晶圓代工三巨頭的巔峰之戰(zhàn)！

2022年下半年開(kāi)始，壓力由下游逐漸傳導(dǎo)到晶圓代工行業(yè)，迫于庫(kù)存壓力，IC設(shè)計(jì)廠商開(kāi)始冒著違約風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行砍單，各晶圓廠產(chǎn)能利用率開(kāi)始出現(xiàn)松動(dòng)。

數(shù)月之前業(yè)界還在談?wù)摑q價(jià)、缺貨、擴(kuò)產(chǎn)，轉(zhuǎn)眼間降價(jià)、砍單、減產(chǎn)，甚至降薪裁員成為行業(yè)關(guān)鍵詞。

代工市場(chǎng)的新聞密集程度從沒(méi)有像如今這番“亂花漸欲迷人眼”，無(wú)論是臺(tái)積電計(jì)劃在美新建3nm工廠、三星加大外包產(chǎn)能、英特爾放言爭(zhēng)奪代工榜眼、代工業(yè)寒意或尚未觸底、業(yè)內(nèi)巨頭削減資本開(kāi)支等等，都在顯現(xiàn)出代工業(yè)正在面臨半導(dǎo)體周期性和不確定性加大的時(shí)代命題，代工巨頭也無(wú)不在戰(zhàn)略或戰(zhàn)術(shù)層面整合應(yīng)對(duì)。

另一方面，在摩爾定律的驅(qū)動(dòng)下，晶圓廠一直在緊追先進(jìn)工藝，這場(chǎng)決賽的最后僅剩臺(tái)積電、三星和英特爾，在先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)展開(kāi)肉搏戰(zhàn)。

當(dāng)前，隨著市場(chǎng)波動(dòng)，各晶圓代工廠面臨著怎樣的起伏？產(chǎn)能格局未來(lái)將會(huì)有怎樣的調(diào)整？供需關(guān)系反轉(zhuǎn)后，晶圓代工市場(chǎng)將如何變化？在這場(chǎng)晶圓代工行業(yè)的反擊和保衛(wèi)戰(zhàn)中，代工三巨頭動(dòng)作頻頻。

英特爾：轉(zhuǎn)型路漫漫

英特爾的轉(zhuǎn)型已經(jīng)進(jìn)行了多年。

從14nm到10nm的艱難量產(chǎn)，英特爾深知自身在制程工藝上的落后和“牙膏廠”的品牌形象，所有人也都明白英特爾需要一個(gè)變革。

• 開(kāi)啟IDM 2.0戰(zhàn)略

2021年初，這場(chǎng)漫長(zhǎng)的轉(zhuǎn)型迎來(lái)了一個(gè)重大的轉(zhuǎn)折點(diǎn)——曾擔(dān)任英特爾CTO的半導(dǎo)體行業(yè)老兵帕特·基辛格（Pat Gelsinger）被任命為英特爾CEO。
 

上任后不久，帕特·基辛格宣布了“IDM 2.0”戰(zhàn)略，在該戰(zhàn)略中，英特爾對(duì)外開(kāi)放自己的代工服務(wù)，同時(shí)擴(kuò)大采用第三方代工產(chǎn)能。

英特爾此前一直是IDM模式，完整覆蓋了芯片從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到銷(xiāo)售的全過(guò)程，產(chǎn)品絕大部分也都是在內(nèi)部工廠制造。在IDM 2.0模式下，英特爾不僅要委托外部芯片代工廠生產(chǎn)自己的芯片，比如預(yù)定了臺(tái)積電3nm的產(chǎn)能；與此同時(shí)，英特爾也要發(fā)展自己的芯片代工業(yè)務(wù)，成立英特爾代工服務(wù)IFS業(yè)務(wù)，重返芯片代工行業(yè)。

英特爾的邏輯是，IFS將在服務(wù)芯片客戶(hù)的過(guò)程中變得更強(qiáng)大更好，而隨著IFS在芯片制造上越來(lái)越先進(jìn)，生產(chǎn)的芯片產(chǎn)品也會(huì)更有競(jìng)爭(zhēng)力，包括自己內(nèi)部制造的芯片，反過(guò)來(lái)又保證IFS不會(huì)受限于外部代工產(chǎn)能，以此形成正向循環(huán)。用基辛格在采訪中的話(huà)來(lái)說(shuō)就是：“IDM使IFS更好，IFS使IDM更好。”

