莫大康：臺積電興建8英寸生產(chǎn)線的思考

本文來自求是緣半導體，作者：莫大康。莫大康先生是求是緣半導體聯(lián)盟顧問。親歷50年中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程的著名學者、行業(yè)評論家。

臺積電總裁魏哲家在一年一度的供應鏈論壇上宣布將在南科6廠旁邊新建一座8英寸晶圓廠，這是繼2003年上海松江廠之后，臺積電15年來首次再興建8英寸晶園廠。

盡管魏哲家并未透露投資的具體金額，但有業(yè)內(nèi)人士預計，該晶園廠的投資金額將超過新臺幣500億元（約合16.2億美元）。

引起業(yè)界興趣的是臺積電在先進工藝制程方面一路高歌猛進，連三星與英特爾也只能自嘆不如，它全數(shù)拿到全球7納米的市場約100-120億美元的訂單，加上未來5納米生產(chǎn)線于2019年4月試產(chǎn)，及2020年Q2量產(chǎn)，以及全球第一家3納米廠已通過環(huán)評，總投資194億美元，計劃2020年建廠及2022-2023年量產(chǎn)。

市場經(jīng)濟下企業(yè)的任何決定，一定與它的利益相關，本文要分析興建8英寸生產(chǎn)線，它的利益點究竟在什么地方。

全球8英寸硅片現(xiàn)狀

據(jù)SEMI和IC insight的數(shù)據(jù)，2017年全球晶園產(chǎn)能為17.9 M / wpm（百萬8寸片/月，下同），其中8寸片產(chǎn)能約為5.2 M / wpm，而前十大8寸晶園廠產(chǎn)能占8寸晶園總產(chǎn)能的54%。

其中大中華地區(qū)8英寸晶園產(chǎn)能，片/月；臺積電 約650K，聯(lián)電 約300K，中芯國際約220K，世界先進 195K，上海華虹168K，上海先進 77K，華潤上華60K及力晶科技55K。

部分IDM廠8英寸及以下晶園產(chǎn)能，片/月；德州儀器 的400K，意法半導體 約350K，英飛凌 約250K，恩智浦 約220K及東芝 180-200K。

而從全球代工現(xiàn)狀分析，依IC Insight數(shù)據(jù)，臺積電在2018年預測它的銷售額可達377億美元，而硅片年產(chǎn)出量為2，515萬片（8英寸等值計），所以它的每個8英寸硅片平均產(chǎn)值為1，382美元，同樣比較格羅方德為1，014美元，聯(lián)電為715美元，以及中芯國際的671美元。

依IC Insight數(shù)據(jù)，全球純代工邏輯芯片，2018 Q2的代工平均價格，依200mm 硅片計，0.5微米每片370美元， 0.35微米為380美元，0.18微米625美元及0.13微米為710美元。而依300mm硅片計，90nm 為每片1，800美元，65nm 為2，100美元，45/40nm 為2，655美元，28nm 為3，010美元，以及 小於等于20nm 為6，050美元。

再依2018 Q3 TSMC數(shù)據(jù)，從工藝節(jié)點來看，7nm貢獻了11%的收入，預計Q4達20%；10nm貢獻了6%的收入，自2017年Q4以來，10nm的營收持續(xù)下滑；16/22nm收入占比為25%及28nm收入占比為19%。所以它的28nm及以下先進工藝占總收入比重為61%。

目前8英寸的產(chǎn)品訂單集中在各種電源管理IC，驅動IC，指紋識別IC及CIS等方面，未來預測MEMS，傳感器，以及物聯(lián)網(wǎng)等市場會爆發(fā)，導致8英寸硅片的市場需求仍保持穩(wěn)中有升。

總體上全球8英寸硅片生產(chǎn)線呈以下特征：

1）， 由于設備大廠早已停止生產(chǎn)8英寸設備，市場上8英寸設備一機難求，導致全球二手設備市場價格急速上升

2）， 之前8英寸設備的工藝分界線在90nm，現(xiàn)階段已經(jīng)上移至65nm等，導致8英寸生產(chǎn)線的投資金額大幅上升

3）， 由于10nm及7nm等的設計費用上升，導致全球fabless繼續(xù)跟蹤定律的產(chǎn)品數(shù)量減少，加上如臺積電等采取從前道代工延伸至后道，采用FOWLP等封裝技術，把不同工藝制程的芯片，集成在一體。預測未來每一部智能型手機內(nèi)將會使用超過10顆以上采用FOWLP封裝技術生產(chǎn)的芯片，稱之為異質集成IC。因此工藝制程縮小的矛盾可能釆用異質集成等來解決，給8英寸硅片開辟了另一扇市場的大門。

興建8英寸生產(chǎn)線的目的復雜

從臺積電的盈利結構分析，目前它的60%營收依賴于28nm及以下，主要是最先進工藝制程，如它的最新7nm制程，據(jù)預測訂單可達約100億美元，與之前的28nm一樣是金雞母。

如依臺積電 2017年營收321億美元計，年產(chǎn)出硅片量為2350萬片（8英寸計），平均每個硅片產(chǎn)值為1，368美元。而全球8英寸硅片的平均代工價格，按工藝不同大約在700-800美元，即便考慮臺積電有綜合優(yōu)勢，可能溢價20%，它的每片8英寸代工價格也不可能超過1，000美元。

由此表示臺積電在進行8英寸代工時，它的每個硅片產(chǎn)值僅1，000美元，要比它的每個硅片的平均產(chǎn)值1，368美元低30%以上，這部分的差額將由它的最先進工藝制程代工，如10nm等代工每片10，000美元以上來補償，同時表示它的8英寸硅片產(chǎn)出越多，需要補償?shù)慕痤~越大。因此從“田忌賽馬”的邏輯，現(xiàn)階段中國芯片制造業(yè)迅速擴大8英寸代工產(chǎn)能的思路是正確的。

按以上邏輯思維，臺積電會不斷地加大投資，年投入100-120億美元，去開發(fā)最先進工藝制程來維持它的高營收，而不太可能再擴大它的8英寸產(chǎn)能，這也可解釋為什么自2003年以來它不再繼續(xù)擴充8英寸產(chǎn)能的源由。

那么此次重啟8英寸產(chǎn)能擴充的可能原因是什么？

1、 盡管目前臺積電十分風光，全球代工市占達60%，但是不可否認尺寸縮小的路可能已走到盡頭，未來技術上5nm，3nm等雖然仍能前進，但是從經(jīng)濟層面上已難以為繼。全球fabless會更加務實，釆用各種不同制程的適用工藝；

2、 物聯(lián)網(wǎng)、MEMS及傳感器等市場會爆發(fā)，而目前的8英寸設備中的大部分超過15年的使用期限，部分性能可能難以達到技術上的要求；

3、中國半導體業(yè)的來勢兇猛，尤其是8英寸產(chǎn)能擴充迅速，為了保持它的龍頭地位，在8英寸生產(chǎn)線布局方面爭個先手。

所以分析此次臺積電再出手興建8英寸生產(chǎn)線，它的內(nèi)心肯定是復雜的。但是由于資金充沛，為了未來8芵寸代工在全球的壟斷地位，下個先手可能是主要原因之一。

臺積電是一家偉大而又成功的企業(yè)，源于它堅持純代工，并深化一切服務于客戶的理念，目前臺積電已是全球“三甲”之一，它的市值2，200億美元有可能超越英特爾。