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上個(gè)月，一大批臺(tái)積電工程師包機(jī)前往美國(guó)，時(shí)值臺(tái)積電在美國(guó)亞利桑那州的5nm晶圓廠建設(shè)接近尾聲，創(chuàng)始人張忠謀證實(shí)，臺(tái)積電還會(huì)在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)一座3nm晶圓廠，這是他們第一次將最先進(jìn)制程的代工廠建在臺(tái)灣地區(qū)之外。
由于在芯片代工環(huán)節(jié)的不可替代性，臺(tái)積電過(guò)去幾年一直位于地緣政治的風(fēng)口浪尖。但實(shí)際上，臺(tái)積電也是一家商業(yè)機(jī)構(gòu)，也會(huì)面臨商業(yè)層面的麻煩。
今年10月，臺(tái)積電總裁魏哲家在內(nèi)部溝通時(shí)，罕見(jiàn)地鼓勵(lì)員工休假，只有一個(gè)群體例外：3nm的研發(fā)人員。
短短一句話，可以說(shuō)概括了臺(tái)積電當(dāng)下所有的麻煩：
第一，最新的3nm工藝節(jié)點(diǎn)，三星幾乎與臺(tái)積電同時(shí)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，臺(tái)積電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)并不大。
第二，去年產(chǎn)能利用率動(dòng)輒突破100%的好日子，臺(tái)積電也沒(méi)那么多訂單了。
但臺(tái)積電的煩惱真的只有這些嗎？
3nm的困境：蘋(píng)果臨陣退縮
臺(tái)積電大賺特賺的秘訣，就是先進(jìn)制程始終領(lǐng)先一步，換來(lái)更高的議價(jià)權(quán)。而蘋(píng)果、AMD這類(lèi)芯片設(shè)計(jì)公司的訂單又會(huì)變成臺(tái)積電的研發(fā)資金和建廠開(kāi)支，進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
2011年，臺(tái)積電率先量產(chǎn)28nm，該節(jié)點(diǎn)的營(yíng)收占比在一年的時(shí)間里從2%提升到了22%。2018年，率先量產(chǎn)7nm后，蘋(píng)果、華為、AMD的訂單擠爆了臺(tái)積電產(chǎn)能，2019年，臺(tái)積電2470億元的營(yíng)收創(chuàng)歷史新高。
所以我們看到，即便在2019年失去了大客戶華為，蘋(píng)果、AMD這些大客戶立馬就承包了閑置的產(chǎn)能。當(dāng)時(shí)，臺(tái)積電對(duì)未來(lái)的預(yù)期也很樂(lè)觀，宣布在2021年起，把在臺(tái)灣地區(qū)工作的5萬(wàn)名員工的固定薪酬提升20%。
但這個(gè)正向循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)到3nm節(jié)點(diǎn)時(shí)，卻出了一些問(wèn)題。
首先，在過(guò)去十年里一直落后臺(tái)積電的三星，在3nm節(jié)點(diǎn)罕見(jiàn)的率先量產(chǎn)，足以令臺(tái)積電感到緊張。
但這并不是核心因素，畢竟三星在5nm節(jié)點(diǎn)能耗翻車(chē)，坑哭了高通嚇跑了英偉達(dá)，導(dǎo)致沒(méi)幾家客戶敢吃3nm的螃蟹，只吸引了一家中國(guó)礦機(jī)企業(yè)。
其次，這些大客戶雖然沒(méi)找三星，但也沒(méi)用臺(tái)積電的3nm。
三星宣布3nm量產(chǎn)后不久，臺(tái)積電也順利量產(chǎn)自己的3nm工藝。但坊間盛傳，臺(tái)積電的最大客戶蘋(píng)果在A17芯片上有可能跳過(guò)N3，而采用密度相對(duì)更低，但經(jīng)濟(jì)性更高（便宜）的N3E工藝打造。
