這些牛逼的臺灣半導體企業(yè) 中國大陸怎么追

　　臺積電

　　(一)公司簡介

　　沿革與背景

　　臺積電成立于1987年2月21日，是全球第一家也是全球最大的專業(yè)集成電路(IC)制造服務公司，公司經營策略為只提供客戶專業(yè)集成電路之制造技術服務，而不設計、生產、或銷售自有品牌產品，不與客戶做商品之競爭。

　　公司在北美、歐洲、日本、中國大陸、南韓、印度等地均設有子公司或辦事處，產能亦來自海外子公司為WaferTech美國子公司、臺積電(上海)有限公司，及新加坡合資SSMC公司之支援。

　　公司首創(chuàng)建置資訊平臺—虛擬晶圓廠(Virtual Fab)，提供整套服務，客戶也可從晶圓廠、封裝廠、到測試廠整個供應鏈掌握訂單進度。

　　2.營業(yè)項目與產品結構

　　業(yè)務范圍涵蓋IC制造服務及其相關項目，提供包括晶圓制造、光罩制作、晶圓測試與錫鉛凸塊封裝及測試等客戶支援服務。

　　晶圓代工服務，包括一般邏輯制程技術、非揮發(fā)性嵌入式存儲(Embedded Non-volatile Memory)制程、嵌入式動態(tài)隨機存取存儲(Embedded DRAM)制程、混合訊號/射頻(Mixed Signal/ RF)制程、高壓(High Voltage)制程、互補金屬氧化物半導體影像感應器(CMOS Image Sensor)、彩色濾光片(Color Filter)、微機電系統(tǒng)(MEMS)、硅鍺(Silicon Germanium)制程等。 2015年Q3，16/20納米占21%、28納米營收占比27%、40/45納米14%、65納米占11%、90納米占8%、0.11/0.13微米占2%、0.15/0.18微米占12%、0.25/0.35微米占5%。下游應用比重：通訊占59%、消費性電子8%、工業(yè)用25%、電腦相關8%。

　　(二)產品與競爭條件

　　產品與技術簡介

　　臺積電在技術及產能均居產業(yè)領導地位，是全球第一家有能力量產40納米以下技術的晶圓代工廠，其40納米規(guī)模與 良率優(yōu)于同業(yè)，40納米占全球8～ 9成市占，28/20納米生產時程至少領先同業(yè)三季以上。 先進制程發(fā)展上，于2002年，在十二廠完成十二吋支持90納米(nm)研發(fā)試產線;2007年，公司為全球第一家導入45nm量產之晶圓代工廠。至2009年第四季，來自于65nm及其他更先進制程占營收達39%。2011年10月，完成首件采用20納米制程技術生產的ARM Cortex-A15處理器設計定案(Tape Out)。

　　臺積電布局3D IC的硅穿孔(TSV)制程，以CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)制程模式生產，即將邏輯芯片和DRAM放在硅中介層(interposer)上面，然后封裝在基板上，公司要提供全套服務，包括下游封裝測試。整套流程包括，整合晶圓鍵合(Wafer Bonding)、薄晶圓(Wafer Thinning)、芯片基板鍵合(Chip on Substrate)及芯片封測等技術，將各種邏輯和存儲芯片精準疊合。

　　2012年下半年起開始20nm制程技術進行試產工作，以平面制程(planar process)為基礎，并采用高介電層/金屬閘(High-k Metal Gate)、第五代創(chuàng)新應變硅(strained silicon )以及超低介電值銅導線等技術。跳過22nm制程，直接導入20nm制程技術，主因于20nm制程技術的閘密度、芯片效能與成本比，較22nm更具成本優(yōu)勢，臺積電的微影技術也跨入下一世代，與Mapper合作無光罩多重電子束微影技術，以及與ASML合作的極紫外光(EUV)微影技術等。

　　2012年10月，CoWoS測試芯片成功地整合Wide I/O介面將邏輯系統(tǒng)單芯片與動態(tài)隨機存取存儲結合于單一模組，在芯片成品制造完成之前，公司的CoWoSTM技術透過將芯片堆疊于晶圓之上(Chip on Wafer)的封裝技術，提供客戶前端晶圓制造服務，藉由搭配Wide I/O行動動態(tài)隨機存取存儲介面，使這顆整合芯片可提供優(yōu)化的系統(tǒng)效能，更小的產品外觀尺寸，并且明顯改善芯片之間的傳輸頻寬。此次合作伙伴結合SK Hynix公司提供Wide I/O動態(tài)隨機存取存儲、Cadence公司支援Wide I/O行動動態(tài)隨機存取存儲硅智財、益華(Cadence)公司與明導國際(MentorGraphics )公司提供電子設計自動化工具。

