芯财富 | 揭秘半导体“代工之王”台积电的财富秘密
在之前的文章中,我们分析了TI(德州仪器)如何在89年的半导体风云变幻中坐稳全球模拟芯片龙头之位。这一期,我们将再次向大家介绍半导体行业的另外一个“王者”——“代工之王”台积电(TSMC),以期从行业龙头企业来看中国本土半导体的发展方向。
作为与华为同一年成立的公司,台积电的身上也展示出“屌丝逆袭”的轨迹。从一开始,台积电便不走寻常路。创始人张忠谋打破了自身既设计又生产芯片的IDM(垂直整合制造)厂商在半导体产业链一统江湖的格局,另辟晶圆代工的蹊径,崭新定义了半导体代工的行业,并且力压三星、英特尔等巨头,在全球晶圆代工市场占据半壁江山。对于正在快速成长的中国晶圆代工企业来说,台积电从0到1颠覆半导体商业模式的道路有什么值得借鉴的地方?
现在,让我们一起解析台积电!
名称:台湾积体电路制造股份有限公司(以下简称“台积电”或“TSMC”)
股票代码:TSM(纽约证券交易所)
所处行业:半导体行业
主营业务:半导体晶圆制造服务
成立日期:1987年2月21日
上市日期:1997年10月8日
总市值:2360亿美元(2019-09-28收盘价)
单价:45.51美元(2019-09-28收盘价)
芯师爷制图(数据来源:IC Insights)
早期,半导体行业流行从IC设计、制造、封装、测试到销售都自行包办的IDM厂商模式,但是随着半导体芯片的设计和制造越来越复杂、成本越来越高,要从上游到下游一手包揽高额研发、制造费用以及复杂的工序,很多半导体企业变得不堪重负。
多年来,台积电拿下苹果、高通、华为、英伟达等全球最头部的芯片客户,多年来把控着全球晶圆代工市场份额的50-60%。2017年3月22日,台积电的市值达到了1703.62亿美元,超过英特尔的市值(1655.64亿美元),这是台积电历史上市值第一次超越英特尔。
自从台积电开创的全球晶圆代工模式挖出了半导体产业链的一块宝地之后,一大堆晶圆代工厂商拔地而起。这么多年过去了,台积电的“代工之王”霸主宝座却毫不动摇,成功的背后到底有什么值得思考的秘诀呢?
首先,台积电从不坐井观天,时刻掌控着全球晶圆代工竞争对手乃至半导体行业的竞争大势,并且采取积极主动的方式维护自己的知识产权和合法权益。最典型的战役莫过于台积电与中芯国际之间的争斗。
作为张忠谋昔日在德州仪器的“爱徒”,张汝京离开德州仪器之后创办了另外一家晶圆代工公司——“世大半导体”,三年之后就开始盈利,被台积电看成未来有可能在台湾半导体代工市场的潜在威胁。结果,毫不手软的张忠谋很快以50亿美元收购了“世大半导体”。
张汝京并没有因此被“吓退”,在2000年前往上海创办中芯国际,打造成中国内地规模最大、技术最先进的集成电路芯片制造企业。为了能够追上台积电,张汝京挖了不少握有台积电商业秘密的员工,从而让中芯国际更快地成长起来。
为此,台积电从2002年开始发动对中芯国际的诉讼战,直到2009年底,中芯国际宣布台积电签订和解协议,向台积电分4年支付2亿美元,将10%的中芯国际股份给了台积电才达成和解,而张汝京也黯然出局,离开中芯国际。打完这一硬仗之后,张忠谋帮助台积电扫除了未来发展道路上最主要的劲敌之一。
在当前全球晶圆代工市场方面,目前仅次于台积电的公司就是三星。三星一度霸占苹果手机芯片代工的订单,然而台积电用先进制程技术“抢走”苹果这个大客户。后来,三星同样祭出“挖墙角”的手段,力邀昔日台积电的大将梁孟松。
结果在梁孟松任职三星的3年期间,三星在14纳米时代成功反超台积电,拿下高通大单,抢回了一些苹果A9处理器的订单。不过到了最后,张忠谋掌舵的台积电还是在制程工艺方面更胜一筹,通过自己代工的A9处理器“完爆”三星代工的A9处理器,重新夺回了苹果进一步的信任和今后的订单。
这么多年来,台积电一直积极扩大研发投入,从2010 年开始,它的研发支出达到了 9.43 亿美元,从此便一直跻身全球半导体研发支出十大企业的名单行列,成了十大企业里唯一的晶圆代工厂商。
至今为止,台积电在中国台湾、中国大陆、美国、新加坡都建有晶圆厂,其中12寸厂6座、8寸厂7座、6寸厂1座,此外还有4座封测厂。无论从规模还是产能方面,都属于全球一流。单单在过去的2018年,台积电公司及其子公司所拥有及管理的年产能超过1200万片12寸晶圆的约当产量,以261种制程技术,为481个客户生产1万436种不同产品。
从主营业务的逻辑制程技术来讲,台积电一手包揽了市场上目前制程最先进的7纳米芯片。目前全球7纳米芯片都是由台积电制造完成,包括苹果A13系列、高通的骁龙855系列、华为的麒麟980,还有AMD的ZEN2锐龙,最新的麒麟990 5G也采用了台积电7纳米+EUV工艺。
与此同时,台积电在7纳米之后的下一个工艺节点——5纳米制程的技术也遥遥领先对手。苹果、华为海思、超微、比特大陆和赛灵思五大客户都决定采用5纳米作为下一代主力芯片的制程,这使得台积电5纳米需求超过预期,由原订每月5.1万片大增至7万片,增幅近四成,提前至2020年3月量产。
2019年中旬,台积电正式宣布启动2纳米工艺的研发,成为第一家宣布开始研发2纳米工艺的公司。并且,台积电将在位于中国台湾新竹的南方科技园建立2纳米的晶圆代工厂,预计将于2024年量产,再度抢先三星一步。
随着半导体工艺越来越贵,出于成本等考虑,越来越多的公司选择芯片粒生态,先进封装技术的热度不断上升,已经成为高性能芯片的必选项。因此,除了晶圆代工,台积电最近几年也加快在先进封装工艺的扩张,从而延续之前在芯片制造的成功。
台积电的芯片-晶圆-基板(CoWoS)封装整合生产技术能够提供开发3DIC技术的一套完整的解决方案,包括从前端晶圆制造一直到后端封装测试的整合服务,主要服务于人工智能、网络和高性能计算应用等领域,而其集成扇出(InFo)封装则面向网络和移动应用。
SoIC是台积电的下一代真正意义上的3D封装技术。SoIC是一种片上芯片(CoW)堆叠方法,允许将许多不同KGD甚至堆栈KGD的混合和匹配集成在一起,可以将SoIC与现有技术(比如InFo、CoWoS或倒装芯片)组合在同一个封装中。随着“SoIC +”的推出,这种封装技术可以达到100万个/mm²的粘合。
紧跟科技前沿,始终不放弃先进技术的研发,这使得台积电在全球晶圆代工始终占据着50-60%左右的市场份额,无惧三星和中芯国际的挑战,已经成为半导体行业牢不可破的“代工之王”!
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