臺積電在臺灣，猛蓋11座工廠

來源：內(nèi)容來自工商時(shí)報(bào)，謝謝。

雖然俄烏戰(zhàn)爭及全球通膨影響終端需求，半導(dǎo)體生產(chǎn)鏈已進(jìn)入庫存調(diào)整階段，但晶圓代工龍頭臺積電仍然加快擴(kuò)產(chǎn)腳步，在上周召開的技術(shù)論壇中指出，2022～2023年將在臺興建11座12吋晶圓廠，并擴(kuò)大竹南封測廠3DIC產(chǎn)能建置，主要是看到客戶端在7納米及更先進(jìn)制程的新芯片設(shè)計(jì)定案（New Tape-Outs，NTOs）大幅增加。

先進(jìn)制程產(chǎn)能大幅成長

臺積電今年資本支出400～440億美元?jiǎng)?chuàng)下新高，預(yù)期明年資本支出維持400億美元以上，去年啟動的3年大擴(kuò)產(chǎn)計(jì)畫總投資金額將超過原訂的1,000億美元規(guī)模。臺積電擴(kuò)產(chǎn)主力仍以先進(jìn)制程為主，2018～2022年的7納米及更先進(jìn)制程產(chǎn)能年復(fù)合成長率（CAGR）高達(dá)70％，且2022年5奈米產(chǎn)能已達(dá)2020年量產(chǎn)第一年的四倍。

特殊成熟制程大力擴(kuò)產(chǎn)

為了解決車用及工控等芯片產(chǎn)能短缺問題，臺積電今年投入高壓及電源管理IC、微機(jī)電及CMOS圖像傳感器、嵌入式快閃記憶體（eFlash）等特殊成熟制程擴(kuò)產(chǎn)的資本支出，已達(dá)過去三年平均支出的3.5倍，不僅今年特殊成熟制程產(chǎn)能會較去年增加14％，占整體成熟制程比重亦將提升到63％。

由于俄烏戰(zhàn)爭及全球通膨?qū)е陆K端需求轉(zhuǎn)弱，雖然車用及工控、伺服器等需求維持暢旺，但包括筆電及手機(jī)等消費(fèi)性電子銷售明顯疲弱，半導(dǎo)體生產(chǎn)鏈近期開始進(jìn)入庫存修正階段，市場法人已預(yù)期晶圓代工廠可能下修資本支出，但臺積電仍在技術(shù)論壇釋出對市場樂觀看法，2022～2023年將在臺灣興建11座12吋晶圓廠及1座3DIC先進(jìn)封裝廠。

根據(jù)臺積電技術(shù)論壇資料，位于南科Fab 18廠區(qū)的P5～P9廠等共5座12吋廠興建計(jì)劃已啟動，將成為3奈米主要生產(chǎn)重鎮(zhèn)。為2奈米量身打造的Fab 20廠區(qū)確定落腳竹科的寶山園區(qū)，包括P1～P3廠等共3座12吋廠會在明年前啟動建廠，P4廠預(yù)期2024年之后開始興建。

臺積電高雄Fab 22廠區(qū)將興建P1～P2廠，支援28納米及7納米制程，投資建廠計(jì)劃如期進(jìn)行，2024年量產(chǎn)預(yù)估不變。至于南科Fab 14廠區(qū)P8廠亦開始建廠，將支援特殊成熟制程。臺積電持續(xù)看好5G及高效能運(yùn)算（HPC）大趨勢，竹南AP6封裝廠將擴(kuò)建以支援3DIC先進(jìn)封裝需求。

新芯片案量突進(jìn)，擴(kuò)產(chǎn)沒在怕

晶圓代工龍頭臺積電除了決定今、明兩年在臺灣興建11座晶圓廠，位于美國亞利桑那、中國南京、日本熊本等3座海外12吋晶圓廠已開始興建。市場法人擔(dān)心若下半年到明年市場需求低迷，臺積電恐面臨產(chǎn)能過剩壓力，但臺積電對此老神在在，因?yàn)樾滦酒O(shè)計(jì)定案（New Tape-Outs，NTOs）大幅增加，并會為明、后兩年的大幅成長增添新動能。

