5nm產能有過剩風險

今年4月，台積電的5nm製程工藝已經領先於三星進入量產階段。

不過，在量產初期（今年第二季度和第三季度），產能還比較有限，處在絕對的供不應求狀態，目前也只能滿足其最大的兩個客戶，蘋果和華為海思的需求。

今年3月，有外媒報導，台積電當時正在按計劃開始大規模生產5nm製程晶片，並表示工廠的產能已滿，短期內無法再接受任何訂單。

與此同時，台積電的7nm製程工藝和產能已經進入極佳狀態，一直處於滿載狀態，短期內還看不到有較大剩餘產能的可能。

而5nm是繼7nm之後的新工藝，其在某種程度上分擔了一部分7nm產能的壓力。

有分析師表示，今年台積電5nm製程產線的營收，將占整體營收的10％左右。

今年，肯定可以面市的5nm晶片是蘋果的A14，以及A14X應用處理器。

另外就是海思的麒麟1020（也有說法是麒麟1000），而麒麟1020不一定是海思下一代麒麟晶片的名稱，官方型號和相關信息或將在今年9月的IFA 2020（2020德國柏林消費電子展）上公布。

另外，MyDrivers的一份報告顯示，海思今年將量產兩款5nm 晶片，但華為官方尚未透露具體信息。

除了蘋果和華為海思之外，從今年年底開始，AMD的Zen 4架構CPU，以及RDNA 3架構的GPU，高通新款5G手機晶片驍龍875及X60基帶晶片，英偉達新一代Hopper架構GPU晶片，以及聯發科和賽靈思等客戶，也將陸續開始採用台積電5nm製程生產相應晶片。

此外，業界盛傳英特爾也會成為台積電5nm客戶。

變數

然而，在新冠肺炎疫情，以及美國封鎖、打壓的雙重作用下，華為手機在海外的銷售受到了較大影響，這就直接導致該公司下調了今年下半年推出新旗艦手機的銷量預期，從而連帶影響了海思麒麟1020晶片的出貨量。

不過，台積電對於海思這個大客戶一直都非常看重，也竭盡全力滿足客戶需求，5nm產能力保華為麒麟1020。

據悉，台積電已緊急接受了華為高達7億美元的訂單，這批訂單將在9月中旬美國禁令生效之前出貨，主要涉及5nm和12nm製程，其中，5nm製程大約有2.5萬片晶圓，每片按1.5萬美元價格算的話，這批訂單價值就有3.75億美元。

還有供應鏈消息稱，海思已經下修了台積電5nm及7nm晶片約20%產能。

不過，海思今年釋放出的產能很快就會被蘋果，以及可能於今年底出貨5nm晶片的AMD等廠商分食掉。

據悉，海思砍單的5nm產能被蘋果全部拿下，蘋果還要求台積電第四季度追加1萬片5nm晶片產能。

另外，台積電為AMD定製了5nm製程強化版，已被AMD提出每月超過2萬片12吋晶圓的需求，計劃今年第四季度到位。

而蘋果追加約1萬片的產能需求，很可能也將採用這項製程。

對於海思來說，無論是砍單，還是臨時追加5nm製程晶片訂單，都是無奈之舉，都是應對美國打壓的被動舉措。

台積電之前公布5nm工藝良率達到了80%，這在量產初期算是一個很高的水平了。

而隨著第三季度和第四季度逐步上量，良率還會穩步提升。

這些對於希望儘快拿到5nm製程產能的晶片廠商來說，機會越來越大，特別是到了2021年的時候，會有更多的廠商考慮邁入5nm製程大門。

就在上周，NXP（恩智浦）宣布加入了台積電的5nm製程產能爭奪戰。

該公司新一代汽車晶片將採用台積電5 nm製程(N5P)，台積電預計在2021年交付首批5nm製程樣品給恩智浦的主要客戶。

這似乎是一個信號，2021年，除了前文提到的那些晶片廠商會陸續跟進台積電5nm製程外，很可能會有更多的廠商加入這一行列，從而填充不斷成熟和提升的5nm產能。

那麼，情況會完全按照這個劇本進行下去嗎？答案是不一定。

不確定性

我們知道，台積電最賺錢的製程分別是7nm、16nm和28nm。

據悉，台積電2020年第一季度逆勢增長，實現凈利潤1190億元新台幣，創下歷史新高。

第一季度營收達到3106億元新台幣，同比增長42%。

其中，7nm製程營收占比高達35%，10nm占比僅為0.5%，16nm則占到19%，16nm及更先進位程占到了55%。

而接下來的5nm製程將會進一步鞏固這一局面。

在這樣的背景和發展勢頭下，台積電還將繼續對成熟的7nm工藝進行改進，以進一步提高產量，以將7nm工藝擴展到更多的中端晶片客戶中。

而目前台積電7nm產能就處於供不應求的狀態，在進一步升級之後，其在未來幾年的發展前景依然樂觀。

而這是否會在某種程度上與5nm產能形成一定的競爭關係呢？畢竟5nm是全球最先進的量產製程工藝，其價格非常的昂貴，能夠承受的廠商畢竟是少數，7nm、6nm同樣是非常先進的製程了，都是不錯的選擇。