　　因為嵌入式Flash MCU持續(xù)成長，且隨ARM架構Cortex系列處理器發(fā)展、行動終端裝置走向輕薄化，公司于2013年量產CoWos模型，以整合TSV與Silicon Interposer，并與晶圓代工業(yè)務結合。

　　臺積電3D IC技術進程表

　　2013年4月，ARM與臺積電完成首件采用16納米FinFET制程技術生產的ARM Cortex-A57處理器產品設計定案(tape-out)，雙方在6個月內完成從暫存器轉換階層到產品設計定案整個流程。Cortex-A57處理器，可支援行動運算、伺服器等高階產品。16納米FinFET量產時間提前至2015年。

　　臺積電的28納米產品線有低耗電(28LP)、高效能(28HP)、高效能低耗電(28HPL)、高效能行動運算(28HPM)、高效能精簡型(HPC)五大制程。

　　28納米HKMG制程采用的是后閘極(gate-last)技術，對手提供的則是前閘極(gate-first)技術，后閘極技術能提供更佳的芯片效能。另外20納米將于2014年1月試產，產能規(guī)劃達1萬片，2014年底產能預估達6萬片。28納米HKMG制程又可分為HPM、HPC兩種。公司的28納米HPM制程已獲得約60個客戶的tape-out，相較于同業(yè)的LP制程，在耗電相同的情況下，產品速度可提升30%。另外，公司推出28納米HPC的低價版本，以供應中低階智慧型手機客戶。

　　臺積電的16/20納米有90%的機臺設備均相容，故16納米FinFET制程的良率改善速度快，其良率已近20納米制程。此外，16nm FinFET制程區(qū)分為“16nm FinFET(CLN16FF)”及其改良版“16nm FinFET+(CLN16FF+)”兩種，已取得20個以上的設計定案(tape-out)，產品包括基頻、AP應用處理器、網(wǎng)通、繪圖芯片、CPU、伺服器等，規(guī)劃于2015年Q3量產。

　　公司先進制程進度

　　資料日期：2015年10月

　　2015年臺積電資本支出預估在105~110億美元之間，主要用于8/12吋產能布建、先進制程研發(fā)，以及先進封裝產能;其中，16納米FinFET+月產能Q4將提升至5萬片，2016年Q1將達8.7萬片，2016年Q2則可達10萬片目標，將成為公司未來營收成長主力，產品比重將逐步超越20納米比重。公司宣布積極布局10納米制程，規(guī)劃2016年底前投產，2017年Q1出貨，主要競爭對手英特爾、三星等預計最快在2017年內進入量產，三星則規(guī)劃于2017下半年量產。 公司另跨足封裝領域，InFo封裝技術預計2016年開始挹注獲利。 2015年12月，臺積電向投審會申請赴南京設立16納米制程的12吋晶圓廠，初步規(guī)劃月產能為2萬片，預計2018年下半年投產。

　　2.重要原物料及相關供應商

　　IC制造從硅晶圓開始，經過一連串制程步驟，包括光學顯影、快速高溫制程、化學氣相沉積、離子植入、蝕刻、化學機械研磨等制程，需要原物料包括硅芯片、制程用化學原料、光阻、氣體，以及研磨液、研磨墊與鉆石碟等。

　　3.產能狀況與生產能力

　　公司在臺灣設有3座先進的十二吋超大型晶圓廠(fab 12、14 & 15)、4座八吋晶圓廠(fab 3, 5, 6 & 8) 和1座六吋晶圓廠(fab 2)，并擁有二家海外子公司：WaferTech 美國子公司、臺積電(中國)，以及新加坡(與NXP合資)SSMC公司之八吋晶圓廠產能支援。全球總部以及晶圓二廠、三廠、五廠、八廠及十二廠皆位于臺灣新竹科學園區(qū);晶圓六廠及十四廠則位于臺灣臺南科學園區(qū))，大陸廠則位于上海松江。

