違背初衷將5nm和3nm先進(jìn)工藝轉移到美國生產(chǎn),臺積電也是有苦難言
在11月21的2022年亞太經(jīng)濟合作經(jīng)濟領(lǐng)袖會(huì )議上,臺積電創(chuàng )辦人張忠謀親口對外證實(shí),臺積電目前最先進(jìn)的3nm制程工藝將轉移到美國生產(chǎn),地點(diǎn)同樣是位于美國亞利桑那州的晶圓工廠(chǎng)——第一階段生產(chǎn)5nm工藝,第二階段生產(chǎn)3nm工藝。此外,臺積電在亞利桑那州的工廠(chǎng)將于12月6日舉行第一批設備到廠(chǎng)典禮,到時(shí)張忠謀與其夫人張淑芬也會(huì )參加。
2020年,臺積電宣布在美國亞利桑那州建設5nm晶圓廠(chǎng),投資120億美元,預計2024年量產(chǎn)5nm工藝,月產(chǎn)能2萬(wàn)片;之后若再量產(chǎn)3nm工藝,傳言也可能將投資120億美元,月產(chǎn)能2萬(wàn)片。業(yè)界稱(chēng),臺積電在美國亞利桑那州的晶圓廠(chǎng)雖然產(chǎn)能不大,且工廠(chǎng)既沒(méi)蓋好又沒(méi)量產(chǎn)的情況下,就有很多人搶著(zhù)要包下產(chǎn)能,使得臺積電現在就急忙規劃第二階段的廠(chǎng)房建設。
值得補充的是,除了在美國亞利桑那州建設晶圓廠(chǎng)外,臺積電還在日本熊本建設晶圓廠(chǎng),總投資86億美元,制程工藝涵蓋28nm、22nm、16nm、12nm,月產(chǎn)能5.5萬(wàn)片,預計2023年下半年建設完工,2024年量產(chǎn)出貨。再有傳言稱(chēng),臺積電還在與德國商談,有意在當地建設晶圓廠(chǎng)。
實(shí)際上,去美國建晶圓廠(chǎng),臺積電一度很不情愿。張忠謀先前坦言,臺積電赴美國亞利桑那州建設先進(jìn)晶圓廠(chǎng),是在美國政府敦促下做出的決定,而且當時(shí)他已退休,是由現任董事長(cháng)劉德音做出這樣的決定。張忠謀認為,美國祭出數百億美元的補貼,但根本不夠用于提振本土芯片制造業(yè),而是昂貴、徒勞的作為。雖然美國本土芯片制造產(chǎn)能會(huì )增加,但成本也很高。盡管美國有著(zhù)最好的設計能力,但在美國制造的芯片,因為單位成本太高,恐難以在全球市場(chǎng)上競爭。
臺積電原本想要一直扎根中國臺灣,保持中立,當好全世界的芯片代工廠(chǎng)。但毫無(wú)疑問(wèn)的是,臺積電終究還是被迫卷入了美國精心布置的棋局,做出些許有違初衷的決策。面對美國這樣一個(gè)超級大國,臺積電當然不可能也不會(huì )與之正面叫板,聽(tīng)美國的話(huà)行事反而是聰明之舉。雖然在美國亞利桑那州制造芯片的成本可能比中國臺灣多出50%以上,臺積電也已打算在那里生產(chǎn)5nm和3nm工藝;但對臺積電來(lái)說(shuō),不僅不吃虧,還可在一定程度上起到遏制英特爾和三星等競爭對手的效果。
一方面,臺積電在美國亞利桑那州的晶圓廠(chǎng)不缺客戶(hù),特別是臺積電第一大客戶(hù)蘋(píng)果近日更是放話(huà),準備從美國亞利桑那州的一家工廠(chǎng)購入美國制芯片,預計會(huì )在2024 年開(kāi)始投產(chǎn),外界推測很可能就是臺積電在亞利桑那州興建的廠(chǎng)房。另一方面,英特爾和三星是臺積電當下及今后最重要的兩大競爭對手,二者都想抓住任何可能的機會(huì ),在先進(jìn)制程芯片代工市場(chǎng)上搶奪臺積電的份額,動(dòng)搖臺積電在行業(yè)的霸主地位。既然美國正在努力重振本土高端芯片制造業(yè),如果臺積電堅持不去美國建廠(chǎng),那么很可能就給了英特爾、三星甚至格芯等商業(yè)競爭對手以可趁之機,也有可能成為美國今后尋找借口并重點(diǎn)打擊的對象。
