台積電宣布赴美建廠，美國能重塑晶圓代工格局嗎？

近日，美國欲在本國建晶圓廠的消息頻出，起先是有知情人士傳出，川普政府官員正在與台積電（TSMC）進行談判 ，以在美國建廠。

而根據半導體行業觀察獲悉，台積電已經宣布了其在美國的建廠計劃。

根據台積電的公告，該工廠將生產5nm晶片，規劃產能是2萬片每月。

這將產生超過1600個高科技專業直接工作，以及半導體中的數千個間接工作。

根據規劃，該工廠將於2021年開始建設，目標是2024年開始生產，在2021到2029年的資本支出將會高達120億美元。

其實不止台積電，Intel和GlobalFoundries也是美國謀求晶圓代工可控的潛在合作對象。

據《華爾街日報》日前報導，上個月， Intel執行長鮑勃·斯旺（Bob Swan）向國防部官員致信，表示他的公司已準備好與五角大樓合作建立商業代工廠。

而GlobalFoundries的發言人Laurie Kelly表示，該公司隨時準備與該行業和美國政府合作，「以確保美國具備為其最安全和最敏感的技術提供半導體所需的製造能力。

」

可以看到，川普政府這次是有備而戰，但他們真的能重塑當前的晶圓代工格局嗎？

晶圓代工現狀

晶圓代工是半導體產業鏈中至關重要的一環，製造工藝高低直接決定了半導體產業先進程度。

在台積電出現之前，基本所有的半導體廠商都有自己的晶圓廠，就像三星和英特爾這樣，如果按照這個模式發展下去，對大部分的晶片新進者來說，無疑是一個巨大挑戰，因為晶圓生產工廠的投資，不是個小數目。

台積電創始人張忠謀的一個決定，改變了整個半導體行業的走勢，他的想法用如今流行的話語來說，就是解決公路的「最後一厘米」。

當時，半導體公司大多把晶圓製造作為副業，因為主業不是晶圓製造，而是設計和銷售自己的產品，所以他們的代工服務並不專業。

擁有豐富經驗的張忠謀看中這一點，借著台灣日益進步的製造優勢，開始開拓晶圓代工這塊「荒土」。

根據維基百科資料顯示，1986年，張忠謀成立了第一家專業晶圓體製造公司：台灣集成電路製造公司（台積電），並擔任董事長。

1988年，台積電迎來大轉機，爭取到為英特爾代工的機會。

此後，台積電的規模不斷擴張，而且獲利驚人，連連成為台灣最賺錢的公司。

台積電從創立到規模不斷擴張的過程，也是專業晶片代工模式從半導體產業成功獨立出來的過程。

台積電的成功，促使無廠半導體Fabless開始興起。

反之，Fabless的興起同時也加大了晶圓代工的發展與競爭。

如今，三十年過去了，晶圓代工已經成了半導體業界極其重要的一項業務。

根據集邦諮詢旗下拓墣產業研究院最新數據分析，2020年第一季前十大晶圓代工廠分別為：台積電、三星、格芯、聯電、中芯國際、高塔半導體、世界先進、力積電、華虹半導體以及東部高科。

從表格中可以看出，台積電依然是一騎絕塵，市場份額占比超過了50%，目前台積電已量產7nm，對於5nm技術進展，台積電在今年4月16日的財報會議上表示，5nm將於2020年下半年大規模量產，3nm、2nm的研發正在推進中。

第二名的三星也有16%左右，三星7nm已於今年2月份開始量產。

同時加碼投資部署5nm製程工藝，預計6月底5nm EUV生產線就能建設完畢，最快今年年底開始生產5nm。

國內中芯國際和華虹半導體也在急起直追，目前中芯國際已開始量產14nm，並成功為華為海思麒麟710A晶片進行代工生產，雖然與頭部廠商仍有一定差距，但實現了「從0到1的突破」。

同時，華虹半導體方面，華虹集團總工程師趙宇航指出其14nm FinFET工藝已經全線貫通，SRAM良率25%，2020年將快速推進。

如今，美國開始吸引晶圓代工廠入駐，在當前的晶圓代工局勢下，格局是否會被改寫？基於此，我們首先考慮被邀請的兩家美國本土廠商。

格芯謀求復興

在半導體產業內，「老大吃肉，老二喝湯，老三喝西北風」的現象比比皆是，贏家通吃的法則在晶圓代工領域大行其道。

而格芯就是那個「老三」。

2018 年全球前十大純晶圓代工廠排名（單位：百萬美元）

回看2018年的數據，格芯還占據著榜單第二的位置，短短一年多時間，原本位居第二的格芯已經被三星拉開了兩倍多的市場份額，在IC產業迅猛發展的大環境以及全球晶圓廠受惠於IC產業的趨勢下，格芯不進反退，其表現無疑是讓人失望的。