但矛盾之處也很明顯，英特爾既要為自己生產(chǎn)芯片，又要尋求為其他芯片領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手如AMD和英偉達(dá)提供芯片代工服務(wù)；同樣的，英特爾想在芯片代工業(yè)務(wù)上追趕臺(tái)積電和三星，但又要將自己的最好的芯片產(chǎn)品交由對(duì)手來(lái)生產(chǎn)，等于在降低自身芯片制造規(guī)模的同時(shí)，還將一部分利潤(rùn)讓給了臺(tái)積電等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

不過(guò)，英特爾也確實(shí)找到了撬動(dòng)IDM 2.0計(jì)劃的支點(diǎn)，即臺(tái)積電和三星無(wú)法滿(mǎn)足所有客戶(hù)的需求。或者說(shuō)，在當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境下，多元化的代工戰(zhàn)略成為很多芯片設(shè)計(jì)廠商的選擇。

今年3月，英偉達(dá)CEO黃仁勛談到：“英特爾有意讓我們使用他們的制造工廠，而我們對(duì)探索這種可能性也非常感興趣?！?/p>

7月，還沒(méi)等到英偉達(dá)的動(dòng)靜，英特爾率先宣布將為聯(lián)發(fā)科代工芯片。聯(lián)發(fā)科表示，我們一直采用多源戰(zhàn)略，除了與臺(tái)積電在先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)上保持密切合作外，此次合作將加強(qiáng)我們對(duì)成熟制程節(jié)點(diǎn)的供應(yīng)。

此外，蘋(píng)果最核心的芯片生產(chǎn)也是主要由臺(tái)積電代工，但蘋(píng)果CEO庫(kù)克近期表示要從美國(guó)本土采購(gòu)芯片。

盡管臺(tái)積電是芯片代工領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，掌握著更大的話(huà)語(yǔ)權(quán)，但英特爾的加入實(shí)實(shí)在在為芯片企業(yè)帶來(lái)了新的選擇。去年7月，英特爾就宣布將為高通生產(chǎn)芯片，亞馬遜在此前也成為了其代工業(yè)務(wù)的客戶(hù)。

同時(shí)，補(bǔ)貼將推動(dòng)建廠的步伐，而這對(duì)于英特爾的代工業(yè)務(wù)而言將是一個(gè)積極的信號(hào)，逐漸憑借先進(jìn)制程與臺(tái)積電、三星展開(kāi)正面競(jìng)爭(zhēng)。

今年8月，美國(guó)頒布的《芯片法案》推動(dòng)英特爾啟動(dòng)了在美建廠計(jì)劃；另外，歐盟也拿出了430億歐元的《歐洲芯片法案》以支持歐洲的芯片產(chǎn)業(yè)，英特爾宣布將在歐洲投資建立六大造芯基地，計(jì)劃十年投入800億歐元。

• IDM 2.0戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型

在今年9月舉行的英特爾On技術(shù)創(chuàng)新峰會(huì)上，基辛格表示英特爾代工服務(wù)將開(kāi)創(chuàng)“系統(tǒng)級(jí)代工的時(shí)代”，不同于僅向客戶(hù)供應(yīng)晶圓的傳統(tǒng)代工模式，英特爾提供晶圓制造、封裝、軟件和芯?！?。

• 晶圓制造：向客戶(hù)提供其制程技術(shù)，如RibbonFET晶體管和PowerVia供電技術(shù)等創(chuàng)新。

• 封裝：為客戶(hù)提供先進(jìn)封裝技術(shù)，如EMIB和Foveros。

• 芯粒：英特爾的封裝技術(shù)與通用芯粒高速互連開(kāi)放規(guī)范（UCIe）將幫助來(lái)自不同供應(yīng)商，或用不同制程技術(shù)生產(chǎn)的芯粒更好地協(xié)同工作。

• 軟件：英特爾的開(kāi)源軟件工具，包括OpenVINO和oneAPI，加速了產(chǎn)品的交付，使客戶(hù)能夠在生產(chǎn)前測(cè)試解決方案。

這標(biāo)志著從系統(tǒng)級(jí)芯片到系統(tǒng)級(jí)封裝的范式轉(zhuǎn)移，也是英特爾為了更加開(kāi)放自身代工服務(wù)的一個(gè)體現(xiàn)。
 