　　2013年臺積電竹科12吋廠Fab12生產線投片，Q4于南科12吋廠Fab14以20納米量產蘋果A7處理器。臺積電規(guī)劃2014年底之前，20納米及16納米月產能達11萬片，其中Fab14的P6廠采用16納米制程FinFET技術，預計在2014年5月投產，F(xiàn)ab14的P7廠預計于2015年4月開始量產。18吋晶圓在新竹12廠第8期研發(fā)與試產，預計于2017年在中科15廠第5期正式量產。20納米已于Fab 12、Fab 14開始量產，出貨時間于2014年Q2，2014年Q3放量。

　　2014年全年總產能1845萬片相當于8吋晶圓。

　　2014年Q2，竹科12 吋廠Fab12第6期、南科12吋廠Fab14第5期均進入量產，F(xiàn)ab14第6期將于7月量產，第7期于2014下半年裝機，規(guī)畫2015年開出16nm鰭式場效電晶體(FinFET)制程產能。

　　2014年11月，公司擴展后段封測布局，收購Qualcomm龍?zhí)稄S，將該廠作為封測生產據(jù)點，以InFO技術拓展3D封裝市場，以強化一條龍服務，提升接單能力，預計2016年上半年可量產16納米芯片的整合扇出型(InFO)晶圓級封裝。2015年，上海松江廠規(guī)劃月產能增加至120千片。

　　2015年2月，臺積電于中科的晶圓廠投資案已通過，公司10納米級8納米的投資金額為7,000億元，其中中科廠占5,500億元，竹科研發(fā)中線與實驗性產線占1,500億元;竹科十二廠規(guī)畫于2015年6月裝機，10納米制程于2016年Q4投片，2017年量產，期初月產能1萬片;竹科十五廠方面，則是規(guī)畫興建3座廠房，主要為10納米制程，至2018年三座廠房產能全部啟用時，月產能可達9萬片。 2015年政府開放半導體業(yè)者赴陸獨資設立12吋晶圓廠，公司選定南京浦口經濟開發(fā)區(qū)作為設廠點，預計2016年動工興建，2017年下半年進行試產。

　　臺積電晶圓廠產能(千片)：

　　資本支出

　　2014年資本支出為95~100億元，但折舊金額將年增35%。其中，95%用于提升先進制程，包括28nm擴展及布建16nm、20nm制程。 臺積電董事會于2014年11月11日決議投入1,672億元，用來建置、擴充28納米以下先進制程及40納米以上制程產能。 2015年資本支出原訂為105～110 億美元，8成用于提升先進制程。2015年10月，考量公司投片及生產效率提升，加上設備采購時間延至2016年，將資本支出調降至80億美元。 2015年11月，公司透過董事會核定資本預算為1253.58億元，將用于擴充先進制程及先進封裝產能，以及興建廠房、安裝廠務系統(tǒng)等。

　　4.新產品與新技術

　　2018年量產18吋晶圓，屆時導入的技術將以10納米鰭式場效電晶體(FinFET)制程為主，希望可以導入新一代的微影技術，除極紫外光(EUV)方案外，多重電子束(Multi E-Beam)也是考慮之一。

　　20納米之產能于2014年6月起量產，公司預期2014Q3、2014Q4及2015年將貢獻營收分別為10%、20%與20%以上。

　　10納米制程則預定2015年下半年進行風險試產，10納米與16納米相比之下，速度快20%、功耗減少45%，電晶體密度也高出2.2倍，將于2016年量產。

　　16納米制程方面，公司規(guī)畫FinFET制程于2014年Q3進行試產，量產時間為2014年Q4，首批晶圓已于8月試產成功，產品為海思的64位元手機芯片Kirin 930，F(xiàn)inFET Plus制程則于2014年Q4試產，2015年Q1量產。

　　2014年9月，臺積電推出全球最低功耗及成本效益最佳的28納米高效能精簡制程(28HPC)，該制程已開始量產，主要應用于智慧型手機、平板電腦等地64位元CPU ，且可將芯片尺寸縮小，功耗減少30%，速度在增加近兩成。

　　臺積電于2014年9月25日宣布，公司以16納米FinFET制程，為海思生產4G基地臺及網(wǎng)通設備用的處理器。公司表示16納米FinFET制程可改善速度與功率、降低漏電流，且解決先進系統(tǒng)單芯片技術微縮時產生的障礙。