格芯是由AMD拆分而來，2008年，AMD宣布無晶圓廠計劃，決定將半導體製造業務分拆成新公司。

2009年，格芯宣布成立，迅速收購了特許半導體公司，並在紐約設立新工廠。

為了追趕台積電的步伐，獲取智慧財產權和相關技術，2014年，格芯收購了IBM大部分的半導體業務，獲得優勢的同時，又獲得了產能和人才。

2016年，格芯從三星電子獲得了14納米 14LPP FinFET的工藝授權，並基於此開發了12納米 12LP節點。

對於晶圓廠而言，保持工藝領先是核心競爭力，所以集成電路製造公司，不斷的投入巨資，用於採購昂貴的設備，以及新技術的研發。

但格芯卻在先進位程上吃了大虧，為保證技術先進性，格芯像滾雪球一樣投入研發金額，但始終把控不好研發投入和產出，造成越來越重的債務。

回看這些年格芯的財務狀況，表現非常一般，有數據指出，從2011年到2017年，總計7年間，格芯共虧損69.4億美元，平均每年虧損近10億美元，2014年、2015年和2017年這三年是虧損最嚴重的，三年合計虧損超過40億美元。

2018年8月28日，格芯宣布停止7nm工藝的投資研發，轉而專注現有14/12nm FinFET工藝和22/12nm FD-SOI工藝。

伴隨這個消息的傳出，有人也開始質疑此前AMD選擇與台積電合作7 nm製程產品的決定是否與該舉動有關，畢竟AMD一直是格芯的主要客戶，格芯退出先進位程研發，無疑讓台積電笑納AMD訂單，坐穩全球代工寶座。

對於格芯來說，宣布退出先進位程研髮帶來的另一個損失就是IBM，2018年11月，據國外媒體TechSpot報導，台積電與IBM簽署了協議，將為後者生產大型伺服器晶片。

IBM本身也是有苦說不出，畢竟當年為了將晶圓廠賣給格芯還倒貼了15億美元，此舉的原因之一恐怕就是為了保持與格芯的長期合作關係。

在宣布退出先進位程研發後，格芯又發生了多次變故，包括出售多座晶圓廠以及相關業務，在成都投資近百億美元的晶圓廠項目也陷入了停滯，近兩年來，圍繞著格芯的始終是裁員、賣廠、項目停擺、公司出售等負面消息。

幾番折騰的格芯似乎沒有停下腳步，正如前文所言，近日，格芯正在與政府討論在美國建先進代工廠。

相關報導顯示，發言人埃里卡·麥吉爾（Erica McGill）在電子郵件中稱：「GlobalFoundries正在與美國政府討論如何通過位於美國的半導體製造來確保美國的技術領先地位。

」

然而，想像是美好的，現實是殘酷的。

對於格芯來說，放棄先進位程已經使它痛失了AMD和IBM兩大客戶，想要重修舊好必須要拿出先進的技術，至少不能落於台積電，這對於現在的格芯來說顯然不可能。

暫且不說超越台積電，就研發先進位程來說，根據數據顯示，目前建造一條12英寸32/28nm的規模生產線需要超過40億美元，12英寸14nm生產線投資高達100億美元。

對於更先進的工藝，投資成本更是無法想像的，而且折舊成本也是驚人的，連年虧損的格芯難免會非常吃力。

縱使格芯在聯邦政府的支持下擁有可觀的資本，研發也需要一段時間，況且其花了很多時間和金錢進入Albany，也未能成為領先的代工廠。

英特爾死心不息

另一位廠商就是英特爾，作為另一家美國本土廠商，川普政府官員也在與英特爾談判，希望其能在美國建廠。

很多人以為英特爾只負責自家晶片生產，其實英特爾也曾做過晶圓代工業務。

在2008年，英特爾就已經開放代工業務，到2013年，英特爾正式開放代工，其客戶有Achronix、LG、Netronome、Spreadtrum等公司，然而到2018年，就有傳言稱英特爾將關閉晶片代工業務，僅僅持續了幾年時間。