除了以“系統(tǒng)級(jí)代工”來(lái)加固自己的代工堡壘之外。英特爾還計(jì)劃在其芯片設(shè)計(jì)和制造之間建立更大的決策分離，旨在讓生產(chǎn)線(xiàn)像Fab業(yè)務(wù)一樣運(yùn)作，將來(lái)自英特爾內(nèi)部和外部芯片公司的訂單一視同仁。

這個(gè)決定被稱(chēng)為“英特爾IDM 2.0戰(zhàn)略的新階段”，這背后的邏輯在于英特爾想將自身芯片設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行解耦。

英特爾的芯片設(shè)計(jì)與制造部門(mén)長(zhǎng)期以來(lái)是高度綁定的關(guān)系，這在提高靈活性的同時(shí)也造成了一個(gè)問(wèn)題，就是整個(gè)設(shè)計(jì)生產(chǎn)全是走的“內(nèi)部流程”。也就是說(shuō)由于流程上的差異，英特爾依據(jù)“內(nèi)部流程”設(shè)計(jì)的芯片不容易找到其它代工廠制造。而其它Fabless設(shè)計(jì)的芯片想要找英特爾代工制造，也需要時(shí)間去適應(yīng)英特爾的“內(nèi)部流程”，也比較困難。

基辛格提出的IDM 2.0轉(zhuǎn)型，實(shí)際是在原有英特爾IDM模式下解綁芯片設(shè)計(jì)和芯片制造能力，最終目的也是讓英特爾實(shí)現(xiàn)更好的芯片設(shè)計(jì)和芯片制造能力，同時(shí)建立一個(gè)屬于自己的芯片代工生態(tài)。

新的結(jié)構(gòu)旨在讓英特爾的芯片代工業(yè)務(wù)像其他第三方圓晶代工廠一樣運(yùn)作，在平等的基礎(chǔ)上接受英特爾內(nèi)部和外部芯片公司的訂單。

基辛格明白英特爾問(wèn)題癥結(jié)所在，過(guò)去幾十年引以為傲的IDM模式已經(jīng)不再適應(yīng)今天這個(gè)臺(tái)積電當(dāng)?shù)赖臅r(shí)代，但完全放棄自身優(yōu)勢(shì)沿著對(duì)手的軌道發(fā)展，同樣無(wú)法讓英特爾重回時(shí)代潮頭?；粮裣Ｍㄟ^(guò)IDM 2.0轉(zhuǎn)型解綁英特爾的芯片設(shè)計(jì)和芯片制造能力，重新形成一股合力推動(dòng)英特爾成為新的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。

• 英特爾的底氣與失意

戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型之外，英特爾在流程路線(xiàn)圖和產(chǎn)能方面也取得了進(jìn)展，英特爾制定了加速工藝發(fā)展的計(jì)劃，推翻了傳統(tǒng)的芯片命名方式，制定了到2025年的詳細(xì)發(fā)展路線(xiàn)，將推進(jìn)Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A五個(gè)流程節(jié)點(diǎn)。
 

理論上，Intel 20A是和臺(tái)積電2nm對(duì)標(biāo)的工藝，一旦英特爾成功突破Intel 20A量產(chǎn)，或有能力與臺(tái)積電2nm一較高下。更先進(jìn)的Intel 18A就是2nm以下的布局了。

不難感覺(jué)到，英特爾的目標(biāo)十分明確，試圖在芯片代工行業(yè)與臺(tái)積電，三星形成三足鼎立格局，在高端芯片市場(chǎng)占據(jù)一席之地。

英特爾在2022年第三季度財(cái)報(bào)中，透露其已經(jīng)簽訂了全球TOP10半導(dǎo)體設(shè)計(jì)廠商中的7家。

上述種種，都是支撐英特爾有信心喊出2030年成為全球第二大圓晶代工廠的理由和底氣所在。

然而，豪言壯語(yǔ)還沒(méi)來(lái)得及咀嚼，僅僅過(guò)去半個(gè)月，英特爾芯片代工服務(wù)總裁迪爾·塔庫(kù)爾（Randhir Thakur）就被爆出將在明年第一季度離職的消息。

