回首2019年，台积电可谓几经波折，在2019年1月28日，台积电由于光刻胶污染，导致大量晶圆报废，损失了上万片12寸晶圆，受影响的是作为主力营收的Fab 14B工厂的16/12nm工艺。经此噩耗，台积电于2019年2月15日公布了该事件经评估后的影响，并且宣布调降首季财测。根据当时台积电的表示，光阻原料事件将影响（2019）全年收益，并预计，第一季度毛利率将介于41%至43%之间，低于之前预测的43%至45%。同时，台积电将营业利润率预期分别下调至29%至31%，而之前为31%至33%，一个多月内台积电竟然三次下调财务预收。台积电总裁魏哲家在2019年4月18 正式宣告确认，由于“光刻胶”事件影响，2019年首季是全年谷底。由于“光刻胶”事件的发生，使台积电的营运一度陷入“阴霾之中”。不久前，台积电发布的2019年Q4财报一扫之前的阴霾，根据财报显示，该季度台积电营收103.94亿美元，同比增长9.5%，环比增长8.3%；净利润38.03亿美元，同比增长16.1%，环比增长14.8%，高于营收的同比、环比增占率。在此前的三个季度，台积电的营收分别为70.96亿美元、77.46亿美元和93.96亿美元，算上四季度的103.94亿美元，台积电在2019年全年的营收就达到了346.32亿美元。远超分析师的预期。从芯片制程收入看，在第四季度，台积电16nm及以下更先进制程工艺的收入占比最高，占晶圆总收入的56%。其中，7nm出货量占晶圆总收入的35%，16nm为20%，而10nm仅为1%。台积电之所以能在Q4获得这样的好成绩，华为和苹果是当之无愧的功臣，台积电副总裁兼CFO黄文德在电话会议上谈到，台积电第四季度业务的增长得益于5G初步部署，以及高端智能手机对高性能计算相关应用的强劲需求，从而使台积电7nm工艺订单大幅度增长。从去年开始，华为、三星、高通以及苹果都已开始逐步采用7nm工艺的旗舰芯片。其中，前三者中高端级别的产品几乎都在开始尝试7nm工艺，因此出货量很大。华为在今年（2020）就大幅增加了对台积电的订单，而苹果的iPhone 11的降价热销也带动了 A13 处理器代工业务的增长，这为台积电提供了一个绝佳的机会。在2019年7月，台积电7nm产能就开始出现全线满载的情况，7nm订单的纷至沓来使其7nm产能持续爆发，直至2020年上半年也将同样供不应求。2019年11月20日，连涨10周的台积电股价再创新高，市值达到2627亿美元，超越三星电子的2611亿美元，成为亚洲最值钱高科技企业，对比去年初的“窘迫”，台积电在2020年迎来一个好的开局。 2018年6月5日，张忠谋在股东会上正式卸下台积电董事长一职，这是张忠谋第二次退休。自此台积电进入“后张忠谋”时代，估计张忠谋也没有想到，他一退休，台积电就进入了一个非常时期，2019年1月发生的“光刻胶”事件，为后张忠谋时代的台积电蒙上了厚厚阴影。“光刻胶”事件的影响也直接反现在了2019年第一季度财报上。台积电在2019年4月10 日发表 2019 年3月及2019年第1季营收。根据资料显示，2019年3月合并营收约为新台币 797.22亿元，较2月增加30.9%，较2018年同期则是减少23.1%。累计，2019年第1季营收约为2,187.4 亿元，较2018年同期减少11.8%。由于台积电之前对2019年的半导体景气看法保守，预估2019年不含存储器的半导体产业成长1%。至于晶圆代工方面则仅维持持平状态，使得台积电预估2019年的营收成长仅微幅成长1%~3%。而根据当时的法人预期，在时序逐渐走出首季淡季的情况下，2019年的低点将落在2019 年首季。随着7奈米加强版量产，使得7奈米产能利用率提高，预计台积电的营收将逐季回温。在之后三个季度，台积电的营收分别为77.46亿美元、93.96亿美元和103.94亿美元，算上一季度的70.96亿美元，台积电在2019年全年的营收就达到了346.32亿美元。