另外，新冠肺炎疫情和美國貿易壁壘都是重大且未來不確定性因素，對先進位程未來的應用走勢會產生潛移默化的影響。

在前不久召開的台積電股東會上，有股東提問，若無法承接華為海思訂單，是否會對明年業績有影響，台積電董事長劉德音回應稱，若沒有海思訂單，無論是在產能、訂單或手機市占率等層面上，有很多客戶想要填補空缺，但也不知道要多久才能補上，得看產業連動性、產業敏捷性；他也坦言，希望這件事不要發生，但若發生，盼很快就能補上。

從劉德音的回答也可能看出明年5nm產能利用率是存在不確定性的。

在全球大局勢和強大的非市場因素干擾下，即使是像台積電這樣有巨大影響力的企業，也很無奈。

對於先進位程工藝的進展，劉德音表示，5nm製程預計明年可實現大規模量產，強化版 5nm製程將於2022年量產，目前正在研發相當於第三版5nm製程的4nm技術，預計2023年量產。

三者設備均可通用。

不過，從宏觀經濟形勢來看，劉德音認為，未來經濟出現 V 型反轉不太可能，可能是 U 型或 L 型。

這說明經濟復甦是一個相對漫長的過程，這也在一定程度上制約了先進位程的普及，因為市場需求量恐怕沒那麼大了。

談到5nm製程的產能和需求，上周末，摩根大通做了一個統計，具體如下圖所示。

該機構認為，如果貿易壁壘持續存在的話，從今年第四季度開始，台積電5nm產能可能會出現利用率下降的局面，且暫時沒有除蘋果以外的大客戶填補缺口。

從圖中可以看出，華為海思的5nm晶片訂單量還是很可觀的，僅次於蘋果。

而在2021年，由於受到貿易壁壘限制，圖中預測的海思每月25k-35k片晶圓的量可能不復存在（我們當然希望這種情況不發生），而後邊客戶對5nm產能的需求量又有限，雖然會有多家客戶分食掉海思的，但似乎還不夠，到那時，供需關係是否會如2020年這樣，要畫一個問號了。

再者，為了保持技術的先進性和領導力，台積電稱2020全年資本支出不會改變。

特別是在發展7nm和5nm先進位程方面，該公司依然在不斷下單EUV光刻機。

除了ASML的光刻機之外，EUV相關的光罩、模組也在瘋狂下單。

與此同時，ASML官宣了全新的EUV技術，這項技術是第一代HMI多光束檢測機HMI eScan1000，該設備適用於5nm和更先進工藝，據稱可讓廠商的產能暴漲600％。

HMI eScan1000是一套基於HMI多光束技術的高科技監測系統，專門對晶圓質量進行檢測。

HMI eScan1000能夠同時產生、控制九道電子束，極大地減少了晶圓質量分析所耗費的時間成本，與單個電子束檢查工具相比，吞吐量提高達600％。

600％的提升是個什麼概念呢？打個比方，今年上半年，台積電的5nm工藝產能達到1萬片晶圓／月，雖然前期受到疫情影響，但預計出貨的高峰期會在Q3，有了新EUV設備的支持，產能將提升到7－8萬片晶圓／月。

當然，產能漲600%只是一個理論上的數據，在完成晶圓檢測之前還有提純、鍍膜等諸多流程，每個環節都會影響最終產能效率。

如果這樣的產能提升效率在2021年得到釋放，那麼到時候5nm的產能會很可觀，是否能夠有足夠的客戶需求去填充，目前來看存在著很大的不確定性。

最後，三星也是一個重要的考量因素。

因為到了2021年，三星的5nm產能也會放量，這樣，市場上整體5nm晶片製造能力又會提升一大塊。

前一段時間，三星宣布其5nm製程產線搶下了高通和英偉達的訂單。

不過，業界普遍認為，三星晶圓代工的5nm產能及良率在下半年仍然難以追上台積電，台積電有信心成為今年唯一能提供5nm量產的晶圓代工廠。

5月，三星宣布計劃提升位於韓國平澤工廠的晶圓代工產能，新的晶圓代工生產線將基於5nm工藝打造5G、高性能計算(HPC)和人工智慧(AI)晶片。

該公司希望新的代工線能在2021年下半年全面投入使用。

目前，採用三星5nm製程製造的晶片主要包括三星新款處理器Exynos 1000，這款晶片將會在今年底或明年初發布。

此外，還有谷歌自研的SoC 「Whitechapel」，有望在Pixel系列手機上使用。

另外，高通的5G晶片訂單，特別是基帶晶片X60，除了由台積電代工外，可能還有一部分交由三星生產。

綜上，台積電5nm製程產能在今年是供不應求的，但到了2021年就不一定了，存在著諸多不確定性。

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