英特爾IFS總裁Randhir Thakur

作為IDM 2.0的核心一環(huán)，基辛格對(duì)IFS以及塔庫(kù)爾自然是寄予厚望，事實(shí)上在塔庫(kù)爾治下IFS也確實(shí)相繼拿下了包括亞馬遜、高通、聯(lián)發(fā)科等芯片客戶(hù)。基辛格稱(chēng)贊其建立了一個(gè)由臺(tái)積電和三星等領(lǐng)先代工廠資深員工組成，且經(jīng)驗(yàn)豐富的領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，并在移動(dòng)和汽車(chē)領(lǐng)域贏得了主要客戶(hù)。

但創(chuàng)業(yè)未半，塔庫(kù)爾還是辭職了，這位領(lǐng)導(dǎo)人的離開(kāi)或許暴露了英特爾的內(nèi)部阻力可能超過(guò)外界想象。又或許這會(huì)是基辛格進(jìn)一步解耦芯片設(shè)計(jì)和芯片制造團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵。

三星電子：10年內(nèi)超越臺(tái)積電

雖然三星和英特爾都是IDM廠商，但兩者的情況還不太一樣。

相較于英特爾芯片設(shè)計(jì)與制造部門(mén)高度綁定的關(guān)系，三星的芯片設(shè)計(jì)與制造業(yè)務(wù)相對(duì)獨(dú)立，比如英偉達(dá)和高通很多芯片產(chǎn)品都是由三星代工制造的。

由于三星和臺(tái)積電在代工服務(wù)方面的“開(kāi)放性”，使得像英偉達(dá)這樣的Fabless廠商可以在其中“左右橫跳”，相對(duì)自由地選擇代工廠商。

• 2030年超越臺(tái)積電

英特爾計(jì)劃2030年超越三星代工業(yè)務(wù)，而三星也放言2030年超越臺(tái)積電。
 

其實(shí)早在2019年三星就定下來(lái)未來(lái)10年內(nèi)超越臺(tái)積電的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，三星大力投資、招聘人才，除了先進(jìn)制程持續(xù)加碼之外，半導(dǎo)體設(shè)備和材料、IC載板、先進(jìn)封裝等一切與晶圓代工有關(guān)的領(lǐng)域，都成為了其瞄準(zhǔn)的焦點(diǎn)。

近段時(shí)間來(lái)，三星同樣動(dòng)作頻頻，不僅宣稱(chēng)將擴(kuò)大部分非存儲(chǔ)芯片如CIS、DDIC等委外代工，并將擴(kuò)大傳統(tǒng)和特色工藝產(chǎn)能，而且還豪言2027年晶圓代工客戶(hù)將增至2019年的5倍。此外，在先進(jìn)工藝層面更是步步為營(yíng)。

種種舉動(dòng)在顯現(xiàn)出三星大張旗鼓的雄心之外，一個(gè)貫穿其中的信號(hào)仍在印證代工業(yè)的制勝之道：產(chǎn)能、客戶(hù)與先進(jìn)工藝。

Gartner認(rèn)為，三星動(dòng)作顯然是深思熟慮之舉，大多數(shù)CIS和DDIC產(chǎn)品大都在40nm及以上節(jié)點(diǎn)制造，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并不突出。再加上當(dāng)前CIS和DDIC市場(chǎng)需求減弱，整體規(guī)模有所放緩。因此，無(wú)論是EDA還是設(shè)備、材料的采購(gòu)，還是維護(hù)費(fèi)用都面臨動(dòng)態(tài)變化。從成本來(lái)看，如果自產(chǎn)成本較高，則委外選擇成本控制到位的代工廠不失為一個(gè)選擇。

三星考慮將旗下更多成熟制程芯片委外代工，除了已有的晶圓代工伙伴聯(lián)電之外，還會(huì)新增世界先進(jìn)和力積電為其代工芯片。

實(shí)際上，三星在發(fā)展過(guò)程中有多年的外包業(yè)務(wù)，這一戰(zhàn)略為其帶來(lái)了重新配置資源和工廠產(chǎn)能的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)更多的產(chǎn)能釋放。在產(chǎn)能調(diào)配下，三星代工可以承接更多高利率的訂單，尤其成熟制程設(shè)備多已攤提完畢，因此產(chǎn)品組合調(diào)配上可以更有彈性。

在產(chǎn)能調(diào)整之際，三星意在擴(kuò)大傳統(tǒng)和特色工藝的消息也在同步發(fā)酵。

其中，發(fā)展特色工藝已經(jīng)為業(yè)界共識(shí)，在先進(jìn)工藝越來(lái)越曲高和寡的當(dāng)下，特色工藝正成為晶圓代工行業(yè)的新動(dòng)力。