至于其他半導(dǎo)體公司，放起鴿子就沒(méi)有蘋(píng)果這么含蓄了：
·英特爾原本宣布，14代酷睿CPU的集顯模塊使用臺(tái)積電3nm，結(jié)果在8月份反悔，說(shuō)自己其實(shí)要用的是5nm。
·英偉達(dá)剛剛發(fā)布了基于臺(tái)積電4N工藝的RTX 40系列顯卡，考慮到英偉達(dá)的顯卡兩年迭代一次，就算要用3nm，也得等到2024年了。
·依靠臺(tái)積電5nm工藝上演絕地反擊的AMD，新一代Zen 4使用的還是臺(tái)積電的4nm工藝，就算Zen 5系列更新到3nm工藝，也得等到2024年。
為數(shù)不多有希望大規(guī)模采購(gòu)3nm的玩家，只剩了在手機(jī)芯片行業(yè)的兩個(gè)老冤家，高通與聯(lián)發(fā)科。
其中，高通是三星芯片代工的主要客戶，近些年來(lái)一直在三星與臺(tái)積電之間反復(fù)橫跳；聯(lián)發(fā)科近些年來(lái)，一直對(duì)高端市場(chǎng)虎視眈眈，但成本依舊是一個(gè)不得不考慮的問(wèn)題。
總結(jié)一下，臺(tái)積電的大客戶，無(wú)一例外對(duì)3nm的態(tài)度很曖昧。原因很簡(jiǎn)單：不劃算。
根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)International Business Strategies（IBS）的數(shù)據(jù)，3nm芯片的設(shè)計(jì)費(fèi)用約達(dá)5-15億美元，興建一條3nm產(chǎn)線的成本約為150-200億美元。
這筆費(fèi)用也會(huì)傳導(dǎo)到代工的報(bào)價(jià)上：3nm工藝12英寸晶圓的報(bào)價(jià)高達(dá)3萬(wàn)美元，幾乎是5nm工藝的一倍，7nm的三倍多[3]。
但3nm帶來(lái)的性能提升卻不盡人意。舉例來(lái)說(shuō)，7nm的A12芯片（iPhone XS/XR）相比10nm的A11（iPhone 8/X），性能提升了足足50%。但同樣相隔一年，4nm的A16（iPhone 14 Pro）相比5nm的A15（iPhone 13 Pro），性能提升不到10%。
這點(diǎn)提升說(shuō)出去很沒(méi)面子，所以蘋(píng)果在發(fā)布會(huì)上宣傳A16芯片時(shí)，雞賊的和三年前的A13相比，勉強(qiáng)得出了性能提升40%的結(jié)論。
雖說(shuō)性能提升變少不能怪臺(tái)積電，也不能說(shuō)蘋(píng)果、AMD這些芯片設(shè)計(jì)公司不努力，摩爾定律的衰減是整個(gè)電子產(chǎn)業(yè)需要面對(duì)的問(wèn)題。但性能提升變少，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)意愿不足，終端品牌減產(chǎn)的壓力，卻結(jié)結(jié)實(shí)實(shí)的砸在了臺(tái)積電身上。
7nm的尷尬：手機(jī)看不上，汽車(chē)用不起
3nm的訂單主要影響資本市場(chǎng)對(duì)臺(tái)積電的預(yù)期，而臺(tái)積電業(yè)績(jī)乏力的主要因素，其實(shí)出在了7nm身上。
觀察臺(tái)積電的營(yíng)收結(jié)構(gòu)，可以發(fā)現(xiàn)一件很有意思的現(xiàn)象：盡管5nm量產(chǎn)許久，但截至今年上半年，營(yíng)收主力依舊是7nm制程。今年二季度，5nm和7nm營(yíng)收占比分別達(dá)到21%和30%。
但到了三季度，5nm依舊堅(jiān)挺，占比達(dá)到28%，7nm卻拉了大胯，占比僅為26%。DIGITIMES報(bào)道，臺(tái)積電7nm系列的產(chǎn)能利用率，已經(jīng)從去年的一度超過(guò)100%，跌到如今的不足50%，為此，臺(tái)積電甚至無(wú)限期擱置了高雄Fab 22廠的7nm擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。
