​台积电：寒气已经传递给我了

台积电：寒气已经传递给我了

上个月，一大批台积电工程师包机前往美国，时值台积电在美国亚利桑那州的 5nm 晶圆厂建设接近尾声，创始人张忠谋证实，台积电还会在当地建设一座 3nm 晶圆厂，这是他们第一次将最先进制程的代工厂建在台湾地区之外。

由于在芯片代工环节的不可替代性，台积电过去几年一直位于地缘政治的风口浪尖。但实际上，台积电也是一家商业机构，也会面临商业层面的麻烦。

今年 10 月，台积电总裁魏哲家在内部沟通时，罕见地鼓励员工休假，只有一个群体例外：3nm 的研发人员。

短短一句话，可以说概括了台积电当下所有的麻烦：

第一，最新的 3nm 工艺节点，三星几乎与台积电同时实现量产，台积电的技术优势并不大。

第二，去年产能利用率动辄突破 100% 的好日子，台积电也没那么多订单了。

但台积电的烦恼真的只有这些吗？

3nm 的困境：苹果临阵退缩

台积电大赚特赚的秘诀，就是先进制程始终领先一步，换来更高的议价权。而苹果、AMD 这类芯片设计公司的订单又会变成台积电的研发资金和建厂开支，进一步扩大领先优势。

2011 年，台积电率先量产 28nm，该节点的营收占比在一年的时间里从 2% 提升到了 22%。2018 年，率先量产 7nm 后，苹果、华为、AMD 的订单挤爆了台积电产能，2019 年，台积电 2470 亿元的营收创历史新高。

所以我们看到，即便在 2019 年失去了大客户华为，苹果、AMD 这些大客户立马就承包了闲置的产能。当时，台积电对未来的预期也很乐观，宣布在 2021 年起，把在台湾地区工作的 5 万名员工的固定薪酬提升 20%。

但这个正向循环运转到 3nm 节点时，却出了一些问题。

首先，在过去十年里一直落后台积电的三星，在 3nm 节点罕见的率先量产，足以令台积电感到紧张。

但这并不是核心因素，毕竟三星在 5nm 节点能耗翻车，坑哭了高通吓跑了英伟达，导致没几家客户敢吃 3nm 的螃蟹，只吸引了一家中国矿机企业。

其次，这些大客户虽然没找三星，但也没用台积电的 3nm。

三星宣布 3nm 量产后不久，台积电也顺利量产自己的 3nm 工艺。但坊间盛传，台积电的最大客户苹果在 A17 芯片上有可能跳过 N3，而采用密度相对更低，但经济性更高（便宜）的 N3E 工艺打造。

至于其他半导体公司，放起鸽子就没有苹果这么含蓄了：

· 英特尔原本宣布，14 代酷睿 CPU 的集显模块使用台积电 3nm，结果在 8 月份反悔，说自己其实要用的是 5nm。

· 英伟达刚刚发布了基于台积电 4N 工艺的 RTX 40 系列显卡，考虑到英伟达的显卡两年迭代一次，就算要用 3nm，也得等到 2024 年了。

· 依靠台积电 5nm 工艺上演绝地反击的 AMD，新一代 Zen 4 使用的还是台积电的 4nm 工艺，就算 Zen 5 系列更新到 3nm 工艺，也得等到 2024 年。

为数不多有希望大规模采购 3nm 的玩家，只剩了在手机芯片行业的两个老冤家，高通与联发科。

其中，高通是三星芯片代工的主要客户，近些年来一直在三星与台积电之间反复横跳；联发科近些年来，一直对高端市场虎视眈眈，但成本依旧是一个不得不考虑的问题。

总结一下，台积电的大客户，无一例外对 3nm 的态度很暧昧。原因很简单：不划算。

根据市场研究机构 International Business Strategies（IBS）的数据，3nm 芯片的设计费用约达 5-15 亿美元，兴建一条 3nm 产线的成本约为 150-200 亿美元。

