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美国不合理要求强压下的台积电

2020-02-03 12:53:25 来源:EETOP
台积电在三巨头中表现良好

处理器份额最大的美国英特尔,内存巨头三星电子和全球领先的半导体代工厂商台积电台湾。大约十年来,半导体行业一直将这三家公司称为“三巨头”。这三家公司的存在在每个半导体领域都很重要,它们始终在全球半导体销售中处于领先地位。

但是,在2016年,英特尔未能从14nm过渡到10nm,这导致了处理器短缺。英特尔已于2019年取代三星电子,并在两年内首次回到全球半导体销售排名第一。但是,这仅是由于全球缺乏处理器导致价格飞涨,推动了英特尔的销售额。

另一方面,三星电子在2017年和2018年代表英特尔位居榜首,但其半导体销售额在2019年下降了约30%。由于处理器的短缺,预期用于PC的服务器和用于数据中心的服务器大量生产的DRAM和NAND销量大减,并导致价格下降。

这样,在英特尔和三星电子陷入困境的同时,台积电的强劲业务表现也脱颖而出。
但是,台积电正处于中美高科技战争之中,面临着极其困难的商业决策。台积电生产中国华为智能手机处理器。其业务规模约为台积电销售额的10%。但是,认为华为处于危险之中的美国政府继续向台积电施加压力。台积电生产用于美国最先进的隐形战斗机“ F35”等的军事半导体,但美国政府要求在美国制造。目前台积电保留该决定,但是如果拒绝,以后该怎么办?
本文首先介绍了台积电的成果,制程的进展,正在制造的半导体的应用以及区域比例。然后,详细阐述了台积电面临的问题。以及台积电的管理决策可能会对日本零件和材料制造商产生一些影响。

台积电季度业绩

图1显示了台积电的季度销售额,营业收入和营业利润率。TSMC的销售额和营业利润每年都在第3季度或第4季度达到顶峰,第1季度以后下降。这是因为,从每年的年末到新年,新的智能手机、PC、数字家电的销路都很好,在此之前,TSMC要制造半导体
 
从长期的角度来看,尽管季度波动,台积电的销售和营业利润仍呈增长趋势。
受2019年初全球半导体不景气的影响,TSMC的2019年第一季度业绩有所恶化。但是,此后一直稳定恢复,在2019年第四季度创下了创纪录的销售和营业利润。似乎用于下一代5G通信的智能手机和用于通信基站的半导体将是顺风车。

台积电的营业利润率一直很高,达到35-40%。它在2019年第一季度下降到约30%,但在同年第四季度恢复到39%。

在制造业中,10%以上被称为高利润率。另外,半导体企业中也有10家企业的营业利润率达到20%以上。其中,TSMC一直在打击35 ~ 40%的高利润率。据说台积电在全球半导体制造商中薪水最高,也就不足为奇了。

台积电先进制程发展趋势

图2示出TSMC的制程微细化是如何进行的。该图表的纵轴显示了以12英寸晶圆换算,出货了数千枚晶圆。
英特尔处理器和三星电子的存储器为例,在3 ~ 4年内可以实现70%的微细化,因此不会用老一代的微细加工制造半导体。即使有,最多也只是2代之前,不可能使用10年前的微细化工艺。

但是TSMC的商业模式却截然不同。例如,2001年左右开始用0.15μm的微细化工艺制造半导体。在2001年,0.15μm是最尖端的微细化技术,但19年后的今天,可以说是传统工艺。但是,TSMC仍然保留了其传统的0.15μm,继续制造半导体

在世界半导体业界,每隔3 ~ 4年就会出现最先进的微细化工艺,但是TSMC会持续保留制造几乎所有工艺。这就是英特尔和三星电子的最大区别。

在这里,让我们看一下过去六年中台积电制程发展的趋势(图3)。直到2014年第二季度,28nm工艺一直处于最前沿。当时,许多专家表示,由于未来的进一步缩小制程的成本太高,半导体的制造工艺基本上会在28nm结束。

 
 
但是,2014年第三季度推出的20nm和16nm工艺超过了2016年底的28nm晶圆出货量。先进制程并没有在28nm处结束。
 
而在2017年第二季度,10nm工艺开始崛起。10nm的晶圆供货量在当年第4季度达到最大值,超过20nm/16nm。然而,此后基于10nm工艺的晶圆供货量逐渐减少。这可能是因为10nm工艺的成品率低。
2018年第三季度推出的7nm工艺取代了10nm。在7nm制程中,“ N7”充分利用了ArF浸没曝光设备和多重图案,而“ N7 +”则部分利用了最先进的曝光设备EUV。两种产品的发布都进展顺利,仅在2019年第四季度就出货了约一百万片晶圆。可以说,使用尖端的7nm工艺的业务已成为台积电的大笔交易。
 
