倘若没有台积电,美国也要面临“断供危机”?

2021-03-10 17:18:32  阅读 153 次 评论 0 条

  美国也有"芯片危机"?

  这对于很多人来说似乎是难以置信的事情。

  在设备、技术、原材料都处在全球主导地位的背景下,美国本土芯片制造商却遇到了瓶颈

  根据研究机构统计的数据,全球前十大晶圆代工厂里,前两位的台积电与三星共计抢下了全球70%的份额,而其中唯一的美国芯片代工厂格方罗德(格芯)仅有7%的份额。

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  靠着美国市场,台积电遥遥领先

  据台湾当地媒体《经济日报》报道,台积电在2020年总营收再次刷新历史纪录。

  凭借着25.17%的同比增长率,台积电营收达到133.9万亿新台币(折合3097.8亿人民币)。这其中,美国作为第一大市场,台积电斩获了8179.1亿新台币(折合1899亿人民币)的营收,占总营收的61.07%。

  从企业贡献率来看,苹果是台积电第一大客户,贡献营收达3367.75亿新台币。而在华为遭遇美国禁令之后,苹果也成为台积电5nm工艺最重要的贡献者。

  而在车用芯片等领域,靠着强大的产能,台积电完成了逆势增长,坐稳了全球第一芯片代工厂的宝座。

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  相比之下,美国本土芯片代工厂却停滞不停,目前格罗方德停滞在7nm,英特尔也止步于14nm,两家公司早已被台积电甩在身后。

  据路透社报道,由于自身先进工艺难产,加之AMD不断拿下英特尔的市场份额,英特尔也计划委托台积电代工部分芯片来缓解技术落后带来的压力。

  在此之后,联博投资发布了一篇主题为"全世界需要台积电"的报告,强调了台积电代工对于美国举足轻重的地位。

  制造业外流给自己"挖坑"

  根据美国半导体行业协会(SIA)发出的数据,去年美国进口了将近941.5亿美元(约合6086亿人民币)的芯片,这比2019年上涨了19.8%。

  而另一方面,美国本土芯片产能从1990年的37%下跌到如今已经不足12%。

  相比于中国芯片制造受制于光刻机、材料等因素,美国在技术、设备、材料等方面并不落后,芯片制造上的困境似乎是自己给自己"挖坑"。

  从上世纪八十年代开始,美国的制造业开始不断的外流,在降低生产成本的同时,也将设备带到其他地区。

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  以车用芯片为例,由于缺乏制造所需的设备,美国本土车用芯片制造商的订单早已爆满,而这些用于制造车用芯片的设备,大多是20年前的技术,随着美国制造工业的外流,被中国、日本等国家抢购一空。

  想要扩产已经没有可能,只能再次将订单发给台积电等代工厂。

  而车用芯片的现状并非个别现象,在美国将自己的制造环节搬出去多年之后,就形成了空心化的状态,也造成了美国在制造上的缺陷。

  "不争气"的本土企业

  靠着台积电,苹果完成了营收上的奇迹,两家公司就仿佛拴在一条绳子的蚂蚱。但离开了苹果,台积电并不缺少订单,而苹果只能选择其他工艺落后的代工厂。

  除了苹果依赖于台积电以外,AMD、高通、英伟达、英特尔等等都严重依赖于台积电的代工,而更令美国政府着急的是,美国本地代工厂不仅工艺不行,而且很不争气。

  以格罗方德来说,在成都投资100亿美元,建造12吋晶圆厂"烂尾"之后,订单一日不如一日。

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  由于业绩亏损,格罗方德先是2019年2月初,以2.36亿美元(约合人民币15.9亿元)的价格,将位于新加坡的Fab 3E 200mm晶圆厂卖给世界先进半导体公司。然后又在2019年4月22日,以4.3亿美元的价格,将位于美国纽约州East Fishkill的Fab 10 300mm晶圆厂卖给了安森美半导体。

  而在晶圆代工产能开始持续紧缺的背景下,格罗方德又宣布投资14亿美元对位于美国、新加坡和德国的三座工厂,以进一步提升产能。

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  对于晶圆厂来说,想在现有产能基础上进行扩产,并不是一时半会的事。

  因此,格罗方德"一来一回的迷惑操作"并不能给当下的美国本土代工带来实质性的帮助。在全球晶圆紧缺的背景下,格方罗德的代工业务继续遇到了下滑,最终在第四季度被联电反超。