这笔费用也会传导到代工的报价上：3nm 工艺 12 英寸晶圆的报价高达 3 万美元，几乎是 5nm 工艺的一倍，7nm 的三倍多 [ 3 ] 。

但 3nm 带来的性能提升却不尽人意。举例来说，7nm 的 A12 芯片（iPhone XS/XR）相比 10nm 的 A11（iPhone 8/X），性能提升了足足 50%。但同样相隔一年，4nm 的 A16（iPhone 14 Pro）相比 5nm 的 A15（iPhone 13 Pro），性能提升不到 10%。

这点提升说出去很没面子，所以苹果在发布会上宣传 A16 芯片时，鸡贼的和三年前的 A13 相比，勉强得出了性能提升 40% 的结论。

虽说性能提升变少不能怪台积电，也不能说苹果、AMD 这些芯片设计公司不努力，摩尔定律的衰减是整个电子产业需要面对的问题。但性能提升变少，消费者购买意愿不足，终端品牌减产的压力，却结结实实的砸在了台积电身上。

7nm 的尴尬：手机看不上，汽车用不起

3nm 的订单主要影响资本市场对台积电的预期，而台积电业绩乏力的主要因素，其实出在了 7nm 身上。

观察台积电的营收结构，可以发现一件很有意思的现象：尽管 5nm 量产许久，但截至今年上半年，营收主力依旧是 7nm 制程。今年二季度，5nm 和 7nm 营收占比分别达到 21% 和 30%。

但到了三季度，5nm 依旧坚挺，占比达到 28%，7nm 却拉了大胯，占比仅为 26%。DIGITIMES 报道，台积电 7nm 系列的产能利用率，已经从去年的一度超过 100%，跌到如今的不足 50%，为此，台积电甚至无限期搁置了高雄 Fab 22 厂的 7nm 扩产计划。

台积电的 7nm 工艺创造了很多经典产品，比如苹果的 A12 芯片，AMD 的 Zen 2/3 架构处理器，以及海思的麒麟 985 芯片。

一般来说，当一个新制程量产后，苹果、高通、AMD 这类公司都是第一个吃螃蟹的。而随着工艺升级，苹果、高通、AMD 会更新到下一代制程，上一代制程的产能会降价，给服务器芯片、汽车芯片等等产品代工。

对台积电来说，老制程虽然已经落后了，但产能不会被浪费。随着产线的成本慢慢折旧完，持续开动的产线反而能贡献可观的利润。在台积电的营收里，将近 1/3 都是 40/45nm 以上的成熟制程贡献的。

了解了这个背景，就能看出 7nm 的尴尬之处：说它是先进制程，也没有那么先进；说它是成熟制程，也没有那么成熟。

一方面，高端手机芯片和 PC 芯片，已经过渡到了 5nm/4nm 制程；另一方面，汽车芯片、服务器芯片、物联网设备芯片这些替补队员，又迟迟没能跟上。

原因很简单：太贵了。

对设计公司来说，28nm 节点上的开发需要投入 5310 万美元，16nm 需要 1 亿美元，而到了 7nm，则需要将近 3 亿美元 [ 1 ] 。在这之中，仅仅流片一项付出的成本，就从 14nm 的 300 万美元跃升至 7nm 的 3000 万美元。所以 7nm 就算降价，还是贵。

这么贵的原因有二：第一，7nm 流片时，用于对向硅片上投影芯片图像的耗材掩膜版急剧增加，这一项就能花掉一千多万美元；第二，7nm 芯片的生产设备从 DUV 光刻机变成了 EUV 光刻机。

所以，芯片代工成本的增加并不是线性的，这也是为什么 28nm 和 14nm 成为了两代经典制程。比如 28nm 用的是 HKMG，之后的制程就变成了 FinFET 工艺，成本暴涨。而 14nm 则是 DUV 光刻机能生产的最先进的制程，之后的成本也会暴涨。

苹果、英伟达这类消费电子霸主，自然有底气盯着先进制程采购。但汽车 / 服务器 / 物联网设备芯片公司在豪情一掷之前，肯定得先掂量掂量，自己有没有苹果那个出货量。

掂量的结果，就是替补队员集体赖在 14nm/28nm 当钉子户，7nm 只能靠 AMD 还没停产的老产品。在 2010 年就已经量产的 28nm，近年仍能给台积电贡献 10% 左右的营收。