臺積電在上周技術(shù)論壇中說明先進(jìn)制程市場布局。以7納米（N7）及同一世代的6納米（N6）制程來說，自2017～2018年量產(chǎn)初期主要以智能手機(jī)芯片、中央處理器（CPU）、繪圖處理器（GPU）等應(yīng)用為主，但到今年產(chǎn)品組合已擴(kuò)展至人工智能（AI）及高速網(wǎng)絡(luò)、射頻元件、消費(fèi)及車用芯片等，至今年底NTOs案量將超過400案。

臺積電5納米（N5）及同世代4納米（N4）制程自2019～2020年開始量產(chǎn)，量產(chǎn)初期同樣是以智能手機(jī)、CPU／GPU等應(yīng)用為主，但去年到今年已延伸至AI、擴(kuò)增及虛擬實(shí)境（AR／VR）、高速網(wǎng)絡(luò)、電競等領(lǐng)域，預(yù)期今年底NTOs案將倍增至超過150案。

臺積電今年下半年3納米N3制程將量產(chǎn)，明年下半年會推出優(yōu)化后的N3E制程。臺積電在技術(shù)論壇中指出，N3E制程提供支援智能手機(jī)及HPC兩大平臺，與N5制程相較，在同一功耗上速度提升15～20％，在同一速度上功耗降低30～35％，邏輯晶體管密度達(dá)1.6倍，芯片密度約達(dá)1.3倍，明顯優(yōu)于競爭對手，是業(yè)界最先進(jìn)制程，可望吸引更多客戶開案。

臺積電建立的競爭力壁壘

2021年全球芯片缺貨，讓幾個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)如汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了前所未有、幾近封喉的斷鏈危機(jī)，美國、歐洲和日本也大夢驚醒、豁然察覺到整個(gè)臺灣積體電路制造業(yè)在全球半導(dǎo)體生態(tài)圈舉足輕重、不可或缺的分量?；谶@次供應(yīng)鏈中綴的慘痛教訓(xùn)，這就驅(qū)使相關(guān)國家紛紛訂定新的政策，意圖恢復(fù)在地的半導(dǎo)體制造產(chǎn)能。

雖然臺積電創(chuàng)辦人張忠謀認(rèn)為，這些努力所產(chǎn)生的晶圓廠其生產(chǎn)制造成本效益可能不及臺廠，但地緣政治與國家安全的考量通常總是凌駕純經(jīng)濟(jì)利益的計(jì)算，所以未來幾年歐美日自建晶圓廠的趨向看來勢在必行。

臺積電在2021年全球芯片制造市場占有率約56％；尤有什者，在10納米以下高階制造市場占有率更高達(dá)63％！臺積電對世界的重要性，Nvidia老板黃仁勛說的最傳神：「隨時(shí)走進(jìn)世界上任何一個(gè)商業(yè)會議場合，其中必有一與會者身上帶有臺積電生產(chǎn)的產(chǎn)品，其普及性如水一般?！钩水a(chǎn)能自主與在地化的考量外，歐美日韓對臺積電如此獨(dú)占鰲頭的市場地位也極為不安，尤其針對最先進(jìn)的制程，更是磨拳擦掌、勢在必得。除了三星一再加碼對前沿晶圓代工技術(shù)的投資，近日傳出美日兩國將聯(lián)手開發(fā)2納米制程，并期于2025年量產(chǎn)。

面對如此嚴(yán)峻的外部挑戰(zhàn)，臺積電建立了什么競爭力壁壘足以力退世界列敵？

基于外資持股比率長年高于70％，臺積電可算是國際性的公司，但其先進(jìn)制程研發(fā)部門幾乎全部以臺灣團(tuán)隊(duì)為主，這樣的團(tuán)隊(duì)組成如何與美日歐精英研發(fā)部隊(duì)相抗衡？高階制程研發(fā)涉及設(shè)備的客制組裝搭配與運(yùn)作參數(shù)的調(diào)校優(yōu)化，所需的研究基礎(chǔ)設(shè)施極為昂貴，絕大部份的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都無法負(fù)擔(dān)相關(guān)的投資。