據(jù)了解，全球從事特色工藝的玩家眾多，大體可劃分為三類(lèi)：一是從事模擬、MCU、功率半導(dǎo)體的IDM；二是以特色工藝為主的晶圓代工廠；三是主攻先進(jìn)工藝也兼顧特色工藝的晶圓代工廠。

三星作為后者，野心不小。據(jù)悉，三星電子半導(dǎo)體代工事業(yè)部計(jì)劃到2024年將傳統(tǒng)和特色工藝的數(shù)量增加10個(gè)以上。到2027年，三星電子的傳統(tǒng)和特色工藝產(chǎn)能將達(dá)到2018年的2.3倍。

• 先進(jìn)工藝步步為營(yíng)

將成熟制程外包、發(fā)力特色工藝之外，三星在先進(jìn)制程上的擴(kuò)產(chǎn)和投入最為矚目，以在下一個(gè)技術(shù)點(diǎn)到來(lái)之際占據(jù)先機(jī)。
 

作為目前全球唯二可以制造5nm以下的晶圓廠，三星代工的成就雖然不容小覷。但相比臺(tái)積電總是棋差一招，三星7nm量產(chǎn)之后，臺(tái)積電宣布5nm量產(chǎn)，三星5nm量產(chǎn)之后，臺(tái)積電又宣布4nm試產(chǎn)，總是跟不上臺(tái)積電的步伐。

但三星在更先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)上看到了追趕的機(jī)會(huì)，三星3nm芯片率先采用GAA工藝，且領(lǐng)先臺(tái)積電量產(chǎn)，成為全球首個(gè)量產(chǎn)3nm的代工廠。乘勝追擊，三星電子計(jì)劃明年推出第二代3nm工藝，并更進(jìn)一步放言計(jì)劃到2025年達(dá)到2nm，到2027年達(dá)到1.4nm。

對(duì)于這一進(jìn)擊的目標(biāo)，Isaiah Research認(rèn)為，三星的計(jì)劃是有可能的，只是屆時(shí)量產(chǎn)的規(guī)模跟良率多寡都需要持續(xù)關(guān)注。

如果說(shuō)三星在先進(jìn)工藝和特色工藝“左右開(kāi)弓”的話(huà)，那么爭(zhēng)取盡可能多的客戶(hù)才能“左右逢源”。三星曾豪言2027年晶圓代工客戶(hù)將增至2019年的5倍。

據(jù)Gartner分析，三星的三家美國(guó)大客戶(hù)的業(yè)務(wù)在2021年增加了一倍以上。2022年雖有高通和英偉達(dá)轉(zhuǎn)單的“變故”，但總體“基本盤(pán)”向好。三星代工部門(mén)副總裁Moon-sooKang在2022年第一季度的商務(wù)電話(huà)會(huì)議上證實(shí)，三星已經(jīng)有未來(lái)五年的訂單。他指出，這些訂單是三星去年代工銷(xiāo)售額的8倍。

還值得關(guān)注的動(dòng)向是高通宣稱(chēng)，未來(lái)3nm、4nmAP由臺(tái)積電代工，但進(jìn)入GAA制程后有可能采取同步下單三星和臺(tái)積電等多家代工廠的多供應(yīng)商策略，這意味著臺(tái)積電將不再“獨(dú)享”高通的先進(jìn)工藝訂單，三星或憑借3nm率先采用GAA的優(yōu)勢(shì)獲得更多“回頭客”。

Isaiah Research認(rèn)為，三星如要達(dá)到2027年客戶(hù)規(guī)模增至5倍的目標(biāo)，一是需要持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，二是要提高先進(jìn)制程良率，這才能拓及更多潛在客戶(hù)，并且增加既有客戶(hù)的黏著度。

產(chǎn)能方面，三星預(yù)計(jì)到2027年代工產(chǎn)能將比2022年增加3.3倍。這也就意味著需要建設(shè)更多的工廠。據(jù)外媒報(bào)道，三星電子晶圓代工業(yè)務(wù)部門(mén)總裁Choi Si-young透露，公司目前在韓國(guó)和美國(guó)運(yùn)營(yíng)有5座工廠，而且已經(jīng)確定選址將再建超過(guò)10座工廠；