2021 年，在台积电 7nm 节点的营收中，英伟达和 AMD 两家公司是主要支撑。但如今它们都转移到了 5nm。英伟达之所以把旗舰的 40 系显卡定价上万，台积电 5nm 工艺的超强能耗比（英伟达用的 4N 在统计口径中归 5nm）是一个核心卖点。

先进的 3nm 没人用，" 落后 " 的 7nm 也没人用，台积电只能大手一挥：砍。

寒气传递的太快了

时间拨回 2022 年初，半导体代工厂的画风还是这样的：多家厂商业绩创下新高，台积电、联电 2021 年营收增幅在 20% 左右，中芯国际则为 40%。

随后，厂商陆续上调了资本开支，台积电 2022 年资本开支预计 400-440 亿美元，其中八成运用在 7nm 及以下先进制程的开发。

而到了 10 月，台积电的来了个大转弯：预计 2023 年整个半导体行业可能会下滑，台积电见风使舵，下调资本支出至 360 亿美元。

其他半导体厂商也都和台积电一样，一边公布惨淡的业绩，一边为自己当初豪迈的资本支出找个台阶下：

· 英特尔第三季度营收同比下降 20%，净利润同比下降 85%，同时将资本支出计划从 270 亿美元下调至 250 亿。

· 韩国内存大厂 SK 海力士第三季获利下滑 60%，明年资本支出削减 50% 以上。

· 三星电子预计，第三季度的营业利润将比去年同期下降近三分之一；英伟达公布的第二季度收益出现了惊人的 51% 的下滑。

· 全球第三大芯片代工厂格罗方德直接裁员，5.7% 的员工感受到了寒气。

厂商集体过山车背后，其实反映的是一个现象：供需错配。

疫情以来，居家办公使得人们对手机和平板的需求增加。2021 年，全球智能手机系统级芯片 SoC 出货量达到 13.5 亿颗，同比增长了 4.1%。与此同时，供给端却是吃紧的；自 2020 年夏天，半导体设备利用率从未低于 90% [ 4 ] 。

于是半导体厂家纷纷寻求扩产。但芯片行业的特殊之处在于，扩产需要时间，晶圆代工厂从建设到量产，需要两年左右的时间。在这段时间里，一旦需求回落，芯片行业就会陷入衰退。

现在的情况，就是厂商们最不愿意看到的。

作为台积电最大的两个客户，苹果在 iPhone 14 系列发售一个月后，在中国的市场份额下降了 5% [ 2 ] 。高通在季度业绩预告中，将今年 5G 手机的出货量，从之前的 7.5 亿下调到了 6.5 亿，对当前财季的销售额逾期，也比华尔街的要低 20 亿美元。

需求萎缩，产能过剩，库存爆表。无论寒气有没有传遍松山湖，它都传递给了全球几乎所有的半导体公司：英伟达的股价从年初高点跌了 65%；AMD 跌了 62%；ASML 跌了 56%；英特尔最惨，一路跌回了 22 年前。

2 月 21 日，台积电成立 35 周年之际，创始人张忠谋回顾起往日的峥嵘岁月：如果 35 年前成立时就投资台积电，如今能赚 1000 倍。

从这个角度看，张忠谋其实准确预警了自家公司的高点。毕竟只过了半年多，当年那批投资者就只能赚 500 倍了。

参考资料

[ 1 ] 2 纳米芯片，巨头的金钱竞赛，财经十一人

[ 2 ] iPhone 在华周销量暴跌 27%，14 系列后劲不足，苹果也不行了？天极网

[ 3 ] 3nm 之争加剧 客户开始 " 一边倒 "，三星危险了？爱集微

[ 4 ] 5 张图说明全球芯片短缺的原因，悦智网

编辑：刘芮

视觉设计：疏睿

责任编辑：李墨天

制图：周哲浩

研究支持：刘芮

本文来自微信公众号 " 远川研究所 "（ID：caijingyanjiu），作者：周哲浩