當時有外媒指出，在Altera被收購之後，英特爾的代工業務幾乎不剩下什麼知名的晶片設計公司，Altera是英特爾早期最大的代工客戶。

滿打滿算，英特爾花了近十年時間進入晶圓代工市場，最後卻成了一場夢。

有句老話說得好，對手是最了解自己的人。

台積電董事長張忠謀曾經這樣評價英特爾發力晶圓代工，他表示：「英特爾並不是專業晶圓代工廠，只是把腳伸到池裡試水溫，相信其會發現水是很冰冷的。

」張忠謀甚至引用了史達林格勒戰役，他表示，戰役對蘇聯來說是生死問題，但對德國則不是，因此，德國30萬大軍被全殲。

英特爾似乎在代工業務方面總是留一手，在2017 manufacturing day上，英特爾曾表示，先進位程是晶片代工領域增長最快的部分(230億美元)，幾乎占晶片代工收入的一半。

因此在會上其不僅曝光了10nm細節，還透露了22FFL入門級FinFET節點，並明確表示，它正在建立一個代工專營權。

但這個所謂的「代工專營權」在之後的幾年裡並無水花，seekingalpha曾有一篇文章指出，英特爾確實說過「22FFL最初是為了自己的目的而開發的」這個言論，很明顯，它似乎並沒有做好成為一個晶圓代工廠的覺悟，總是將自己的產品放在優先級。

不僅如此，之前英特爾在10nm方面，也表現的差強人意。

在2015年表示10nm從2016年推遲到2017年下半年。

在2017年，又推遲到2018年下半年。

在2018年，推遲到2019年，也無怪乎外界稱其為「牙膏廠」。

毋庸置疑，根據摩爾定律，製程的三年延遲會極大地改變代工廠所提供產品的競爭動力。

更不用說這會給承諾加入該節點的客戶帶來問題。

此舉不僅失去了原本客戶也讓潛在客戶對其失去了興趣。

台積電在這方面卻表現的極為優秀，2016年成功量產10nm（註：英特爾與台積電對於製程的理解不同），並在2017年實現量產7nm，目前，台積電5nm工藝也即將量產，之後，更為先進的3nm工藝研發也非常順利，預計將會在2022年開始投產。

作為一家晶圓代工廠，台積電為具有多種不同設計的許多客戶生產晶片，這需要靈活性和獨創性。

而英特爾的工廠主要是為自己的產品進行設計，儘管如此，他們甚至連為自己的10nm晶片設計進行有效地生產都做不到。

十年來，英特爾一直把該業務當成副業來經營，或當成自己處理器主業的調節緩衝，對英特爾而言，晶圓代工或許有其策略重要性，但卻始終不被認為是主要核心，正是這樣的心態，英特爾晶圓代工業務始終沒有太好的表現。

此次聯邦政府的邀請成為了英特爾一個重啟晶圓代工業務的重要機會，在外界看來，英特爾似乎做好了準備。

首先是之前備受詬病的10nm，英特爾已在2019年實現正式量產，其CEO Bob Swan甚至稱10nm的產量「不錯」。

其次是英特爾給出了完整的研發流程，並保證維持兩年一更新的製程節奏和十年路線圖。

英特爾甚至承諾在5nm製程上重新奪回工藝領導地位，下一步似乎顯而易見，英特爾準備重新致力於代工市場，美國聯邦政府的邀請可能只是順水推舟罷了。

但正如simiwiki在報導指出，英特爾要想徹底改變身份，成為台積電的有力競爭者，將是一項極其艱巨的任務。

主要有以下幾點：

1、因為代工廠和IDM是兩個非常不同的概念。

為別人代工不僅需要不同的技能，還需要不同的晶圓廠設置。

2、大多數晶片設計公司都是以利潤為中心的，英特爾的代工成本若不能解決將使他們望而卻步。

3、英特爾的產能也是很重要的問題，畢竟英特爾還要為自己生產晶片，因此為其他晶片設計公司代工只能使用剩餘產能。

4、英特爾是IDM廠商，所以之前和英特爾合作的企業都是互補遠遠少於競爭的企業，讓AMD或者Nvidia等競爭對手同時也是潛在客戶去選擇英特爾代工，不僅英特爾不會同意，對於這些對手而言，也有產品機密泄露給對家的擔憂。