臺(tái)積電的7nm工藝創(chuàng)造了很多經(jīng)典產(chǎn)品，比如蘋(píng)果的A12芯片，AMD的Zen 2/3架構(gòu)處理器，以及海思的麒麟985芯片。
一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)一個(gè)新制程量產(chǎn)后，蘋(píng)果、高通、AMD這類(lèi)公司都是第一個(gè)吃螃蟹的。而隨著工藝升級(jí)，蘋(píng)果、高通、AMD會(huì)更新到下一代制程，上一代制程的產(chǎn)能會(huì)降價(jià)，給服務(wù)器芯片、汽車(chē)芯片等等產(chǎn)品代工。
對(duì)臺(tái)積電來(lái)說(shuō)，老制程雖然已經(jīng)落后了，但產(chǎn)能不會(huì)被浪費(fèi)。隨著產(chǎn)線的成本慢慢折舊完，持續(xù)開(kāi)動(dòng)的產(chǎn)線反而能貢獻(xiàn)可觀的利潤(rùn)。在臺(tái)積電的營(yíng)收里，將近1/3都是40/45nm以上的成熟制程貢獻(xiàn)的。
了解了這個(gè)背景，就能看出7nm的尷尬之處：說(shuō)它是先進(jìn)制程，也沒(méi)有那么先進(jìn)；說(shuō)它是成熟制程，也沒(méi)有那么成熟。
一方面，高端手機(jī)芯片和PC芯片，已經(jīng)過(guò)渡到了5nm/4nm制程；另一方面，汽車(chē)芯片、服務(wù)器芯片、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備芯片這些替補(bǔ)隊(duì)員，又遲遲沒(méi)能跟上。
原因很簡(jiǎn)單：太貴了。
對(duì)設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō)，28nm節(jié)點(diǎn)上的開(kāi)發(fā)需要投入5310萬(wàn)美元，16nm需要1億美元，而到了7nm，則需要將近3億美元[1]。在這之中，僅僅流片一項(xiàng)付出的成本，就從14nm的300萬(wàn)美元躍升至7nm的3000萬(wàn)美元。所以7nm就算降價(jià)，還是貴。
這么貴的原因有二：第一，7nm流片時(shí)，用于對(duì)向硅片上投影芯片圖像的耗材掩膜版急劇增加，這一項(xiàng)就能花掉一千多萬(wàn)美元；第二，7nm芯片的生產(chǎn)設(shè)備從DUV光刻機(jī)變成了EUV光刻機(jī)。
所以，芯片代工成本的增加并不是線性的，這也是為什么28nm和14nm成為了兩代經(jīng)典制程。比如28nm用的是HKMG，之后的制程就變成了FinFET工藝，成本暴漲。而14nm則是DUV光刻機(jī)能生產(chǎn)的最先進(jìn)的制程，之后的成本也會(huì)暴漲。
蘋(píng)果、英偉達(dá)這類(lèi)消費(fèi)電子霸主，自然有底氣盯著先進(jìn)制程采購(gòu)。但汽車(chē)/服務(wù)器/物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備芯片公司在豪情一擲之前，肯定得先掂量掂量，自己有沒(méi)有蘋(píng)果那個(gè)出貨量。
掂量的結(jié)果，就是替補(bǔ)隊(duì)員集體賴在14nm/28nm當(dāng)釘子戶，7nm只能靠AMD還沒(méi)停產(chǎn)的老產(chǎn)品。在2010年就已經(jīng)量產(chǎn)的28nm，近年仍能給臺(tái)積電貢獻(xiàn)10%左右的營(yíng)收。
2021年，在臺(tái)積電7nm節(jié)點(diǎn)的營(yíng)收中，英偉達(dá)和AMD兩家公司是主要支撐。但如今它們都轉(zhuǎn)移到了5nm。英偉達(dá)之所以把旗艦的40系顯卡定價(jià)上萬(wàn)，臺(tái)積電5nm工藝的超強(qiáng)能耗比（英偉達(dá)用的4N在統(tǒng)計(jì)口徑中歸5nm）是一個(gè)核心賣(mài)點(diǎn)。