加上半導(dǎo)體公司也不愿意開放其高端設(shè)備供外部研究人員使用，以致近十年來美國頂尖大學(xué)如MIT、Stanford、Berkeley的半導(dǎo)體研究團(tuán)隊(duì)，大多只能著墨于創(chuàng)新半導(dǎo)體元件架構(gòu)的理論探索與分析，很難也很少投入前瞻制程細(xì)部工程的開發(fā)、設(shè)計(jì)與精進(jìn)。易言之，因?yàn)楦邇r(jià)研究設(shè)施設(shè)下的天險(xiǎn)，短期內(nèi)美日頂尖大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)很難在這次半導(dǎo)體極高端制程競賽中參與或貢獻(xiàn)太多，大大削弱了先進(jìn)國家傳統(tǒng)學(xué)術(shù)優(yōu)勢對其競爭力的加持。

再者，先進(jìn)制程的研發(fā)牽涉材料、設(shè)備、軟件控制、工序、檢測、人員操作訓(xùn)練等多個(gè)維度，很難無中生有、一蹴可幾，大多基于前一代制程為基礎(chǔ)藍(lán)圖，沿著循序漸進(jìn)、積小成大的脈絡(luò)逐步成形。因此，臺積電自10納米制程以來所開發(fā)出來、領(lǐng)先同業(yè)的工藝技術(shù)，為其下世代制程的開發(fā)打下重要的基礎(chǔ)，建立難得的不公平優(yōu)勢（unfair advantage）。

過去30年來，臺積電以專業(yè)晶圓代工的定位服務(wù)成千上萬芯片設(shè)計(jì)的專案，為了符合客戶的芯片設(shè)計(jì)對晶圓制造各式各樣的特殊考量、要求與限制，累積了深厚廣泛的應(yīng)用know-how，也練就了一身客制基本制程以達(dá)成客戶需求的本事；譬如說，大功率電子電力線路的先進(jìn)封裝，CMOS影像感測器（CIS）的晶圓堆疊等。這種因勢制宜客制能力無由速成，只能長期積累，然對其他以前非專業(yè)半導(dǎo)體代工公司而言，將需相對漫長的學(xué)習(xí)曲線始能竟其功。

除了制程精度與良率，芯片設(shè)計(jì)商還特重晶圓代工公司的可信賴度，因?yàn)榍罢邔⒅卮蟮墓緳C(jī)密及最終產(chǎn)品品質(zhì)交付后者，如果兩者在其他市場有商業(yè)性競爭，他們之間的信任與合作關(guān)系就很難長久維系。舉例來說，蘋果公司很不得已才會找三星代工因?yàn)閮烧咴谑謾C(jī)市場有競爭關(guān)系；同樣的，Nvidia很不可能找英特爾代工因?yàn)閮烧咴谫Y料中心市場有競爭關(guān)系。因?yàn)榕_積電是專業(yè)晶圓代工公司，則毫無這方面的顧慮。

最后，除了以如中立的定位不偏不倚地為芯片設(shè)計(jì)商提供制造服務(wù)，臺積電更進(jìn)一步大幅簡化許多芯片商設(shè)計(jì)流程中的步驟，如提供與目標(biāo)制程匹配的標(biāo)準(zhǔn)線路元件庫、加速后端電路布局布線、協(xié)助設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的診斷修復(fù)等，并深度投入極大化客戶芯片設(shè)計(jì)的可制造性與良率。這種以客為尊的全方位制造服務(wù)態(tài)度，臺積電的現(xiàn)有客戶早已習(xí)以為常，但就錮于既有制造業(yè)務(wù)范圍、非專業(yè)代工的晶圓廠而言，將對其內(nèi)部工作文化，產(chǎn)生巨大的沖擊與挑戰(zhàn)。