  相比之下,财大气粗的台积电顺利批准了一项117.95亿美元(约合人民币762亿元)的扩产计划,进一步抢占了竞争对手的生产份额。

  台积电的"恐怖",仍将继续

  除了继续拿下大客户的订单以外,台积电赴美建厂几乎已成定局,这背后除了中美两国之间的博弈以外,更多出于营收方面的考虑

  根据台积电的内部信,台积电将在美国新建六个厂区,占地面积可以达到"超大晶圆厂"的标准。经济日报指出,如果台积电开始投入建厂,需要的支出大约在100万亿元新台币(约合人民币2322亿元)。

  而在工厂完成建设以后,台积电在美国地区的月产能将达到10万片以上,台积电也将超过三星,成为美国地区最大的国外芯片代工厂。

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  但台积电董事长刘德音同时表示,公司会保留最先进的技术。这意味着,对于美国来说,想要借拉拢台积电实现芯片生产上的突破,已经是不可能的事情。

  在本月1日,美国"国家人工智能安全委员会"公布了一项长达756页的年度报告,在其中向美国国会发出警告:"美国不宜过度依赖台积电。否则,一旦两岸统一,美国恐将失去半导体技术优势,美国在芯片技术上可能从领先中国,变成落后。"

  美国一些议员也提出类似的言论。美国《外交政策》杂志指出,台积电已经被裹挟进了中国大陆与美国的竞争之中。

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  在美部分芯片制造业叫苦不迭之下,美国半导体行业协会已多次呼吁美国政府重新审视对华的芯片限制,但亚洲芯片代工市场越发繁荣已经成为了事实,在没有反垄断的约束下,台积电的"恐怖"似乎仍将延续。

  美国过度依赖于代工厂的后果,势必存在断供的风险

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  财报中提到,甲客户仍为台积电最大客户,去年贡献3367.75亿新台币(约合人民币782.8亿元)营收,增幅约36.22%,占总营收比重自2019年的23%增加至25 %。外界猜测苹果应是台积电最大客户,且是台积电去年营运增长主要动力。

  乙客户为台积电第二大客户,去年贡献1673.9亿新台币(约合人民币389.2亿元)营收,较2019年增加9.49%,占总营收比重自2019年的14%降至12%。外界猜测,华为应是台积电第二大客户。

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  此外在先进制程的推进上台积电依旧处于领先地位。

  据最新消息,台积电将在今年下半年提前投产3nm工艺,虽然只是风险性试产和小规模量产,但也具有里程碑式的意义。

  很自然的,台积电会在明年大规模量产3nm,初期产能每月大约3万块晶圆,到了2023年可达每月10.5万块晶圆,赶上目前5nm的产能,而后者在去年第四季度的产能为每月9万块晶圆。

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  根据台积电数据,3nm虽然继续使用FinFET晶体管,但是相比于5nm晶体管密度增加70%,性能可提升11%,或者功耗可降低27%。

  据悉,苹果将是台积电3nm的核心客户之一,预计会用于A17系列芯片,而据消息,英特尔也会将部分处理器外包给台积电3nm。

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  据了解,台积电将在今年投资约250至280亿美元,远高于2020年的180亿美元,用于建设新的晶圆代工厂。其中,该公司将优先扩大12英寸晶圆的产能,计划在美国亚利桑那州建设6座5nm工厂。

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  生产设计芯片的公司大致上分为三类:

  

  1. 自己只设计,不生产,以苹果公司为例,这类公司称为“Fabless”;
  2. 自己有设计能力,也承担一部分的生产,以日本的瑞萨为例,为了区别第一类公司,将其称为“Fab Light”;
  3. 类似于台积电这种制成型企业,被称为“Foundry”;

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  这张图是日本瑞萨委托给台积电生产部品的统计图,以40nm制程为分界线,40nm制程以上的自己可以生产一部分,而40nm以下的,全部委托给台积电生产。而最先进的5nm制程,全世界也只有台积电一家可以做到,所以全世界的设计公司以及芯片公司,都会找到这家工厂来生产芯片 。

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  在3D IC当中用到的材料还有很多,这种材料的研发,如果没有强大的基础工业的支撑,是无法做到的,这是台积电不具备;而已经开发后的产品,在实际运用的时候也需要微调,这也是日本厂家不具备的。所以,从这些地方来看,台积电选择在日本设立研发机构,是理所当然的。

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