陈经:台积电不是什么“护国神山”,过去的发展逻辑已经不够了

来源:观察者网

2021-11-01 08:19

陈经

陈经作者

风云学会会员,《中国的官办经济》

【导读】 美国的下一个猎物,是台积电? 台积电赴美日建厂一事,在全球半导体产业生态中搅起一丝水花。此外,美国政府大摆“鸿门宴”,“诚邀”台积电、三星等全球主要半导体供应链上中下游厂商赴会。同时,要求各家“自愿”提交过去三年的客户信息等26类商业机密,否则别怪不客气。 尽管台积电高层明示受到“政治胁迫”,也预言美国无法建起半导体产业链,但木已成舟。至于是否要“出卖”客户机密,台积电闪烁其词。 另一方面,美中日韩等全球重要经济体纷纷加入半导体“大战”,中美早已入局,韩国追加投资,日本希望重返赛道。 群雄逐鹿之时,即便如台积电这样的行业龙头,也无法避免影响。更何况假如一步选错,全盘皆输也不是不可能。 美国会拆分台积电吗?台积电的抉择之路在哪里?且看下文分析。

【文/观察者网专栏作者 陈经】

2020年5月15日,台积电公布了在美国亚利桑那州投资120亿美元建新工厂的计划。2021年6月初,台积电透露,已经在亚利桑那州凤凰城开工了一段时间;预计2022年下半年移入机台,2024年第一期厂房开始量产5纳米芯片,产能2万片。

开工半年后,台积电亚利桑州建筑工地状况

台积电在台湾地区以外的晶圆工厂,已经建成的只有三个:分别是南京厂(晶圆十六厂),上海厂(晶圆十厂),以及美国华盛顿州的晶圆十一厂。

台积电在台湾地区的晶圆厂,分布在新竹科学园、南部科学园、中部科学园,简称为竹科、南科、中科。2020年上半年数据显示,台积电营收占三大科学园总营收(合3223亿人民币)的41%,相比上年增加了2.2个百分点。台积电总部和研发中心在新竹,还有二、三、五、八、十二A、十二B,共六个晶圆厂。台南有六、十四、十八,共三个晶圆厂,还有中部科学园的晶圆十五厂。

主流晶圆厂有6寸、8寸、12寸三种。按面积折算,1片12寸晶圆约等于2.25片8寸晶圆,可以全部折算为8寸等效产能。全球半导体企业的市场份额,基本与手头掌握的等效晶圆产能相关。

等效晶圆产能排全球前五的芯片公司

2020年底,台积电的等效晶圆产能是每月271.9万片,仅次于三星排全球第二。大陆晶圆产能最多的是中芯国际38.9万片排第10,英特尔、联电、格罗方德、德州仪器则排名第6到第10。中国本土企业所有晶圆厂总产能也只有160多万片,占比仅有7.6%。加上西安三星、无锡海力士、南京台积电、大连INTEL等外资晶圆厂,占比也只是13.9%。

这个占比排名近期很难发生变化,因为晶圆厂投资周期很长,建成后调试良率达标还需要时间,三年很常见。而且,并不是有钱就能投资,要考虑各种条件,技术设备供应链能不能保证,人才够不够等等。预计2025年中国大陆企业加上外资厂的晶圆产能占比也很难超过20%。即使台积电在南京厂的扩产计划由原定的4万片大幅提升至每月10万片,也难以改变大陆晶圆产能份额严重不足的格局。反对台积电在南京扩产的,很可能是不了解这个常识。业界人士对此只能摇头,需要的芯片业知识太多,补不胜补。

值得注意的是,台积电虽然排在第二,但在前五名里的地位很特殊。三星、美光、海力士、铠侠的主要晶圆产能是用于自己生产存储芯片,这类产品敞开供应,产能不算稀缺,只是价格波动问题。台积电的晶圆产能专营代工,主要是价值更高的逻辑芯片,代工市场占比超过一半,在7纳米、5纳米先进制程领域还实现了垄断。

英特尔又是另一类,自己生产高价值的CPU,虽然晶圆产能只是第六名,但销售额和产业地位一直是芯片业世界霸主。直到2021年二季度,三星才以197亿美元芯片销售额超过英特尔的196亿,升到世界第一。苹果也发起挑战,推出的M1、M1 Pro、M1 Max芯片性能提升惊人,在台积电5纳米制程支持下吊打英特尔的CPU。

台湾股票指数走势,2008年10月至今

台积电股票市值在6000亿美元,占到整个台湾股市总值的约三分之一(近期要少一些了)。台湾股指创新高,台积电是主要动力,相比2016年市值翻了快10倍。

台积电的崛起当然要依靠自身的技术努力,在浸入式光刻机应用、FinFET工艺等多个重大技术节点全部选择正确,并竞争胜利。但是台积电达到目前的行业地位,市值东亚第一、超过腾讯阿里,远远甩开行业老霸主英特尔,完全出乎业界预料。全球经济学界也没有想到。这是因为发生了无法预测的技术突变,而且这次突变的性质还很不一样。