2018年的四个季度，台积电的营收分别为84.59亿美元、78.53亿美元、84.86亿美元和93.98亿美元，全年的营收为341.96亿美元，2019年的346.32亿美元较之是增加了4.36亿美元，同比增长1.27%。同2018年的四个季度相比，台积电2019年前两个季度的营收均有明显下滑，全年的营收最终超过2018年，还是得益于第三季度和第四季度的大幅提升。来自苹果、高通、华为的大量订单，让台积电的7nm芯片出货量持续增长，现在已经达到了35%之多，几乎占下了全部出货量的三分之一。AMD甚至提前预定，直接拿下了台积电7nm产能的20%，来保证自己处理器和显卡的生产。由此来看，2019年台积电利润超出预期也是理所当然。尽管经常有人说智能手机的市场趋近饱和，但根据IDC的预计，由于目前5G需求日益增加，2020年的手机市场出货量依然十分乐观，有望突破14亿部。由于5G手机已开始使用台积电7nm的芯片，正如台积电在财报中所说，“2020年将是高增长的一年”，现在来看，趁着5G和7nm的东风，台积电2020将会是一个利好之年。在台积电创办以前，世界的半导体工厂采取的都是单一的IDM模式，即从芯片设计、生产、封装都是由厂商独立完成，例如英特尔和三星等厂商都是这种模式。从美国回到台湾两年后创办台积电的张忠谋，早年在德州仪器打拼，一度做到该公司的第三号人物，常年与当时顶尖半导体公司和资深大佬打交道的他，具备着当时大多数国人所没有的国际视野。他认为在台湾地区经营这种传统的IDM模式终将比不过世界大厂，考虑当时市场上尚没有专业做代工服务的公司，张忠谋看到其中的机会，随即将台积电定位成一家纯粹的晶圆代工公司。就这样全球第一家专业积体电路制造服务（晶圆代工foundry）企业——台湾集成电路制造公司（台积电）在1987年诞生了，台积电诞生后直接导致整个行业向着垂直化、细分化变革。此后许多晶圆代工企业从“母体”中独立出来，另外，封装测试企业独立出来，如日月光等。半导体正式由一体化演化为三个细分行业，即芯片设计、晶圆代工、封装测试。台积电刚成立时面临的大环境并不乐观，一方面是全球半导体市场低迷，另一方面由于台积电刚刚起步在国际上没有名气，加上当时许多大公司尚未接纳代工模式，所以台积电最初的一年只靠着一些小订单勉强过活。在创办的第二年，台积电就迎来了英特尔的共同创办人Andrew Grove，双方开始有意推进合作。不过在争取英特尔认证期间，英特尔发现台积电的产品有266个缺陷，双方合作一度陷入僵局。台积电的工程师们夜以继日的优化工艺，最终还是通过了英特尔的认证，为其做低端芯片代工，打响了自己的名声。而台积电的第一个重要的单子，则来自当今的芯片巨头高通。高通创始人欧文·雅各布斯是张忠谋在麻省理工的师弟，当时欧文拿到了无线芯片的独家专利，却没有资金和能力自己制造芯片。于是这对MIT的师兄弟一拍即合，高通来设计，台积电做制造。直到1998年，台积电在0.18微米制程上才勉强追上IDM厂。在成本考虑下，这些IDM大厂开始对台积电另眼相待。为了抢下IDM客户大订单，台积电拟定“群山计划”：针对五家运用先进制程的IDM大厂，设置专属技术计划来支持个别不同需求。2000年一个机会来临，当时12寸晶圆厂成为建厂主流，可这样一座工厂的造价高达25亿—30亿美金，不仅中小型IDM业者负担不起，大型IDM业者也常显得吃力。台积电的群山计划的优势开始显现，逐渐获得德仪、意法半导体、摩托罗拉等巨头的青睐，台积电赢得IDM芳心。通过台积电的不断努力，据最新的全球晶圆代工市占率报告数据显示，台积电以 52.7%的市占率继续成为晶圆代工厂老大，三星排第二，市占率为 17.8%，排在第三位的是格罗方德。此外，中国大陆的中芯国际以 4.3%的市占率排在第五位。2020年1月16日，在财报分析师电话会议上，台积电CEO、副董事长魏哲家表示，在2020年，业界领先的7nm工艺和5nm的强劲需求，将有力的支撑他们的业务发展，移动、高性能计算机、物联网和汽车四大平台都有强劲的增长趋向。同已经量产近两年的7nm工艺不同，台积电目前还未开始大规模生产5nm工艺的芯片，但台积电在5nm方面已研发多年，2019年就已开始试产，魏哲家在此次会议上透露，5nm量产进展顺利，良率也已很好，将在2020年上半年大规模量产。