最終確定，仍在斟酌和考察當中，但就目前業界僅剩台積電和三星這兩家具備 7nm 製程工藝量產能力的狀況來看，英特爾的選擇餘地很小，更何況台積電的 7nm 要比三星的成熟，且良率更好。
而據台灣媒體報導，英特爾近期已與台積電達成協議，預訂了台積電明年 18 萬片 6nm 晶片產能，據估算，這批晶片外包代工業務或超過 200 億美元規模，如果情況屬實的話，這將成為台積電失去華為這一大客戶之後的一筆新增大單，在訂單方面並不發愁的台積電，後續壓力是如何滿足迅速擴大的產能需求。
特斯拉方面，供應鏈消息顯示，該公司正在與博通合作研發新款HW 4.0 自動駕駛晶片，而且 2021 年第四季度就將大規模量產。據悉，該晶片將採用台積電 7nm 製程技術生產，而且是業內首個採用台積電SoW封裝技術的晶片。
現有的特斯拉FSD晶片由三星代工，製程為 14nm 。而馬斯克想更進一步，直接跳到 7nm 製程，這方面，台積電是理想的合作夥伴。
《虎嗅》授權轉載
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