有人認為,全球高端芯片制造已經(jīng)被ASML和臺積電壟斷。甚至于,沒(méi)有這兩家企業(yè),世界就無(wú)法生產(chǎn)高端芯片。ASML向全球獨家供應EUV極紫外光刻機,其中有大量EUV光刻機出貨給臺積電;臺積電則向全球供貨大約92%的高端芯片,臺積電制造的高端芯片可以用于手機、平板、電腦、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、超級計算機、智能機器人、物聯(lián)網(wǎng)、AR/VR頭戴設備等等。臺積電在芯片制造領(lǐng)域確實(shí)擁有很高的話(huà)語(yǔ)權,但軟肋同樣顯而易見(jiàn)——上游的設備和材料等尤其依賴(lài)美國、歐洲和日本廠(chǎng)商的供應,先進(jìn)制程工藝的客戶(hù)又是以美國廠(chǎng)商為主。
據彭博社公布的數據,2022年臺積電前十大客戶(hù)依次為蘋(píng)果、聯(lián)發(fā)科、高通、超微、博通、英偉達、索尼、美滿(mǎn)、亞德諾半導體,索尼、英特爾和意法半導體。其中,蘋(píng)果作為臺積電第一大客戶(hù),在臺積電的營(yíng)收中貢獻了大約四分之一的比重。而蘋(píng)果所看重的,正是臺積電先進(jìn)制程工藝在業(yè)界的實(shí)力。似乎在某種程度上,今后臺積電的興衰成敗恐怕都要系于蘋(píng)果。臺積電推出新一代制程工藝,蘋(píng)果往往是第一批有實(shí)力嘗鮮的客戶(hù)。像蘋(píng)果這樣財大氣粗的客戶(hù),全世界屈指可數。過(guò)去臺積電還有華為這家同樣揮金如土的大客戶(hù),但今時(shí)不同往日。蘋(píng)果向臺積電新一代制程工藝下大筆訂單,反過(guò)來(lái)又支持了臺積電先進(jìn)制程工藝研發(fā)和規模量產(chǎn)。假設蘋(píng)果的訂單被部分甚至全部搶走,對臺積電來(lái)說(shuō)都是重大的打擊。事實(shí)上,英特爾就非常想爭取到蘋(píng)果的訂單。
半導體正越來(lái)越成為中國臺灣的產(chǎn)業(yè)支柱,2020年占當地GDP的16%,2021年占當地GDP的20%;預估2022年及今后,半導體在中國臺灣GDP中的占比會(huì )更高。臺積電作為世界級芯片代工龍頭,簡(jiǎn)直到了大而不能倒的地步,并努力維持自身在行業(yè)中的龍頭地位。
不過(guò),有行業(yè)人士以10年為期做合理的假設和預測。他寫(xiě)道,從技術(shù)上,假設摩爾定律在2026年走到盡頭,制程工藝達到了1nm的線(xiàn)寬。雖然在先進(jìn)制程上,臺積電目前領(lǐng)先英特爾和三星電子1~2年,但是到了2031年,落后者也將趕上,形成三強鼎立的態(tài)勢。臺積電在先進(jìn)封裝上,仍會(huì )繼續領(lǐng)先一陣子,但10年后的差距也不會(huì )太大。
他繼續稱(chēng),今后對臺積電更大的沖擊會(huì )是,如果大客戶(hù)蘋(píng)果開(kāi)始自建晶圓廠(chǎng)怎么辦?這個(gè)可能性是存在的,尤其當先進(jìn)制程走到盡頭,自有晶圓廠(chǎng)會(huì )是廠(chǎng)商的一個(gè)選項,有部分會(huì )重回IDM模式。更何況蘋(píng)果具備優(yōu)渥的條件自建晶圓廠(chǎng),因為蘋(píng)果只需要幾個(gè)產(chǎn)品就可以撐起一座晶圓廠(chǎng)的產(chǎn)能。
該行業(yè)人士很肯定地認為,中國大陸會(huì )是未來(lái)10年全球半導體產(chǎn)業(yè)興起的另一個(gè)變數,雖然最近受到美國卡脖子政策的影響,制程工藝暫時(shí)停留在15~28nm之間。10年內中國大陸要自制EUV光刻機仍然不太可能,但要生產(chǎn)出193nm浸潤式DUV深紫外光刻機是非常有機會(huì )的。而這項設備加上多重曝光,將可以做到5nm制程工藝。預估到2031年,中國大陸會(huì )是在5nm及以上制程工藝產(chǎn)能的領(lǐng)先者。
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