台积电CEO、副董事长魏哲家也谈到5nm工艺的量产事宜。魏哲家表示在2020年，业界领先的7nm工艺和5nm的强劲需求，将有力的支撑台积电的业务发展，移动、高性能计算机、物联网和汽车四大平台都有强劲的增长趋向。5nm量产进展顺利，良率也已很好，将在上半年大规模量产。也就说，2020年台积电不仅拥有7nm这张王牌，5nm量产若如预期尘埃落定，将会给台积电带来更多的利好。据魏哲家透露，同7nm工艺相比，5nm是完整的工艺节点跨越，可使晶体管的密度在理论上提升80%，速度提升20%，他们预计在移动设备和高性能计算机的推动下，5nm的产能在2020年下半年将有快速且平稳的增长，预计能贡献台积电10%的营收。目前苹果与华为都是台积电的重要客户。全新的苹果芯片、旗舰级麒麟芯片等，都将采用更为先进的台积电5nm工艺。此前有消息显示，苹果A14芯片将使用台积电最新的5nm工艺，同时苹果的订单将占台积电产能的三分之二。根据台积电的规划，他们今年上半年就会量产5nm EUV工艺，下半年产能会提升到7-8万片晶圆/月，今年的产能主要是供给苹果和华为。台积电的3nm工艺今（2020）年也会启动建设，预计将在2022年实现初期生产。但是3nm及未来2nm、甚至1nm工艺，最大的问题不是技术研发，即便攻克了技术难题，这些新工艺最大的问题在于成本过高，或许没人用得起，为了解决工艺问题，包括台积电在内的公司将会投入巨额资金研发，目前来看，建设一座3nm或者2nm级别的晶圆厂都是百亿美元起的。据SemiEngineering报道，IBS的测算显示，（包括芯片设计公司、晶圆代工厂）7nm芯片研发就花费了3亿美元的投资，5nm工艺花费5.42亿美元，3nm及2nm工艺还没数据，但起步10亿美元将是一个关键的坎。除去高昂的研发费用，等到3nm、2nm节点的时候，对这类高端工艺有需求，并且能够控制住成本的公司就没几家了。现在的5nm工艺就只有华为、苹果这样的大公司才用得起，再往下发展，还会有2nm和1nm，台积电曾表示如果乐观，2024年将量产2nm工艺，对于2nm工艺甚至是1nm工艺，其实研发并不是最大的难题，卖给谁？谁又愿意买？才是最大的问题。
2019年5月，美方将华为列入了实体名单，受该禁令的影响，不仅美国供应商无法向华为供货，就连其他非美国厂商的技术或产品当中，有超过25%的技术或材料源自美国，都不能供给华为。即按照国际法规，如果台积电某条生产线来源于美国的技术占比达到或超过25%，就要遵守美国的禁令了。根据台积电企业信息资深处长孙又文介绍，目前台积电包含所有材料、EDA工具，台积电从美国获得的技术含量并没有超过25%的比例，并表示说离24.999%都有点远，所以不用管这个规定。去年年底，台积电突然宣布将终止与华为在14nm工艺制程方面的合作，停下供应该工艺芯片产品的原因众说纷纭，其中缘由或和美国的禁令有关。作为华为的主要合作伙伴，台积电每年都在为华为代工大量的芯片，例如去年的海思麒麟990系列就是台积电所代工。作为目前世界上规模最大，技术也最为成熟的晶圆体代工厂，台积电的实力毋庸置疑，14nm芯片一旦被迫断供，对于华为的影响将非常严重。而台积电发言人Elizabeth Sun在台湾新竹科技中心举办的台积电2019年技术研讨会上也曾表示，美国对华为公司的出货不受美国限制华为设备的禁令影响。对于美国来说，打压华为肯定不会就此罢休，这是该国的一项“国策”，未来短期内放弃打压华为可能性非常小。而最近，一条消息的流出，让人感觉到美国打算再一次动手了。美国打算将之前限制美国技术比例的25%调整为10%，而在这当中，台积电的14nm芯片将会受到波及。也就是说如果美国一旦实行新的策略，那么华为14nm芯片也就会被断供，这对于华为是个损失，对台积电而言也是一种损害，要知道，华为占到台积电业务的8-11%左右的体量，丢掉这些业务会让台积电收入下滑。况且，台积电并不是全球唯一一家晶元代工厂。