按照“正常预期”,全球芯片业卡在10纳米的制程是到物理极限了,英特尔化身“牙膏厂”,隔段时间挤出一点进步,摩尔定律随时中断。但是发生了技术突变,荷兰ASML成功研发出了EUV光刻机(美国EUV LLC联盟扶持的),造出了新一代“神剑”。另一个技术突变是,台积电用DUV浸润式光刻机、FinFET立体工艺不断提升指标与技术能力,练习出了高明的“剑术”,再结合EUV光刻机,将先进制程不断推进到7纳米、5纳米,之后3纳米、2纳米理论上也没有问题。业界认为摩尔定律到2030年仍能维持。

通常的技术突变,首创者未必能笑到最后。技术路线通了以后,新赛道上群雄并起,先发优势可能很快就没了。但是芯片制造深入到14纳米、10纳米的先进制程以后,逆向的摩尔定律“芯片制程进步需要的投资额翻倍”不断起作用,终于将一个芯片厂的投资推向了上百亿美元。群雄们不仅没有“并起”,反而不断退出,巨额投资搞芯片制造,实在太容易赔钱了。

2018年,格罗方德宣布放弃7纳米研发。太烧钱。但更严重的问题是,即使烧出来了,如果良率指标不行、竞争不过,订单稀少都没法回本。早在2014年,IBM就贴钱把亏损的芯片制造部门卖给格罗方德。而格罗方德,其实是AMD在2008年分出去的芯片制造部门,AMD觉得制造是负担。

曾经的光刻机三巨头,日本佳能和尼康占两家。但是,日本企业认为EUV光刻机过于复杂放弃了研发,没有跟上ASML。

2010年以来,芯片制造业界上演了不知多少场组合重整的大戏,行业变迁极为剧烈。日本尔必达、德国奇梦达等内存生产商被挤得破产,晶圆工厂被卖来卖去,开支大又不挣钱,很快就会撑不住。

总体来说,更能吃苦耐劳的东亚芯片制造企业,比美国和欧洲企业发展好。而东亚企业里,韩国、台湾地区、中国大陆的企业,又比日本企业发展好,日本相对来说没有过去那么拼了。

台积电选择了正确的发展路线,专心服务客户做好代工,不搞芯片设计,和客户没有竞争关系。这样的专注,在多年积累后收到了很好的效果。摩尔定律不断推进,芯片制造投资成本指数上升,技术难度指数上升,代工竞争对手纷纷掉队。在先进制程领域,只剩下三星和台积电有技术能力和产能,而且还在不断增加资本支出,达到每年300多亿美元的可怕水平。

2021年8月,台积电通知客户全面涨价20%,其它代工企业也跟涨。芯片荒与稀缺的高端制造能力,让业界形象本来低于芯片设计的芯片代工业,成为行业制高点。

2020年芯片市场分额(按设计分类)

芯片业的市场份额与地位,除了按晶圆产能来分,还有按芯片设计公司所属国家或地区来分,也是很有效的观察指标。美国是行业霸主,Fabless模式纯设计占64%的份额,苹果、英伟达、高通、博通、AMD等公司都是行业龙头。在IDM自有工厂的模式,美国也占了50%份额,英特尔、美光、德州仪器等公司晶圆产能都不小。

韩国主要靠巨大的内存生产能力和三星自己的逻辑芯片占据IDM市场份额,但是纯设计几乎没有份额。日本和欧洲公司内存生产竞争失败,主要是靠逻辑芯片IDM模式有些份额,纯设计能力也不行。

中国大陆与台湾地区其实模式相近,大陆设计能力成长不错,15%的纯设计市场份额相比2018年多了2%,整体份额也多了2%。台湾的联发科、联咏、瑞昱等设计公司也很有实力。

当地时间2021年4月12日,美国华盛顿特区,“恢复半导体和供应链首席执行官峰会“在白宫举行,美国总统拜登出席。@视觉中国

其实从晶圆产能和芯片设计市场份额两个排名表来看,美国的霸主地位已经松动。美国纯设计的业界大公司产量极高,但是没有晶圆产能,需要依靠东亚企业代工。台积电、三星、联电、中芯国际等代工企业,已经隐约成了芯片业界的主导力量和发展瓶颈。美国自己这边,代工企业格罗方德表现不佳;英特尔的芯片制造研发成了业界笑柄,迟迟无法突破,甚至高端芯片要让台积电代工;苹果等美国公司需要争抢台积电的高端芯片产能,接受涨价;高通等公司则需要中芯国际的产能。拜登上台后,已经几次开会总结问题,强迫催促台积电和三星到亚利桑那开工厂,就是应对措施之一。

