尚青论坛:黄悦轩》请珍惜台湾半导体晶圆制造的优势

台积创办人张忠谋。(资料照)

台湾半导体教父之称的积电创办人----张忠谋先生,即将于2021年4月21日在台湾2021大师智库论坛上发表演说,其演讲主题即是《珍惜台湾半导体晶圆制造的优势》。

受到今年半导体晶片缺货潮的影响,许多终端器件供应商的产品都面临延后交期或取消特定产线产能的问题,部分公司如:罗姆半导体、英飞凌德州仪器和海思等,受影响较大的安防晶片与MOSFET器件产品,需要延长4-9个月的交货期,而像意法半导体和恩智浦等,受影响较小的模拟IC与无线网路晶片产品,平均也需要延期2-4周的时间,斯巴鲁吉普、大众、富豪和福特等车企,因缺少车载MCU晶片,不得不选择停产或关闭特定营业点,这对于疫情缓和下的世界经济复苏,无疑是个严重的打击。

世界各国于是发现台湾对半导体供应链的重要性,为确保商品能稳定量产,欧盟和日美等国甚至直接向台湾经济部寻求帮助,希望可以协同台湾四大晶圆代工制造厂,提供更多产能以缓解晶片缺货的难题,其中不免看到世界对台湾半导体制造是多么依赖,既然我们在整个半导体供应链有着强大的技术优势,还有被视作护国神山的台积电坐镇,我们应当无所畏惧才对,为甚么张忠谋先生还要发表这样的演说?什么原因让他如此警惕?我们不妨看看现行世界半导体发展新趋势,或许能知道一二。

台积电,台湾半导体晶圆制造的龙头,与英特尔三星合称半导体先进制程的三驾马车,然随着英特尔在先进制程开发上的进度放缓,其在该领域里的存在感也越来越弱,2020年英特尔CEO对外承认:7奈米制程的研发进程依然缓慢,不得不将开发时间往后延迟至少半年,这消息如同在向世界宣告全球最先进的制程领域里,只剩台积电和三星这两个选择,但至今台积电依旧不敢掉以轻心,即便在5奈米量产的进度已比三星稍快,张忠谋先生曾说:三星是很厉害的对手,目前台积电暂时有优势,但台积电跟三星的战争绝对还没结束,台积电还没有赢,台积电只是赢了一、两场battle,可是整个war还没有赢。

不断求新求变的三星,是激励台积电永不懈怠的动力,虽然制程良率与IDM的生产模式,让台积电获得较多青睐,但三星也不曾服输,不只将自己公司内部晶圆制造部门独立出来,还对外宣告其半导体长期计划,将在2030年内投入1158亿美元,以强化其逻辑晶片的代工能力,虽拥有全球最大的晶圆产能,但受限于多半需要用来生产自家的记忆体和其他晶片产品,是故能供应的产能也有限,但一旦让三星扩充足够产能,台积电的市场也有可能进一步受影响,看得出来,只要三星一天不放弃追赶,二者在最先进制程上的角逐就不会停下脚步。

英特尔虽在最先进的制程上略显疲态,但他仍是三驾马车之一,其总体制造水准也不输格罗方德联电,囿于其向往一直坚持自主生产CPU等主要晶片产品,却又在制造上没有取得突破,而台积电与AMD的合作,在处理器和显卡上的效能一度超越英特尔自产的产品,面对正蚕食自己市场的AMD,英特尔开始使用新策略,决定在最先进的制程上与台积电合作,让其高端晶片的效能得到最大发挥,以夺回之前被AMD抢占的份额,空闲出来的产能将发包给其他系统厂和设计厂。

虽然台积电得到其高阶晶片的订单,但却需要面对英特尔在次先进和成熟技术市场的领域与其竞争,面对多面向的产品业务,英特尔能够提供给系统厂的成套服务会更加完善,且英特尔将在美国亚利桑那州新建次先进制造厂,能够提供代工的产能也将增大,是故台积电在非最先进技术的市场,尤其次先进技术领域,应更谨慎布局才行。

随着全球对晶片的依赖性增加,各国开始加大对半导体产业的投资,台湾的公司也不例外,各公司一直在寻求能并购的机会,现在虽有近3/4的晶片在亚洲生产,台湾在代工领域的市场比重更占到一半以上,但不排除未来这样的影响力会逐渐下降,当美国、日本和欧洲各国的本土晶片制造厂都在准备建厂,以减少自己晶片对他国的依赖时,大陆、南亚、东南亚等半导体后起之秀也在积极布局,其中,格罗方德与中芯国际这两家在半导体代工界排名前5的公司,还是比较值得关注的,毕竟这两家公司的扩建,完全是直接在较成熟的制程节点上向台湾半导体厂商发起挑战,可能在未来供过于求的成熟制程市场上,台湾的厂家也将得不到更好的定价权

个人认为,其实张忠谋先生所谓台湾半导体晶圆制造的优势,不外乎就是设计、制造和封测分离的生态,这样的模式更受Fabless厂家青睐,毕竟让具设计能力的IDM厂替其代工,智慧财产是否会被抄袭也是个大问号,是故AMD、英伟达和赛灵思这样与英特尔在产品线上有交叠的公司,不太可能将其产品交由英特尔和三星代工,两者顶多与微软、Google、亚马逊、思科等系统厂为主的公司合作。

另一优势是台湾在半导体代工领域长期积累下来的商誉和信用,不同产业彼此都是有惯性的,当一家公司提供的服务非常好,且良品率也非常高,在同样单价的情形下,没有理由去选择其他公司,况且台湾代工产业还在这个领域深耕近40余年,积累下来的顾客忠诚度肯定不言而喻。

最后就是以台积电和联电为首的技术革新了,因为这也是个技术导向产业,唯有走在最前面的人,才能抢占市场,并得到最丰厚的利润,当别人也拥有同样的技术,所得到的利润也就下降了,这也是为什么台积电一直在搞技术革新,并有底气地说,毛利率没有在45%以上的单子我不接的原因,以上就是台湾的半导体晶圆制造优势,希望台湾的半导体制造业能好好珍惜,如同张忠谋先生所言的这样,让这个产业可以一直长长久久,带给台湾人更多的利益与回报。

(作者为北京大学软件与微电子学院硕士、电子公司FPE实习工程师)