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时代宠儿台积电还能飞奔多久?

发布时间:2020-12-25 10:35 作者:lol电竞外围在哪买

  作为中国内地半导体晶圆代工龙头,中芯国际的A股市值已位居行业第一,截至7月27日,中芯国际A股总市值5251亿元,甩开市值第二名的韦尔股份3500多亿元。

  在众人为中芯国际欢呼的同时,晶圆代工行业的领头老大台积电的市值也在节节高升,截止发稿台积电的总市值已经达到3832亿美元,位居全球半导体行业市值第一。

  台积电全称为台湾积体电路制造股份有限公司,20世纪初台积电在过硬实力与台湾当局的支持下击败了同样位于中国台湾的老对手联电。

  2014年台积电在苹果的去三星化背景之下,依靠自己的技术与诚意硬生生从三星口中夺到了苹果这块肥肉。

  在与行业巨头英特尔的对决中,台积电在22nm制程之后实现了技术节点上的领先,始终力压英特尔一头。

  不过台积电之所以能保持领先优势更大程度上也是受半导体行业摩尔定律的影响,随着摩尔定律的式微、晶圆加工制程迭代的放缓以及老对手三星的虎视眈眈,台积电能否在长期继续保持领先还要打个问号。

  2019年全球晶圆代工行业的市场规模约654亿美元,仅台积电的营收就达到了346亿美元,市占率高达52.7%。

  事实上台积电也几乎是高端芯片设计厂商的唯一选择,由于在纳米制程及制造工艺上的领先,芯片设计厂商若想保持领先的性能表现,除了台积电几乎别无他选。

  目前台积电包揽了苹果A13、华为麒麟990、高通骁龙865等主流旗舰手机芯片的生产订单,据国元证券研报显示,苹果还是台积电的第一大客户。

  也就是说市面上可买到的旗舰智能手机几乎都离不开台积电的加持,可能你手中正在使用的手机就正在运行着台积电生产的处理器芯片。

  当然台积电的领先并非一日之功,这一切都要追溯到上世纪八十年代半导体产业内的剧变大潮。

  20世界80年代之前,世界半导体产业远不及现在这般热闹,作为高精尖制造领域,高端芯片一直都是属于少数强者的游戏。

  彼时的半导体行业以大包大揽的IDM模式为特征,芯片企业从设计到晶圆加工、封装测试等各环节均独立完成,英特尔、德州仪器是那个时代的代表。

  大包大揽的垂直整合模式无形间铸造了行业发展的技术壁垒、资本壁垒,很多芯片创业者面对着巨额的产线建设费用只能望而却步。

  直到上世纪80年代半导体产业向韩国、中国台湾的转移,相对固化的产业格局开始改变。

  1987年,张忠谋回到中国台湾创建了台积电,不同于传统垂直整合的IDM模式,台积电把主营业务瞄准了“晶圆加工”这个单一环节,不自行设计集成电路,只提供晶圆制造的代工服务。

  不过台积电的代工业务是否自创仍存争议,另一家台湾半导体巨头联电的灵魂人物曹兴诚有着不一样的看法。

  曹兴诚曾多次在公开场合表示张忠谋剽窃了自己的创意,其在台积电成立之前就曾向张忠谋提起过代工模式的想法,但张忠谋始终未就此质疑进行解释回应。

  不过台积电的代工模式确实给当时封闭垂直的半导体产业撕开了一个口子,自此半导体产业开启了产业内部专业化分工的浪潮。

  产业内专业分工的优点也是显而易见的,半导体产业链上的企业可以更加专注于自身擅长的领域,半导体纯设计厂商开始出现,老牌半导体企业AMD 也分别于2008年和2015年出售了晶圆制造和封装测试业务模块,转型成为一家纯设计厂商。

  目前苹果、华为海思、高通、联发科、AMD等高端芯片设计厂商都采用外包的方式进行晶圆加工,自身只承担研发设计工作。

  晶圆代工则以台积电、联电、中芯国际为代表,再之后的封装测试环节也培养出了通富微电、长电科技、华天科技为代表的中国内地企业。

  时势之下,台积电作为第一个吃螃蟹的人,在先发优势的加持下逐渐成为了晶圆代工行业的领头羊。

  在晶圆代工领域,苹果公司可以说是一种标志性的存在,由于苹果只设计处理器芯片但不自行制造,谁能获得苹果芯片的制造订单就等于宣布自己是行业领头羊。

  Iphone手机诞生之初,苹果并未有自研芯片,而是直接采购使用了三星的处理器,直到iphone4发布之时苹果才在自家手机产品中搭载上自研的A系列芯片。

  不过虽然用上了自研处理器,但芯片制造环节仍然外包给了三星,从ipone4到iphone5S,三星一直是苹果的独家制造外包商。

  局势直到2014年苹果发布iphone6时才出现改变,当年台积电一举包揽了苹果A8处理器的全部订单。

  2015年三星再次扳回一局,当年新发布的ipone6s中搭载的A9芯片由台积电和三星六四分,但这次三星的产品口碑出现了翻车。

  在A9芯片的订单争夺中,台积电以16nm的工艺与三星更为先进的14nm同台竞争,但数码爱好者却发现搭载三星制造处理器的iphone6s反而更加耗电,此事还在科技圈引起了广泛讨论。