而良率對(duì)于三星來(lái)說(shuō)，一直是要努力越過(guò)的“攔路虎”。據(jù)了解，三星4nm的良率從今年初35%持續(xù)往上走，但目前提升到多少仍未知，相較臺(tái)積電4nm的70%良率指標(biāo)，且有大客戶(hù)蘋(píng)果、高通、AMD“站臺(tái)”，這一差距仍是存在的。而且目前三星的先進(jìn)制程客戶(hù)群多為中小客戶(hù)，從產(chǎn)能角度如何競(jìng)爭(zhēng)大客戶(hù)的青睞仍待努力。

Gartner也認(rèn)為，在相關(guān)軟硬件資源就緒的情況下，三星要克服當(dāng)前3nm平臺(tái)的類(lèi)似挑戰(zhàn)，包括良率和客戶(hù)等等，未來(lái)1.4nm平臺(tái)如何保留新客戶(hù)和成熟客戶(hù)，以及與臺(tái)積電和英特爾的競(jìng)爭(zhēng)走向均是變動(dòng)的X因素。

為大力推進(jìn)其代工業(yè)務(wù)，三星多路并進(jìn)，隨著全球制造業(yè)回流導(dǎo)致供應(yīng)鏈的多樣化，未來(lái)幾年亦將引發(fā)重構(gòu)。能否盡力抓住時(shí)間窗口，在四面進(jìn)擊之后實(shí)現(xiàn)“十年夙愿”，還留待行動(dòng)和時(shí)間來(lái)證明。

臺(tái)積電：無(wú)懼三星、英特爾追趕

一邊是英特爾高管辭職、三星產(chǎn)能調(diào)配，另一邊是臺(tái)積電的持續(xù)加碼。

目前臺(tái)積電斥資120億美元在美國(guó)亞利桑那州興建的12英寸5nm制程晶圓廠即將完成土建，預(yù)計(jì)將于12月舉行首批機(jī)臺(tái)設(shè)備進(jìn)廠典禮，近期已有大批在中國(guó)臺(tái)灣接受培訓(xùn)的美國(guó)工程師陸續(xù)返回美國(guó)。

11月21日，臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀證實(shí)了會(huì)在美國(guó)建3nm工廠的消息。不過(guò)張忠謀并未透露美國(guó)3nm晶圓廠建廠計(jì)劃的投資規(guī)模，以及會(huì)在何時(shí)啟動(dòng)。

但據(jù)業(yè)內(nèi)人士爆料稱(chēng)，該3nm工廠產(chǎn)能也將為2萬(wàn)片，目前正開(kāi)始安排人力規(guī)劃，預(yù)計(jì)投資規(guī)模也將達(dá)到120億美元。這也將是臺(tái)積電在美國(guó)的第三座晶圓廠。除了在建的亞利桑那州晶圓廠之外，臺(tái)積電在美國(guó)華盛頓州的Camas還有一座晶圓十一廠，不過(guò)這里僅生產(chǎn)8英寸晶圓，主要面向28nm以上成熟制程。

• 為何持續(xù)在美國(guó)建先進(jìn)制程晶圓廠？

2019年在美國(guó)政府持續(xù)推動(dòng)制造業(yè)回流美國(guó)的背景之下，臺(tái)積電宣布了投資120億美元在亞利桑那州建5nm晶圓廠的計(jì)劃。

但是對(duì)于臺(tái)積電來(lái)說(shuō)，顯然在美國(guó)制造芯片的成本要更高，這并不是從商業(yè)成本考慮的決策。張忠謀曾表示，實(shí)際在美國(guó)制造芯片的成本比臺(tái)灣貴50%。臺(tái)積電在美國(guó)建5nm晶圓廠是在美國(guó)政府的“敦促”下做的決定。

雖然美國(guó)推出的《芯片法案》刺激了不少半導(dǎo)體投資，但張忠謀認(rèn)為，這個(gè)補(bǔ)貼金額遠(yuǎn)低于提振本土芯片制造所需金額。雖然美國(guó)的芯片產(chǎn)量會(huì)增加，但是，單位成本將增加，美國(guó)很難在國(guó)際上競(jìng)爭(zhēng)。