　　臺積電于2014年9月30日與ARM(安謀)共同宣布，完成驗證以ARM的big.LITTLE技術及16納米FinFET制程的Cortex-A57與Cortex-A53處理器。2014年10月2日，攜手合作研發(fā)10納米FinFET制程，規(guī)劃2015年Q4完成首顆10納米制程64位元的ARM架構處理器設計定案。 2014年11月13日，臺積電宣布已完成16納米FinFET+制程的網(wǎng)通IC及手機AP試產，規(guī)劃于2015年7月量產。 公司28nm制程及16nm制程皆具備成本優(yōu)勢，2015年推出HPC plus可大幅提升省電效能。此外10nm制程于2015年進入認證階段，7nm制程于同年開始研發(fā)，預計2017年上半年可進入量產。

　　臺積電之物聯(lián)網(wǎng)計畫

　　一、超低功耗平臺

　　利用開放創(chuàng)新平臺的硅智財與設計流程，建置物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。臺積電于2014年下半年進行研發(fā)，其0.18微米極低漏電、90納米超低漏電制程已進入量產，而50/40/28納米制程也將于2015年內逐步進入量產，且提供加入RF及eFlash技術。超低功耗制程可降低操作電壓近三成，物聯(lián)網(wǎng)與穿戴式裝置電池壽命可延長2倍以上。

　　二、MEMS

　　公司提供整合型制程，包括以晶圓級封裝將CMOS影像感測器與DSP整合，以及開發(fā)CMOS MEMS取代傳統(tǒng)以封裝打線制程生產ASIC MEMS。

　　(三)市場需求與銷售競爭

　　產業(yè)結構與供需

　　IC產業(yè)鏈由上而下為設計、制造、封裝及測試，提供晶圓制造服務包括整合元件廠(IDM)及專業(yè)晶圓代工(Foundry)，其中IDM業(yè)務涵蓋IC設計、制造、封裝和測試整個流程;Foundry如臺積電，僅從事IC制造之專業(yè)分工。

　　因為先進制程需要不斷投入資本并且因成本考量，IDM廠陸續(xù)將制造與后段封測等制程委外，大多IDM廠逐漸轉型成Fabless(無晶圓廠)經營型態(tài)，或Fablite(輕晶圓)趨勢。

　　受到IDM廠委外代工的趨勢，以晶圓代工產值按客戶型態(tài)之比重，F(xiàn)ables與IDM各占7：3，自2009年起擴大到8：2，2010年IDM長期外包比重超過2成，IDM廠對12吋產能需求持續(xù)提升，也是未來主要委外的部分。

　　在晶圓代工領域，全球前四大包括臺積電、聯(lián)電、GF(Global Foundries)和中芯國際，即占7成的營收比重，顯示產業(yè)為寡占市場。

　　2013年全球半導體市場約成長4%，2014年成長約5%，F(xiàn)abless產業(yè)方面，2013年成長9%，至于晶圓代工產業(yè)，將成長11%，2014年成長約9%。

　　臺積電預估2014年全球半導體產業(yè)將年增7%、Fabless IC設計將年增9%、晶圓代工則年增14%。

　　2.銷售狀況

　　2014年Q1臺積電客戶以Fabless占87%、IDM廠占13%，前5大客戶為Qualcomm、NVIDIA、TI、Marvell、ADI等。

　　公司28納米市占率為100%，主要客戶有Altera及Xilinx、Nvidia、AMD和Qualcomm。

　　2013年上市的iPhone 5s改采A7芯片，逾五成訂單由臺積電負責。

　　2013年客戶營收比重為高通為16%、博通9%、NVIDIA 9%、MTK7%、AMD/ATI 7%、其他53%。

　　2013年Q4銷售區(qū)域比重為北美74%、亞洲11%、大陸5%、歐洲7%、日本3%。

　　2014年Q2，公司獲得Apple A8處理器代工訂單。 2015年，公司獲蘋果擴大釋出A9處理器代工訂單，自6月起正式量產，并以16納米鰭式場效電晶體加強版制程(FinFET Plus)量產，月投片量超過2萬片。公司所生產的16納米A9芯片體積為104.5mm，較三星的14納米芯片體積稍大，但在效能測試軟體測試結果顯示，臺積電的芯片運算功耗較三星的領先近2小時，有助公司取得iPhone A10訂單。 公司爭取蘋果16納米制程的A10處理器訂單，已規(guī)劃2016年3月開始量產投片。而10納米制程陸續(xù)有客戶導入產品設計階段。

