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台积电的“护城河”

台积电的“护城河” 财经无忌
2020-07-29
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导读:罗马城不是一天建成的

台积电:晶圆代工霸主的崛起与全球芯片产业变局

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从代工起步到制程领先,解析台积电如何重塑半导体分工格局

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台积电正以前所未有的关注度进入公众视野,其与英特尔的竞合关系也广受关注。近期英特尔宣布将部分芯片制造外包给台积电,推动后者成为全球市值前十的上市公司,更可能加速全球半导体产业格局的重塑。[k]
2020年6月,台积电合并营收达新台币1208.78亿元,环比增长28.8%,同比增长40.8%;上半年累计营收达新台币6212.96亿元(约210.87亿美元),同比增长35.2%。[k]

在2020年7月16日的二季度业绩会上,台积电确认:“公司未计划在9月14日之后给华为继续供货。”此举正值美国对华为禁令120天缓冲期结束之际。[k]
尽管面临特定客户供货限制,台积电仍凭借超过50%的全球先进制程市场占有率和强劲的业绩表现,稳固其行业龙头地位。[k]
华为轮值董事长郭平曾在2020年5月表示,华为具备从产品设计到芯片设计的能力,但缺乏芯片制造环节的自主能力。在此背景下,华为将终端生产委托富士康、芯片制造委托台积电,体现了全球化分工的典型模式。[k]

生而代工:打破IDM模式,开创半导体新分工

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1987年成立的台积电,开创了纯晶圆代工(Foundry)模式。其创始人张忠谋明确提出:“我的公司不生产自己的产品,只为半导体设计公司制造产品。”这一理念彻底改变了此前由英特尔等企业主导的垂直整合制造(IDM)模式。[k]
在此之前,半导体企业普遍自行完成从设计、制造到封装的全流程。台积电的出现,促使行业形成“无厂半导体公司”(Fabless)与专业代工厂的分工体系,如ARM提供核心架构授权,芯片设计公司基于授权进行开发,再交由台积电制造。[k]

张忠谋曾任德州仪器高管,后因公司战略调整离开。1985年赴台担任工研院院长,并主导筹建台积电。该公司基于工研院“RCA计划”的技术成果,专注于代工服务,从而奠定了中国台湾在全球半导体制造中的核心地位。[k]

“虚拟工厂”:构建全球半导体制造生态

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台积电作为“无厂半导体公司”的“虚拟工厂”,解决了初创企业缺乏制造能力的难题。相比IDM厂商自建晶圆厂的高投入,Fabless公司可借助台积电的产能实现量产,避免巨额资本支出,同时降低技术外泄风险。[k]
此外,台积电与ARM等IP供应商深度合作,提前优化制程工艺与核心架构的匹配,提升生产效率与良率,进一步巩固其作为全球制造枢纽的地位。[k]

对阵中芯国际:时间与技术构筑的护城河

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台积电自1987年创立起,历经多年积累,在技术、设备和人才方面建立起深厚壁垒。相比之下,中芯国际于2000年由原台积电高管张汝京创办,成立时间晚近13年,初始技术代差显著。[k]
2001年,台积电已实现12英寸晶圆、0.13微米制程量产,而中芯国际同期量产的是8英寸、0.25微米产线,技术和规模均明显落后。[k]

台积电通过持续投入研发,实现制程领先。2001年其突破0.13微米铜互连工艺,并引入Low-K介电质技术,摆脱对IBM技术依赖,逐步反超国际大厂。[k]
2004年,台积电量产90纳米制程,并发起对中芯国际的专利诉讼,遏制其发展势头,正值后者筹备上市之际。[k]
2008年金融危机期间,台积电克服40纳米良率难题,并在蒋尚义主持下成功研发28纳米制程,于2011年量产,实现对三星和联电的技术反超,仅剩英特尔仍具竞争力。[k]

台积电的护城河:技术、生态与全球化布局

从制程领先到产业生态构建,解析台积电为何难以被超越

2014年,台积电在实现20nm制程后,选择16nm作为下一代技术路径,而英特尔与三星则沿用14nm。尽管路线不同,三者均在相近时间实现量产[4]