不仅是美国,欧洲、日本、韩国都在重新审视芯片业,面对变局积极规划,更不用说中国举国震动。过去让台积电不断成功的市场逻辑,必然会发生大变化了。

芯片市场的主要玩家也就是综合实力靠前的几个大经济体,美国、中国、欧洲、日本、韩国。2020年台湾地区的GDP约合6650亿美元,只有韩国的40%,日本的13%,本来是不太行的。但是,因为特殊的市场环境,经济大国多少有些忽视了芯片代工的战略意义,任台积电在市场自由竞争中不断取胜。

美国和中国都将投入巨大资源,提升全球芯片行业的市场地位,欧洲、日本、韩国也纷纷推出规模宏大的计划。晶圆产能、设计份额、自有工厂、高端制造能力,都将进行激烈的竞争,“群雄并起”的格局一定会出现。而这些竞争,将不再是过去的市场规则主导,而是改由国家级别的非市场行为主导。

日本制定了芯片业发展计划,光刻机企业重新发起技术冲击。韩国准备10年内投资510万亿韩元(约3万亿人民币),加强逻辑芯片设计与制造能力,冲击第一芯片大国。欧盟计划推出《芯片法案》,提升芯片制造能力。美国正在酝酿大动作,态度明显不一样了,520亿美元发展芯片的提案只是前奏,已经把芯片业的自由市场原则搞死了。

美国要求台积电、三星等公司交出客户资料,借口是理清全球芯片供应状况,但谁都知道这是赤裸裸的非市场霸权行为。台积电一边说要帮客户保密,一边说会按时提交反馈给美国政府,具体细节要看后续进展,如数据是不是有脱敏保护。但是市场趋势很明显,大环境变了,台积电过去靠专心服务好客户、搞好技术就能发展好企业的逻辑,已经不够了。

台积电近期股价周K线

在这个全球芯片竞争忽然变成“大国游戏”的图景下,台湾地区与台积电由于历史原因而形成的地位,不仅无法令自身成为“大玩家”,反而因综合实力远远不够,想保都无法保住,只会不断下降。台积电能做的,就是在过程中审慎决策,不要遭受灭顶之灾;如果未来能平稳过渡,仍有相当的行业地位,就算是不错了。也许是因为这个逻辑,近日台积电股价一直波动,未来存在隐忧。

综合国力排前的大国都在努力提升芯片制造产能与高端制造能力,台积电失去代工市场份额与技术领先地位,只是时间问题,虽然芯片业研发突破与产能积累需要较长的时间。过去不敢投资的芯片厂,主要大国拿出上千亿美元凶猛投资不成问题,也会通过本国设计企业保证订单,不可能放任新建的芯片厂被市场挤垮。

台积电的最大风险,个人以为是美国发动对中国的全面芯片攻击,中国经济衰退,发展事业面临中断风险,但这是国防法明确规定的需要军事保卫的情形。另一个风险是“台独”势力铤而走险,引发大陆军事行动,台积电也没法应对了。

从经营风险来说,台积电不太可能支持“台独”(如果其经营者是理性的),更不可能是什么“护国神山”。相反,面对不可避免的统一大势,台积电应该支持和平统一,拒绝无意义的抵抗。某种程度上来说,台积电在岛内的巨大产能,对于让美国冷静下来也有意义,不要贸然对中国发起全面芯片进攻。即便是代工份额超50%、技术实力绝对领先的行业翘楚,在已经开始的大国芯片竞争中,台积电也只能如履薄冰、小心应对,绝不敢耍大牌。

笔者以为,台积电必然要分散投资,集中在岛内风险高,各大国也无法接受。受美国逼迫到美国建工厂,也可能因为美国国内各种因素掣肘,如工人数量及素质不够、研发不肯吃苦,导致进程无法加快。待到中国大陆条件具备后,台积电快速与大陆合作,增加产能、引入技术,获得大陆政府与商家信任,仍有很大空间。只要不选择搭上“台独”这条船,台积电完全有明智选择的余地。

对于中国大陆的舆论来说,要避免用过于政治化的立场去分析芯片问题,还是应该多了解芯片行业的基础知识,不要只停留在“放弃幻想、自主研发”的口号水平上,企业生存不能只靠精神。台积电首先是一家企业,这家企业是如何发展起来的、将来地位又会如何下降,逻辑是很清楚的。大陆方面,完全可以用正常的企业逻辑,去看待台积电。

正常的台湾企业,特别是有行业地位的企业,理论上都会支持和平统一事业,比非理性的个人要容易沟通得多。台积电就算在商言商,也有充足理由支持中国经济发展,支持两岸和平统一。最起码经过相互沟通,实现这样的转变并不困难。只要不在这一根本性原则问题上作出错误选择,继续保持服务客户的精神,台积电的未来是有保障的。

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责任编辑:朱敏洁
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