那么，為什么臺(tái)積電在美國(guó)亞利桑那州建設(shè)5nm晶圓廠之后，還計(jì)劃再建3nm晶圓廠呢？

在當(dāng)前市場(chǎng)趨勢(shì)和貿(mào)易關(guān)系下，美國(guó)客戶(hù)在臺(tái)積電營(yíng)收當(dāng)中的總體占比正在持續(xù)提升，這也是促使臺(tái)積電赴美建先進(jìn)制程晶圓廠的一大因素。

據(jù)Digitimes統(tǒng)計(jì)顯示，2021年美國(guó)是臺(tái)積電最大的銷(xiāo)售市場(chǎng)，同比增長(zhǎng)24%，營(yíng)收占比為64%。其中，蘋(píng)果一家占據(jù)了臺(tái)積電超過(guò)1/4的營(yíng)收。

同時(shí)，據(jù)臺(tái)灣媒體報(bào)道，“特斯拉將4nm和5nm工藝產(chǎn)品委托給臺(tái)積電”。如果屬實(shí)，特斯拉將進(jìn)入臺(tái)積電前7大客戶(hù)公司，進(jìn)一步提升美企占比份額。

此外，臺(tái)積電赴美建先進(jìn)制程晶圓廠，也在一定程度上順應(yīng)了美國(guó)客戶(hù)的供應(yīng)來(lái)源地分散化的供應(yīng)鏈安全需求。

據(jù)彭博社報(bào)道顯示，蘋(píng)果計(jì)劃未來(lái)將從美國(guó)亞利桑那州一座還在建設(shè)當(dāng)中的晶圓廠采購(gòu)芯片（這座工廠將于2024年啟用），以降低對(duì)亞洲供應(yīng)鏈的依賴(lài)。而蘋(píng)果所指的在建當(dāng)中的晶圓廠外界普遍認(rèn)為就是臺(tái)積電的亞利桑那州晶圓廠。

一些列因素推動(dòng)下，促使臺(tái)積電在美國(guó)再建先進(jìn)工藝晶圓廠。

另一方面，由于臺(tái)積電在芯片制造領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，隨著其最新的3nm制程工藝的制造成本的上升，臺(tái)積電也將大幅提高3nm晶圓的價(jià)格。

據(jù)最新曝光的臺(tái)積電晶圓定價(jià)圖表顯示，臺(tái)積電7nm晶圓代工定價(jià)是10000美元，到5nm已經(jīng)上升到了16000 美元，漲幅高達(dá)60%。隨著臺(tái)積電3nm制造成本的上升，Digitimes預(yù)計(jì)晶圓代工定價(jià)將超過(guò)20000美元，相比5nm上漲了25%，這意味著下一代3nm的CPU和GPU將更加昂貴。

然而，造成這種局面的關(guān)鍵主要是兩方面原因：一方面是隨著制程工藝的提升，對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備和材料的要求也就越苛刻，直接導(dǎo)致了制造成本的上升；另一方面，目前能夠提供尖端晶圓代工服務(wù)的供應(yīng)商僅有臺(tái)積電和三星，其中臺(tái)積電一家獨(dú)占了大部分的市場(chǎng)份額。這種近乎壟斷的局面也造成了每一代尖端晶圓代工價(jià)格毫無(wú)阻力地暴漲。

后者也是當(dāng)前IC設(shè)計(jì)企業(yè)多源代工戰(zhàn)略的主要因素之一。

當(dāng)前，各大廠都積極布局更先進(jìn)的制程投資，臺(tái)積電總裁魏哲家多次釋出臺(tái)積3nm今年在臺(tái)灣量產(chǎn)、2nm 2025年量產(chǎn)且保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。但沒(méi)有公布2nm以下更先進(jìn)制程量產(chǎn)時(shí)間表。

臺(tái)積電在先進(jìn)制程領(lǐng)域相對(duì)順利。有消息稱(chēng)，盡管如今還未量產(chǎn)3nm工藝，臺(tái)積電3nm良率已達(dá)80%，其最大的客戶(hù)蘋(píng)果，已經(jīng)提前預(yù)定其M3芯片采用臺(tái)積電3nm制程。甚至有消息稱(chēng)，臺(tái)積電2nm的風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)良率也已超過(guò)了90%，蘋(píng)果和英特爾等巨頭企業(yè)，也將作為臺(tái)積電2nm的首批客戶(hù)。

