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。
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。
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