虽然很多人认为英特尔的10nm大约等于或小于台积电和三星的7nm。但是,英特尔仍在努力推出10nm,而台积电正在扩展其7nm工艺业务,并且即将量产5nm。因此在这种情况下,引领先进半导体制造工艺的不是英特尔,而是台积电
台积电制造的半导体的用途

那么,台积电都生产什么样的半导体
图4 台积电按应用划分的半导体比例 
TSMC生产的各种用途半导体比率来看,2002年达到57%的“计算机应用”之后逐渐减少。取而代之的是“通讯应用”的增加,2014年以后占到60%左右。另外,到2006年为止,约占20%的“消费电子”下降到10%左右,而从2012年开始,“Industrial/Standard”占据了20%多的比重。

根据这种分类,尚不清楚产品是什么。但是,自2018年以来,TSMC的财务报告现在包括了具有更具体用途的分类(图5)。据此,台积电生产的半导体约有一半与智能手机有关。它包括适用于智能手机的应用处理器(AP)和适用于Apple,高通,华为和Mediatech的通信半导体
图5台积电按产品划分的半导体比例(季度)
继智能手机之后,高性能计算机约占30%。这可能包括用于人工智能AI)的半导体,例如NVIDIA的GPU。高性能服务器周围还将有用于超级计算机和半导体芯片

台积电的区域份额

图6显示了该地区的无晶圆厂将半导体制造外包给台积电的情况。直到2002-2008年左右,美国约占75%。自2010年以来,对美国的比例略有下降,但仍占70-60%。根据这些数据,台积电可能被称为“美国拥有的半导体工厂 ”。
图6 台积电按地区划分的半导体比例(季度)
一方面,台积电在2012年左右开始为中国大陆制造芯片,可见这一比例正在逐年增加。它在2018年第三季度录得23%,然后下降,但随后又上升,在2019年第四季度达到创纪录的22%。据说其中大约一半(超过10%)是针对华为的。
 
在全球智能手机市场中,华为在2019年出货了超过2亿部智能手机,超过了苹果,跃居全球市场份额的第二位。台积电生产华为智能手机AP和通信半导体。华为是一个大客户,约占台积电业务的10%。

台积电继续向华为发货

美国政府于2019年将华为加入实体名单(EL)。结果,没有美国产品可以出口到华为。即使它不是在美国制造,也包含超过25%的美国知识产权,也将禁止将该产品出口到华为。
台积电使用许多基于美国的制造设备制造半导体,包括应用材料,Lam Research和KLA。因此,有人指出是否会抓住上述25%的规定。但是,台积电表示:经过美国顶级律师事务所的全面审查,我们认为可以继续为华为供货。
作为回应,美国政府敦促中国台湾当局和台积电停止向华为运送半导体(日经新闻,2019年11月4日)。不过,文章称,台积电发言人否认未收到要求,台湾内阁发言人格拉斯·贾达卡说:“我们尚未收到美国的要求,并已听到没有。”

美国、日本面临更大压力

今年到2020年有两个重大举措。首先,美国商务部正准备将美国知识产权比例提高到“ 10%或更高”以加强对华为出口高科技产品的限制。 
台积电向华为供货的半导体产品的监管不会超过25%,但可能会在10%以上。
此外,台积电一直在为美国军方制造军事半导体,例如最新的隐形战机F35,但美国政府已要求台积电在美国生产以确保安全性等。 台积电表示,“我们不会消除(例如在美国建立工厂),但成本将成为障碍。客户将不会希望提价而飞涨。”
实际上,台积电似乎不太可能在美国建立代工厂。正如台积电所说,成本是一个问题。
但是,如果台积电拒绝在美国生产美国军用半导体,美国政府可能会采取报复行动。换句话说,可能会发出通知,如果其中包含美国知识产权的10%以上,将禁止使用华为半导体
简而言之,无论如何,美国政府都希望台积电停止为华为生产芯片。可以说,台积电正在做出非常困难的管理决策。
如果说“如果美国知识产权被禁止超过10%”,日本公司将遭受巨大损失。这是因为每年有许多公司向超过2亿的华为供应零件和材料,而要避免“超过10%”的紧缩是极其困难的。此外,如果“ 10%或更多的限制”阻止台积电向华为运送半导体,那么华为每年将无法生产超过2亿部智能手机。在这种情况下,供应华为零件和材料的日本供应商将失去巨大的业务。

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