　　晶圓代工應用市占率

　　2014年Q2，公司20納米制程用于手機，已于6月出貨，而28納米受惠FPGA、LTE手機IC、GPU、車用IC等客戶訂單，為營收成長動能。

　　截至2014年底，臺積電16納米客戶包括Avago、Freescale、LG、MTK、NVIDIA、Renesas、Xilinx等。

　　3.競爭廠商

　　臺積電為全球第一大，就先進制程上，根據(jù)研調機構統(tǒng)計，2013年全球晶圓代工市占率：臺積電(46%)、聯(lián)電(9%)、GF(1%)及Samsung(9 %)。

　　GlobalFoundries是從AMD分拆出來的，并且合并特許(Chartered)半導體后，成為全球第3大專業(yè)晶圓代工廠，GF在先進制程已追上聯(lián)電。 市調機構Gartner(顧能)公告2014年全球晶圓代工市場統(tǒng)計，臺積電因’28納米領先同業(yè)，市占率提升至53.8%，排名市場第一。

　　(四)財務相關

　　主要轉投資事業(yè)

　　(1)晶圓代工方面，包括持股38%世界先進與SSMC，SSMC是NXP和臺積電在新加坡合資的8吋晶圓廠，臺積電持股40%，NXP為60%。還有轉投資美國子公司-WaferTech。 2014年4月11日，公司以每股42.55元出售世界8200萬股，約5%股權，總金額為34.9億元，持股比例降至33%

　　(2)創(chuàng)意：提供IP設計服務，持股35%。

　　(3)采鈺：提供CMOS影像感測芯片測試業(yè)務，并于2007年跨入LED硅基封裝。2015年8月董事會通過以不超過39億元額度，取得CMOS影像感測器廠豪威(OmniVision)在臺投資公司、雙方合資公司采鈺(VisEra)股權，持股比重提升至98.2%。

　　(4)精材：提供晶圓級芯片尺寸封裝技術(WLCSP)封裝。持股比重77%。

　　(5)普瑞光電(BridgeLux)：為美國LED磊晶大廠，于2008年投資。

　　(6)茂迪：2009年12月，臺積電與茂迪簽署認股結盟合約，正式入股太陽能電池大廠茂迪，以認購茂迪公司私募發(fā)行之普通股新股共7,532萬股，認購之總金額約62億元(約美金1.93億元)，掌握茂迪二成持股成為該公司最大股東。

　　(7)Stion：2010年6月，宣布旗下VentureTech Alliance公司投資美商Stion公司5000萬美元(折合新臺幣約16億元)，并持有該公司約21%的股份，取得薄膜CIGS制程技術，雙方并在技術授權、生產供應以及合作開發(fā)方面簽訂協(xié)議。

　　(8)太陽能方面：2009年12月，入股結晶硅太陽能電池茂迪，成為最大股東;2010年6月，入股薄膜太陽能電池廠Stion，取得CIGS(銅銦鉀硒)制程技術，Stion授權并移轉其CIGS薄膜制程給臺積電，同時公司提供太陽能電池模組給Stion。在太陽能領域，公司同時發(fā)展結晶硅與薄膜太陽能電池。

　　(9)2011年4月，將太陽能事業(yè)獨立分割為新公司-臺積太陽能股份有限公司，基準日為8/1。 2015年8月，公司宣布旗下持股100%的臺積太陽能，因業(yè)務發(fā)展已不具長期經濟效益，于8月底結束工廠營運。

　　(10)2008年投資美國LED磊晶大廠普瑞光電(BridgeLux)，BridgeLux開發(fā)出氮化鎵上硅(GaN-On-Silicon)之LED技術，達每瓦135流明，為硅基板LED業(yè)界第一家具商品化等級效能的廠商。

　　(11)2011年4月，將LED事業(yè)獨立分割為新公司-臺積固態(tài)照明股份有限公司，基準日為8/1。

　　2014年臺積電決定將臺積固態(tài)照明的94%持股售予晶電。

　　(12)2008年投資設備大廠ASML，預計于2015年Q2~Q3處分ASML持股。

 (13)2015年8月董事會通過收購臺灣豪威控股公司100%股權。

　　由于篇幅原因，這里只介紹了上游知名的IC設計企業(yè)和中游的臺積電，另外還有另一個代工廠和封測廠商，在以下的文章會分析，敬請期待。