全球晶片製造巨頭台積電,是如何煉成的?

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來源:遠川科技評論

作者:蔡錦鵬

1月以來,台積電被推上了風口浪尖,有傳聞說,美國正在向台積電施壓,阻止它代工華為的晶片,以便對華為實現釜底抽薪。

為什麼台積電是華為的命門?原因很簡單:華為負責的是晶片設計,但是要造出能用的晶片,還需要晶片製造代工廠

簡單說,華為畫出了精美的裝修圖紙,但施工落地,還得靠台積電。

而且更為可怕的是,台積電作為晶片業的施工隊,已經走上了一家獨大的道路:

從市場占有率來看,台積電的份額已經超過了一半,產能上有壓倒性的優勢。

從工藝水平上來看,台積電的工藝水平已經達到了7nm 製程,除了三星還能勉強跟隨,全球其他對手的都已經被甩開幾個身位,而大陸的中芯國際,才剛剛摸到台積5年前的水平

在這種既有量又有質的情況下,台積電被各個知名晶片設計公司爭相追捧,蘋果、高通、華為、AMD的核心晶片都搶著交給台積電生產,否則,生產出來的晶片往往不盡人意。

像蘋果從A11系列開始,就不再交給三星代工,讓台積電獨家代工。

而AMD,也放棄了自己多年的搭檔格芯,把新的銳龍系列交給台積電。

那在晶片代工賽道如同博爾特一般上一騎絕塵, 甩開對手的台積電,究竟是怎麼煉成的呢?

2019年Q4 全球晶體代工市場份額

Part 1. 如何煉

台積電的發家史,簡單說是拿到了三把鑰匙:

創始人紮實的技術背景、行業從一體化轉向分工的東風、良好的政策環境。

先談談創始人張忠謀。

張忠謀大半個世紀前就先後就讀哈佛、麻省理工這樣的世界名校。

又就職於世界模擬晶片大哥德州儀器,並擔任全球副總裁, 創立英特爾、摩爾定律的提出者的摩爾、集成電路之父傑克•基比都是跟他談笑風生的同事好友。

這些積累在日後發揮了不可忽視的作用,台積電起步的時候,總經理就是通用電器半導體總裁戴克;第一筆大廠訂單,就是老熟人英特爾總裁格魯夫下的;2012年,半導體設備製造商ASML 願意下游廠商入股, 台積電又和三星、英特爾這樣數一數二的國際大廠一起成為股東。

這些隱形的人才、品牌和上下游關係資源,都是其他小廠不能比的。

創始人攢齊了高大上的學術背景、紮實的業內經歷、深厚的業內人脈,說台積電是含著金湯匙出生也不為過。

再聊聊藉助的行業東風:

半導體行業從8英寸向12英寸升級的過程中,成本急劇上升,一座8英寸的晶圓廠造價視產能最低1億,最高15億美元,一般的企業咬咬牙還能頂上。

而一座新的12英寸晶圓廠造價則高達25億到30億美金,這就許多晶片企業都開始望而卻步,偏偏2000年網際網路泡沫的破滅更是加劇了它們的財務危機。

這種情況下,晶片產業從企業內部一體化IDM製造,向設計和製造分工轉變的需求變得十分強烈

而台積電則抓住機會擬定「群山計劃」:針對五家採用先進工藝的IDM大廠,為其量身訂做解決方案。

為了節約成本,IDM大廠開始嘗試放棄自建晶圓廠,將製造轉交給台積電,甩開包袱,集中精力搞設計。

這種踩中了時代潮流的決策自然是大獲成功,不但成就了台積電,也成就了它的客戶。

比如聯發科,就依靠台積電的產能,大量出產山寨機晶片,一躍成為世界級晶片設計公司。

最後要說的就是當地政府的推動:

台灣當局在創立台積電的時候就出資1億美金入股,幫台積電跨過了第一道資金門檻。

技術上,台灣當局還大力引進歐美技術外援。

其中引進的美國無線電公司的CMOS技術成為了未來集成電路製造最重要的技術之一,讓台積電在製造技術上力壓對手。

更為重要的外援則是占股27.5%的荷蘭飛利浦,這個股東有多厲害呢?簡單來說,它旗下有一個設備部門,獨立發展以後的名字叫ASML(阿斯麥),生產著80%的晶片製造界的最高明珠:光刻機。

此外,台灣當局還把張忠謀聘為「台灣工研院」院長,其實就是把台灣的半導體精英都送到了張忠謀面前以供挑選培養。

可以說是跑前跑後,出錢出力出人。

Part 2. 如何穩

拿下領先地位以後,台積電又拋出了兩招,進一步穩固了自己的地位:

一招是高額研發

台積電在研發上,可以說是十年如一日的下血本,不管盈利和虧損。

比如2005年,代工行業因為產能過剩掉入低谷, 中芯國際等對手不得不減少研發支出,而台積電則加大投入。

2009年,金融危機席捲全球,台積電也迎來虧損,但張忠謀的應對卻是逆向投資。

結果就是,中芯國際、聯電等對手,2005年的時候,製程差距還不大,短短5、6年,就迅速被拉開。

台積電和競爭對手的研發投入, 來源:興業證券整理

2010年後,台積電開始與國際巨頭,三星、格芯以及英特爾肉對肉對抗。

台積電直接在2014年祭出「夜鶯計劃」:組建一支300人以上,24小時不間斷的研發部隊。

這種不間斷的加班爆肝,讓台積電率先拿下了10nm,也獲得了蘋果唯一供應商的地位,三星的10nm技術打折也找不到幾個客戶,而聯電和格芯更是在2018年宣布退出10nm以下工藝的研發,生生被拖垮了。

在製程領先以後,台積電的另一手就是資本投入上壓倒對手

晶片製造行業,規模效應非常明顯。

一方面擁有大產能的企業獲得了對上游供應商較強的議價能力,以低價購入生產設備和原料。

更大的生產設備也能帶來更高效的產出,比如一座12寸晶圓廠,每次加工晶片數是8寸廠的兩倍多,使晶片生產成本更低。

這樣,第一名就可以做到最低的成本,並且發動價格戰,打到對手虧本。

因此經常出現第一名掙大錢,第二名不賺不賠,第三名開始虧錢的行業格局。

台積電在資本上的投入也十分驚人,2019年全年資本支出高達4600億元新台幣,約為150億美元,同期中芯國際為18.8億美元,即便是世界第二晶圓廠——三星,在晶圓代工部分的資本開支也僅有台積電的三分之一,為50億美元。

某種意義上,台灣多次位居晶片資本開支世界第一的地位,幾乎是台積電一己之力促成的。


台積電和競爭對手資本開支對比 來源:IC insight

從銷售毛利率上來看,由於領先製程能拿到高端晶片,以及價格優勢帶來的高產能利用率,台積電年均保持40%以上的毛利率,2017年更是達到了50.62%,自己製造晶片利潤能達到這個水準的,也僅有老大英特爾和老二三星。

來源:wind

這讓台積電走向了 高投入-低成本-高銷量-高投入的正向循環。

也讓對手走向了 投入-低毛利-沒錢投入-毛利更低的惡性循環。

在業內,有不少分析認為台積電的成本優勢是折舊激進,使產品成本低,有價格戰優勢。

這個觀點是不正確的。

折舊攤銷的政策只會影響帳面財務成本,可以造成帳面上自己的產品率先進入低成本運營期間(對手7年折舊,自己5年折舊,自己就先於對手兩年進入0折舊費用期間),但實際上並沒有真正影響企業成本。

台積電的成本優勢來自於高額研髮帶來的技術優勢,和天量資本開支,帶來的規模效應

Part 3. 怎麼追?

回顧台積電的歷程,人才、技術、機遇、資本投入,是台積電成功的四大要素,這也反襯出了中國大陸的選手中芯國際的難處:

1. 人才競爭上:大陸的高薪人才大量集中於能快速變現的網際網路巨頭,盈利緊張的中芯國際難以給開出足夠吸引人才的薪水。

2. 技術上:雖然製造工藝可以不斷積累,但最新工藝必然依賴最新設備。

這種情況下,沒能進入ASML 股東圈子的中芯國際必然要晚於台積電獲得最新裝備。

比如最新用於7nm的EUV 高端光刻機,就被台積電和三星買走,中芯國際還得排隊。

更何況美國還在頻頻施壓,阻止ASML對華出售最先進的EUV光刻機。

但機遇和資本投入上,屬於中芯國際的風,也在陸續吹來。

隨著外部局勢的緊張,華為的轉單已經提上日程,隨著中芯國際14nm的成熟,這將給中芯國際提供強勁的下游需求,走出落後-產能利用率低-不盈利-更落後的困境。

資本上,大基金一期二期的支持陸續到位,在大基金一期中,中芯系企業(中芯國際、中芯北方、中芯南方)陸續收到了近200億的支持,占大基金一期20%的份額。

考慮到二期規模更大,任務更緊迫,可以遇見更大的支持。

中芯國際,在「大基金」一期投資中的比重 來源:國家集成電路產業投資基金

雖然眼下談中芯國際超越台積電,無疑是拿兒童與博爾特賽跑,但是來者猶可追,博爾特的記錄就是用來打破的,奧林匹克的精神就是更高更快更強,以博爾特為目標,不拋棄不放棄,那麼明天的自己,能比昨天跑得更快一些。


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