台積電至今沒有涉足晶片設計領域，也有這方面的考慮。

儘管如此，我們並不清楚英特爾真正的產能，也不知道其是否已經控制好了相應成本，畢竟在先進位程方面，英特爾依舊擁有話語權。

台積電是最好的合作對象？

其實對美國來說，引進台積電也許是當下最好的解決方式。

在前文我們談到，台積電已經成為了全球領先的晶圓代工廠，他們也擁有龐大的客戶群。

其5nm產線也在今年啟動。

他們也計劃明年開啟3nm的試產。

擁有客戶和技術，這對於美國來說，毫無疑問是一個最好的合作對象。

但早在去年，美國就有讓台積電在本國建廠的打算，不過台積電以成本高昂為理由，委婉地拒絕了該要求，以期保持中立態度。

彭博專欄作家高燦鳴（Tim Culpan）對此評論，「台積電不可能永遠隔岸觀火，即使劉德音只是想要製造晶片，他最終也得做出選擇。

」

根據台積電2019年報顯示，去年美國市場占台積電營收大約59%，中國客戶則是19%。

在這樣的大趨勢底下，台積電沒有太多選擇，因此高燦鳴認為台積電到美國建新廠，在可見的未來，是非常有可能發生的。

而美國本土晶圓廠的發展，還需要一定的時間和資金投入。

而從華爾街日報的最新報導看來，台積電似乎已經做出了決定。

但知名半導體分析師陸行之日前表示，他不贊成台積電赴美建廠，這主要有三個原因：

1、 美國沒有半導體下游封裝, 測試及PCB,模塊, 組裝產業鏈 (鴻海威斯康辛州的投資到現在還沒個影）, 難道還要晶圓處理好, 再花費龐大運費送往各國組裝？美國厲害的就是設計研發, 不要妄想能夠成為科技產品製造王國好嗎?

2、美國人工粗手粗腳的也缺乏晶圓代工製造所需要的效率, 能每天24小時三次輪班的工作及研發嗎 (歐洲也不行)？10年前, 我曾估算過英特爾的美國廠的晶圓製造成本是台積電的兩倍以上 (主要是良率, 產能利用率, 半導體上中下游群聚效益, 及工作效率差異) , 看台積電 Wafertech 沒擴廠就知道了, 這就是為什麼連英特爾都要跑海外設廠想辦法降低成本, 現在AMD 靠著台積電的先進又低成本製程搶英特爾CPU的份額, Globalfoundries Fishkill 紐約廠經營不下去的原因。

3、台積若是赴美生產核心技術半導體, 除了對台灣半導體未來發展前景有疑慮外, 重大事件發生在台積電時, 美國政府只要顧到台積電美國廠就好了, 所以把所有美國客戶當人質還是要的, 台積電千萬不要上當。

寫在最後

有報導指出，如果從現在開始算，在美國建立領先的晶圓廠可能需要五到十年的時間，也許能勉強運行。

考慮到英特爾在代工業務方面的失敗並不是因為缺乏技術，因此，也許經過十年的投資並在台積電的幫助下或在雙方的合作下，可能會在美國建立一家領先的代工廠。

但沒有人會知道十年後台灣會發生什麼。

代工業務經歷了30多年的高速增長，目前正呈現出強者恆強的局面。

人才、先進工藝和產能一直以來都是晶圓廠的核心業務。

尤其是台積電，在先進位程的戰爭中，台積電可以說是打遍天下無敵手。

高投入與高回報這樣一個「惡性循環」讓台積電強上加強，後進者的追趕難度也變得越來越大。

雖然最近兩年有因為做存儲掙到大把鈔票的三星在晶圓廠方面大力投入，就算這樣做也還有很長的路要走。

不過話又說回來，雖然疫情來襲打得大家措手不及，但半導體是一個高度全球化的產業。

發展至今早就有了明確的分工。

如果美國真的想要建立一個自給自足的供應鏈，那勢必要把整個產業鏈都搬回去。

這其中不僅包括晶圓代工，封裝和測試也至關重要。

畢竟，在美國生產晶圓，再把它們運到其他國家封裝無異於多此一舉。

封裝和測試比建立一個代工廠要容易得多，也正是如此，表明它們是低水平，低利潤的業務，在美國這樣一個已開發國家，人力成本很高，進行封裝和測試顯然是不划算的，將會大大提高晶片成本。

因此，後續也許是晶片仍在海外封裝。

至少目前看來，重塑晶圓代工格局對於美國來說，並不容易。

*免責聲明：本文由作者原創。

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