好消息是，国内的中芯国际突然表示，自己的14nm代工厂已经投入使用，并且芯片的良品率已经达到了95%。中芯的这个成绩已经完全能够满足华为在14nm芯片方面的需求了，所以华为在中芯手里下了14nm的订单，而这些订单原本是台积电南京分厂的订单。经受美国的风波，估计华为会有意识的将一些业务分一部分给其他晶元代工厂。可以看出，台积电本以为稳稳到手的订单，"到嘴的鸭子飞了"被中芯劫走，不知道台积电此时的心中作何感想。虽然不知道台积电怎么想，但是中芯国际拿到了华为的大量订单，对于未来的崛起发展想必有着相当大的好处，一旦这些14nm芯片最终的表现良好，未来中芯的发展空间也将会再一次提升。不但中芯抢走了台积电“到嘴的鸭子”，三星也在5nm、3nm、2nm威胁着台积电。虽然台积电在7nm节点取得了绝对优势，在5nm也进展顺利，获得了苹果A14等订单。三星并没有放松追赶的脚步，计划到2030年前在半导体业务投资1160亿美元（约合8000亿元），以增强在非内存芯片市场的实力。台积电创始人张忠谋曾对媒体表示，台积电与三星的战争还没有结束，台积电只是赢得了一两场战役，可整个战争还没有赢，目前台积电暂时占优。而为了更快实现制程迭代和产能拉升，三星研发了专利版本GAA，即MBCFET(多桥道FET)。据三星介绍，GAA基于纳米线架构，由于沟道更窄，需要更多的堆栈。三星的MBCFET则采用纳米片架构，由于沟道比纳米线宽，可以实现每堆栈更大的电流，让元件集成更加简单。通过可控的纳米片宽度，MBCFET可提供更加灵活的设计。而且MBCFET兼容FinFet，与FinFet使用同样的制作技术和设备，有利于降低制程迁移的难度，更快形成产能。据《韩国经济》杂志称，三星已成功研发出首个基于GAAFET的3nm制程，预计2022年开启量产。与7nm工艺相比，3nm工艺可将核心面积减少45%，功耗降低50%，性能提升35%。按照三星的研发路线图，在6nm LPP之后，还有5nm LPE、4nm LPE两个节点，随后进入3nm节点，分为GAE(GAA Early)以及GAP(GAA Plus)两代。2019年5月，三星的3nm GAE设计套件0.1版本已经就绪，三星预计该技术将在下一代手机、网络、自动驾驶、人工智能及物联网等设备中使用。而台积电目前并没有公布其3nm工艺技术是否会坚持FinFET还是跟三星一样换用GAA晶体管，台积电只表示已经找到了3nm技术路线，目前研发进展顺利。按照之前的计划，台积电将在2020年正式启动3nm晶圆厂的建设，此前的土地申请、环评等工作已经完成，整个建设计划投资高达195亿美元。据台积电首席执行官CC Wei曾表示，台积电在3nm节点技术开发进展顺利，已经与早期客户进行接触。台积电投资6000亿新台币（约合1380亿元）的3nm宝山厂也于2019年通过了用地申请，预计2020年动工，2022年量产，如无意外，3nm芯片将在2022年到来，对半导体产业链提出新的挑战。虽然上有三星虎视眈眈，下有中芯你争我夺，但台积电对2020年全年成长信心十足，总裁魏哲家预计，今年全球晶圆代工产值成长17%，台积电受惠5G和AI驱动，7nm、5nm等先进制程需求强劲，有信心今年营运优于产业平均。魏哲家表示，台积电四大技术平台：智能手机、高效能运算、车用电子和物联网，今年都会强劲成长，其中以智能手机、高效能运算相关芯片动能最强，增幅均逾二成；车用电子和物联网芯片增幅也达15%。他还认为，全球5G基础建设动能日益强劲，预估今年5G手机渗透率可达15%，但拉升速度将比4G快。根据IDC预计，由于目前5G需求日益增加，2020年的手机市场出货量依然十分乐观，有望突破14亿部，而这些手机将大量使用台积电7nm的芯片；5nm芯片上台积电也占据了一定的先发优势。目前5G和7nm、5nm势头正劲，至少在可预见的时间里，台积电的日子还会如往常一样过得很滋润。
本文系作者：
师天浩
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