先進(jìn)的3nm沒(méi)人用，“落后”的7nm也沒(méi)人用，臺(tái)積電只能大手一揮：砍。
寒氣傳遞的太快了
時(shí)間撥回2022年初，半導(dǎo)體代工廠的畫(huà)風(fēng)還是這樣的：多家廠商業(yè)績(jī)創(chuàng)下新高，臺(tái)積電、聯(lián)電2021年?duì)I收增幅在20%左右，中芯國(guó)際則為40%。
隨后，廠商陸續(xù)上調(diào)了資本開(kāi)支，臺(tái)積電2022年資本開(kāi)支預(yù)計(jì)400-440億美元，其中八成運(yùn)用在7nm及以下先進(jìn)制程的開(kāi)發(fā)。
而到了10月，臺(tái)積電的來(lái)了個(gè)大轉(zhuǎn)彎：預(yù)計(jì)2023年整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)可能會(huì)下滑，臺(tái)積電見(jiàn)風(fēng)使舵，下調(diào)資本支出至360億美元。
其他半導(dǎo)體廠商也都和臺(tái)積電一樣，一邊公布慘淡的業(yè)績(jī)，一邊為自己當(dāng)初豪邁的資本支出找個(gè)臺(tái)階下：
·英特爾第三季度營(yíng)收同比下降20%，凈利潤(rùn)同比下降85%，同時(shí)將資本支出計(jì)劃從270億美元下調(diào)至250億。
·韓國(guó)內(nèi)存大廠SK海力士第三季獲利下滑60%，明年資本支出削減50%以上。
·三星電子預(yù)計(jì)，第三季度的營(yíng)業(yè)利潤(rùn)將比去年同期下降近三分之一；英偉達(dá)公布的第二季度收益出現(xiàn)了驚人的51%的下滑。
·全球第三大芯片代工廠格羅方德直接裁員，5.7%的員工感受到了寒氣。
廠商集體過(guò)山車(chē)背后，其實(shí)反映的是一個(gè)現(xiàn)象：供需錯(cuò)配。
疫情以來(lái)，居家辦公使得人們對(duì)手機(jī)和平板的需求增加。2021年，全球智能手機(jī)系統(tǒng)級(jí)芯片SoC出貨量達(dá)到13.5億顆，同比增長(zhǎng)了4.1%。與此同時(shí)，供給端卻是吃緊的；自2020年夏天，半導(dǎo)體設(shè)備利用率從未低于90%[4]。
于是半導(dǎo)體廠家紛紛尋求擴(kuò)產(chǎn)。但芯片行業(yè)的特殊之處在于，擴(kuò)產(chǎn)需要時(shí)間，晶圓代工廠從建設(shè)到量產(chǎn)，需要兩年左右的時(shí)間。在這段時(shí)間里，一旦需求回落，芯片行業(yè)就會(huì)陷入衰退。
現(xiàn)在的情況，就是廠商們最不愿意看到的。
作為臺(tái)積電最大的兩個(gè)客戶，蘋(píng)果在iPhone 14系列發(fā)售一個(gè)月后，在中國(guó)的市場(chǎng)份額下降了5%[2]。高通在季度業(yè)績(jī)預(yù)告中，將今年5G手機(jī)的出貨量，從之前的7.5億下調(diào)到了6.5億，對(duì)當(dāng)前財(cái)季的銷(xiāo)售額逾期，也比華爾街的要低20億美元。
需求萎縮，產(chǎn)能過(guò)剩，庫(kù)存爆表。無(wú)論寒氣有沒(méi)有傳遍松山湖，它都傳遞給了全球幾乎所有的半導(dǎo)體公司：英偉達(dá)的股價(jià)從年初高點(diǎn)跌了65%；AMD跌了62%；ASML跌了56%；英特爾最慘，一路跌回了22年前。
2月21日，臺(tái)積電成立35周年之際，創(chuàng)始人張忠謀回顧起往日的崢嶸歲月：如果35年前成立時(shí)就投資臺(tái)積電，如今能賺1000倍。
從這個(gè)角度看，張忠謀其實(shí)準(zhǔn)確預(yù)警了自家公司的高點(diǎn)。畢竟只過(guò)了半年多，當(dāng)年那批投資者就只能賺500倍了。
