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遠川研究所:臺積電的煩惱
02.倒車:成熟制程的崛起
臺積電的另一個身份是當之無愧的MCU芯片代工霸主,占據了全球70%的車規級MCU產能。
MCU(Microcontroller Unit)俗稱單片機,玩具、手機和家電里都有它的身影。但MCU的主要應用在汽車,一輛汽車上,可能有上百個MCU分布于各個零部件。
車用和工控等芯片長期緊俏,也創造了一個奇特的現象:晶圓廠開倒車,反攻成熟制程。
即便是臺積電、三星和英特爾這樣的頂級玩家,也在成熟制程里瘋狂擴產,更上游的光刻機,ASML不少訂單甚至是古老的DUV光刻機。
MCU對汽車生產無比重要,但對臺積電來說,無論是MCU芯片,還是IGBT、射頻這類芯片,工藝大部分都還停留在2008年就開始量產的40nm,甚至更老的65nm。
雖然市場份額非常大,但汽車電子業務給臺積電帶來的收入很少,只有5%左右的占比??蠢麧?,可能就更低了。
從財報看,臺積電的收入構成主要有三塊:
1.智能手機業務,主要是手機SoC的代工,蘋果、高通是大客戶。
2.HPC業務,即高性能計算(High Performance Computing),比如AMD的CPU、英偉達的顯卡、蘋果的M1/M1 Max。
3.車用電子業務,既有MCU芯片、IGBT芯片,也有Mobileye的自動駕駛芯片,前兩者都是成熟制程。
過去幾年,手機的下游需求肉眼可見的飽和,HPC業務則因為PC出貨量下降、數字貨幣礦難、5G基建停滯出現滑坡。反倒是長期延續的汽車芯片短缺,創造了半導體的高景氣度。
比起先進制程按著三星打的所向披靡,成熟制程的代工臺聯電能做、格芯能做、華虹和VIS也能做,競爭多了就沒什么油水,典型的有份額無利潤。
汽車芯片的短缺,一開始有疫情影響,但本質還是供需的錯配。
汽車生產商大多奉行零庫存理念,即所有零部件只預留一個“安全庫存”,以提高整體周轉效率。疫情爆發后,車企因為銷量下滑減少了芯片訂單,代工廠就把產線安排給了其他芯片。但疫情緩解疊加新能源車市場爆發,消失的訂單又回來了。
車規芯片大多動輒一年的的認證周期,就算有產能也不能立刻排上;而長期缺貨又讓車企對零庫存產生懷疑,開始瘋狂備貨,造成了產能的擠兌。實際上,真實的需求并沒有增加太多。
從各個企業的營收看,2021年的主要增長也來自成熟制程的產能增加。這種氣勢如虹的營收增長難免讓人問一句:不會有人還沒上車吧?
中芯國際在北京、上海、深圳都有28nm工廠的建設計劃,瑞薩電子甚至把2014年就關閉的產線重新開張,生產車規級功率芯片。今年活得最舒服的,反而是格芯這類放棄先進制程研發,徹底躺平的代工廠。
論摩爾定律上的攻堅,臺積電無人能敵,但放下身段去和中芯國際搶成熟制程的訂單,對臺積電來說利潤實在太低了。
另外,手機和PC依然是半導體市場最主要的下游應用,合計占比高達65%。汽車半導體雖然增長快,但基數太低,占比只有8%左右。
這也是為什么臺積電不久前宣稱不再擴充40nm以上的產能,而是“呼吁”客戶盡快升級到28nm。
03.極限:摩爾定律的數字游戲
芯片代工是一個被錢堆出來的產業。臺積電的研發支出在A股所有公司里可以排第二名,是中芯國際的7.3倍,這還不算高昂的設備投資。
制程的優勢不單單體現在技術上——當臺聯電和中芯國際這類追趕者量產7nm時,臺積電的7nm產線折舊很可能都結束了,相當于零成本運營。
無論如何,芯片代工的競爭格局都取決于摩爾定律的穩步推進,但現在的問題是:創新的步伐越來越慢了。
2016年,臺積電和三星進入10nm攻堅的最后階段,英特爾則由于研發進度落后,只能升級個架構繼續湊合用,原本的10nm變成了14nm+。2017年,臺積電和三星的10nm量產,英特爾再度難產,14nm++橫空出世。
當年3月,英特爾高管在官網上寫了篇文章,暗示臺積電和三星玩文字游戲,呼吁行業尋找“一個全新的制程度量方法”,還在文章里掛了張圖,諷刺友商沒有按照摩爾定律的基本法迭代。
按照圖里的規劃,英特爾會在2018年推出正宗的10nm,不過最后的結果是,英特爾掏出了魔改三代的14nm+++。
- 原標題:臺積電的煩惱 本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 李泠 
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