臺(tái)積電先進(jìn)制程演變路徑

近日，據(jù)中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)行政院副院長(zhǎng)沈榮津透露，臺(tái)積電1nm廠將設(shè)在龍?zhí)叮逼鹛覉@龍?zhí)?，?jīng)過(guò)新竹、臺(tái)中、臺(tái)南、高雄，這樣整個(gè)半導(dǎo)體聚落就可以完整串聯(lián)起來(lái)，讓臺(tái)灣西部擁有一個(gè)完整個(gè)半導(dǎo)體科技廊帶，預(yù)估未來(lái)臺(tái)積電1nm廠也能為龍?zhí)懂?dāng)?shù)貛?lái)上萬(wàn)個(gè)年薪百萬(wàn)的工程師就業(yè)機(jī)會(huì)。

面對(duì)英特爾和三星的追趕，有業(yè)內(nèi)人士表示，臺(tái)積電的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)建立，且這一優(yōu)勢(shì)建立在頂尖制程上。臺(tái)積電2021年的財(cái)報(bào)顯示，5nm芯片的出貨量占據(jù)了其總營(yíng)收的20%，7nm占據(jù)了30%。這代表先進(jìn)制程幾乎占了臺(tái)積電一半的營(yíng)收，這個(gè)比例是很可怕的。這意味著臺(tái)積電在先進(jìn)制程上與對(duì)手的優(yōu)勢(shì)不但很難縮小，而且可能進(jìn)一步拉大。

寫(xiě)在最后

隨著先進(jìn)制程的持續(xù)演進(jìn)，臺(tái)積電、三星、英特爾三大芯片巨頭將迎來(lái)新的對(duì)決。

目前臺(tái)積電2nm廠二期擴(kuò)建計(jì)劃用地已經(jīng)敲定，計(jì)劃于今年三季度動(dòng)工；三星則在今年7月宣布已開(kāi)始初步生產(chǎn)采用GAA架構(gòu)的3nm工藝芯片，而2nm工藝的量產(chǎn)時(shí)間也同樣定在2025年；英特爾方面此前則承諾到2025年重新獲得芯片制造技術(shù)的領(lǐng)先地位，并將投產(chǎn)2nm的時(shí)間目標(biāo)定在2024年。

英特爾的快速追趕和加入，正在改變目前晶圓代工行業(yè)“雙雄爭(zhēng)霸”的競(jìng)爭(zhēng)格局。

但是，對(duì)于英特爾發(fā)起的挑戰(zhàn)，芯片市場(chǎng)的反饋往往需要一個(gè)較長(zhǎng)周期，而在英特爾此前在10nm及7nm上被臺(tái)積電、三星拉開(kāi)差距后，尋回客戶(hù)的信任也需要較長(zhǎng)時(shí)間，因此追趕之路或?qū)⑹且粋€(gè)較長(zhǎng)的過(guò)程。

而三星在先進(jìn)制程方面也頻頻陷入良率的泥沼，亟待得到改善。

業(yè)內(nèi)資深專(zhuān)家強(qiáng)調(diào)，臺(tái)積電也并沒(méi)有成為代工市場(chǎng)絕對(duì)的贏家，因?yàn)榻^大部分晶圓代工廠商已經(jīng)完全告別了先進(jìn)制程的競(jìng)賽，使得諸多客戶(hù)只能在臺(tái)積電、三星和英特爾之間進(jìn)行選擇，而臺(tái)積電一家的產(chǎn)能，縱然難以維持龐大的先進(jìn)制程市場(chǎng)。因此，哪怕三星和英特爾的芯片會(huì)陷入性能“滑鐵盧”的風(fēng)險(xiǎn)，也依舊會(huì)有大批廠商在產(chǎn)能和價(jià)格因素的驅(qū)動(dòng)下，愿意去“嘗嘗螃蟹”。

未來(lái)先進(jìn)工藝芯片之爭(zhēng)將主要在臺(tái)積電、三星和英特爾之間展開(kāi)，代工三巨頭的拉鋸戰(zhàn)也將成為推動(dòng)摩爾定力繼續(xù)前行的動(dòng)力，推動(dòng)下一個(gè)“彎道”的到來(lái)。

每一個(gè)車(chē)手都明白彎道代表著太多可能，當(dāng)一個(gè)時(shí)代開(kāi)始轉(zhuǎn)彎，領(lǐng)先者可能會(huì)落后，落后者可能會(huì)超越。