关键转折发生在2017年,台积电凭借7nm及7nm+工艺全面领先,英特尔则在10nm节点长期受阻,被戏称为“牙膏厂”,其7nm工艺推迟至2022年第二季度才有望投产[4]。三星虽稳步推进,但在7nm节点已显落后,而台积电已突破2nm GAA技术,或于2022年实现量产[4]

制程领先带来显著虹吸效应:28nm时代,Xilinx、Altera、Nvidia、AMD和高通等企业瓜分产能;进入10nm、7nm及5nm时代,苹果与海思等头部客户几乎包揽全部先进制程产能[4]

更重要的是,台积电获得了上下游生态的绝对支持。IP Core授权商在新架构推出后,优先与台积电进行制程匹配;EDA厂商在发布新版本时,也率先将数据库和模型导入台积电系统,确保无厂半导体公司(Fabless)设计的芯片可在台积电顺利量产[4]

台积电专业的代工定位赢得客户高度信任。以苹果A系列芯片转单为例,2011年起台积电即投入资源适配其IP Core,派出超50人团队协助完成A6芯片设计,并通过验证与专利风险规避,成功从三星手中夺下订单[4]

自1990年代起,几乎所有新兴无厂半导体公司均选择与台积电合作,包括博通(1991)、英伟达(1993)、美满(1995)、联发科(1997)、英飞凌(1999)与瑞萨(2002)等,这些企业后来均成长为行业巨头,并长期成为台积电核心客户[4]

“群山计划”与护城河构建

为巩固客户关系,台积电于2000年推出“群山计划”,为五家IDM大厂量身定制技术支持,实现制造工艺的深度适配,从而强化与关键客户的技术绑定[4]

同时,台积电通过收购世大半导体(Suntec),增强自身产能与技术实力,进一步确立在台湾地区的代工龙头地位[4]

台积电的发展也得益于全球化产业分工格局。在美国主导的半导体体系下,台湾聚焦制造与封测环节,承接美国Fabless企业的订单,客户几乎均为美资或美国控股企业[4]。其外资持股比例超过70%,最大股东为存托账户(20.5%),台湾行政院持股仅6.3%[4]

这种股权结构使台积电能优先获取国际资本、技术和设备支持。例如,作为ASML大股东之一,台积电在光刻机分配中享有优先权——2018年ASML仅生产29台EUV光刻机,台积电独得18台,而中芯国际即便全额付款,仍难以获得交付[4]

IP Core与EDA公司的持续支持,是台积电护城河的核心。一旦失去这些支持,代工厂将陷入“设计无法生产、产能无客户使用”的困境。若中芯国际遭遇类似制裁,其客户芯片的导入、验证与流片都将面临重大挑战[4]

台积电是全球化技术整合的集大成者。7nm制程需经历约1500道工序,远超10nm的1000道,其3nm即将量产、2nm突破GAA技术的背后,正是全球供应链协同的结果[4]

全球布局背后的“生意经”

2021年,台积电在宣布“无赴美建厂计划”仅三天后,即宣布投资120亿美元在美国建设5nm工厂。随后日本《读卖新闻》报道称,日本正邀请台积电赴日建厂,此举意在获取美国技术支持与日本材料设备供应,巩固全球供应链地位[4]

相较之下,台积电在大陆的南京厂仅达16nm至12nm水平,上海厂则维持8英寸晶圆、0.25μm至0.15μm的老制程。南京厂2018年投产时,台积电早已量产7nm,可见其大陆投资更多体现为战略布局而非技术输出[4]

台积电与鸿海精密共同证明,“代工”绝非低端。张忠谋与郭台铭均秉持“在自身领域做到全球唯一”的理念——台积电专注制造,不涉足芯片设计;鸿海专注组装,不追求自有品牌[4]

“代工是生产别人不能做的产品,而不是生产别人不想做的产品。”

自2017年超越三星后,台积电已进入“无人区”,成为先进制程的引领者而非追随者[4]

目前,台积电约60%营收来自美国客户,其中苹果贡献约25%;中国大陆客户占比约22%,海思占14%[4]。从商业逻辑看,台积电的选择始终围绕技术、客户信任与全球生态展开,这正是其难以被复制的核心竞争力[4]

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