  从此之后,台积电成为了苹果的独家芯片制造商,在苹果订单争夺战中三星再也没能成为台积电的对手。

  彼时的苹果与三星除去合作之外,双方之间更为突出的关系还是对手,三星手机业务在当时如日中天,连年霸榜全球手机销量排行榜,另外双方还存在着理不清的抄袭诉讼,苹果认为三星发布的S系列手机与iphone过于相像。

  在剑拔弩张的诉讼对峙之下,对三星过度依赖的苹果也在考虑着在供应链方面尽量去三星化。

  这个时候,台积电“保姆式”服务的趁虚而入才使自己能有一丝机会能与三星同台竞争。

  台积电为获得苹果的芯片订单甚至主动向苹果派去百人的“one team”进行研发帮助,为表诚意还专门为苹果开辟了新的专属产线。

  当然三星也早就意识到了当时台积电的趁虚而入,其曾在接待股票分析师时强调“只要台积电敢做,就一定敢告”。

  但晶圆代工并不是三星当时的重点业务,其在晶圆代工的制程、成品质量方面始终与台积电存在半步差距,以苹果A9处理器的翻车事故为终点,三星最终还是没能避免把苹果订单拱手相让的结局。

  另外台积电的特殊身份也天然赢得了苹果的好感,由于其只做代工、不碰设计,芯片设计企业也更放心的把订单交给台积电。

  受晶圆加工行业强者越强效应的影响,越是工艺先进的企业就越能获得大量的订单,订单的增加也反过来强化保持制程的快速迭代。

  马太效应下,台积电近两年包揽了苹果、华为海思、高通的全部旗舰芯片订单,其制程工艺也始终比老对手三星快一步。

  三星的晶圆代工业务起始于2005年,其在与台积电近十年的拉锯战中,并未将晶圆代工当作为重点业务对待,但即便如此也还是跟台积电打的有来有回。

  2017年,三星电子将半导体代工部门彻底独立,此事也可以看做是三星高调进军晶圆代工领域的行动。

  另外三星的制程工艺仍紧跟台积电,目前也在布局5nm产能,高通8系旗舰芯片也有望时隔两年再次回归三星工艺。

  7月16日,台积电在二季度业绩说明会上放出重磅消息,将于2021年进行3nm(纳米)制程的风险量产,2022年下半年正式量产。

  台积电的发展史在一定程度也可以说是制程争夺史,这一切都绕不开半导体行业一直所遵循的摩尔定律。

  1965年,英特尔联合创始人戈登摩尔提出了著名的摩尔定律:当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。

  摩尔定律得以延续的关键在于晶圆加工厂制造工艺的迭代提升,更具体的说是以台积电为代表的晶圆加工企业是否能在18至24个月的时间内突破新的纳米制程。

  先进的纳米制程意味着更为精细的加工工艺,以此才可能实现在同样面积的晶圆中塞下数量更多的晶体管,由此制造出性能更强、功耗更小的处理器芯片。

  近几十年,半导体行业也确实也如摩尔定律所预言般高速发展,晶圆的制程也从微米跨越到了个位数纳米。

  如今已量产使用的处理器芯片已达到7nm制程,单个芯片的晶体管数量也已从上世纪70年代的数千增加到如今的上百亿,华为海思发布的麒麟990芯片已经容纳了103亿只晶体管。

  台积电便是在摩尔定律的大潮下,以更为先进的纳米制程占据着全球高端市场份额。可以说当有一天台积电的制程优势不再,它过往所有的成就都只能成为过眼云烟。

  除了虎视眈眈的三星,以摩尔定律为根基的半导体制程迭代能否延续可能是台积电目前最担心的事。

  英伟达CEO黄仁勋曾不止一次在公开场合表达摩尔定律失效的观点,他表示:摩尔定律过去是每5年增长10倍,每10年增长100倍。而如今,摩尔定律每年只能增长几个百分点,每10年可能只有2倍。因此,摩尔定律结束了。

  另一位硅谷影响力人士Steve Blank更是认为摩尔定律早已在10多年前就已经失效。

  半导体行业普遍认为摩尔定律的放缓是一件很正常的事情,摩尔定律并不是公式,更大程度上只是对半导体产业发展趋势的总结。

  半导体科技的发展不可能脱离物理极限,自摩尔定律诞生至今已经过去50多年,如今的晶圆加工制程每产生一次突破,技术难度与成本也会呈指数级的递增,所需要的时间也在逐渐拉长。

  目前业界的目光也从制程迭代开始转向架构优化、先进封装等方面以提高集成电路的计算性能。

  这恰恰是台积电最不愿意看到的事情,摩尔定律放缓与制程迭代放慢的行业状况等于降低了竞争对手们的追赶难度,排在台积电后面的竞争对手逐渐缩小制程差距也是肉眼可见的趋势。

  据国研证券研报显示,随着摩尔定律的放缓,即便是制程工艺相对落后的中芯国际也有望缩短与第一梯队的差距。

  尽管台积电并不愿意承认摩尔定律的放缓,随着目前台积电向3nm制程的迈进,其也倒不必发愁自己未来数年的领先地位。

  不过实际行动还是暴露了台积电的忧患意识,成立三十多年来只专注于晶圆加工的台积电布局起了更下游的封装业务,寄希望通过先进封装方面的技术突破来延续摩尔定律。

  但对于这家市值超过3500亿美元的半导体巨头,从摩尔定律前景并不明朗的长期趋势来看,台积电的未来充满着不确定性。


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