臺積電砸重金投資新工藝，三星英特爾不甘示弱

芯片代工廠商的建廠計劃愈發(fā)“內卷”了。

近日，臺積電確定要在臺中的中科園區(qū)建座100公頃的工廠，總投資額高達8000億-1萬億新臺幣(約289億~361億美元)。這一投資包括未來2nm制程的工廠，后續(xù)演進的1nm制程的廠區(qū)也會落在該園區(qū)。

臺積電的老對手三星和英特爾也沒有坐以待斃。三星掌門人李在镕在美國拜訪后不久，三星正式官宣將在美國德克薩斯州建立一座芯片生產基地，耗資170億美元，最快在2024年投產；英特爾此前在制程工藝上稍有落后，在歷經(jīng)高層震蕩后最新宣布將在馬來西亞投資300億林吉特（約合71億美元）的計劃，未來10年將在馬來西亞建設封測產線，意圖重新回到牌桌。

雖然從市占率來看，臺積電暫居上風，但三星和英特爾也開始加碼投入，疫情帶來的芯片缺貨潮被看作是難得一遇的超車機會，當下的擴張只是后續(xù)軍備競賽的一次鳴槍。

圖源/官網(wǎng)

臺積電依靠最新制程，步步為營

由于全球客戶群體需求大增，三大芯片代工廠產能擴充與開發(fā)較往年正歷經(jīng)五倍速快進，為了確保高階產能穩(wěn)健提升，資本支出也大舉拉高，多數(shù)用于制程工藝的革新。

業(yè)界的共識是：先進的制程工藝代表行業(yè)地位和技術能力，不但造星出臺積電，英特爾的階段性沒落也與之息息相關。

在很長一段內，英特爾的14nm代表了芯片代工的最佳工藝制程。摩爾定律曾說，集成電路上可以容納的晶體管數(shù)目在大約每經(jīng)過18個月便會增加一倍，但在這家芯片巨頭的眼中，晶體管翻倍速度從24個月延長至36個月，認定被半導體產業(yè)奉為圭臬的摩爾定律“將死”。

是臺積電給了業(yè)界足夠震撼。2018年4月，當英特爾10nm制程芯片難產時，臺積電宣布成功量產EUV工藝的7nm制程芯片，并一舉拿下海思麒麟985和蘋果A13訂單，后來居上。

六個月后，三星也宣布量產7nm EUV工藝。不同的是，三星的不落人后頗有些“趕鴨子上架”的意味。2019年，科技媒體DigiTimes曝出三星7nm制程芯片良品率不高，三星雖然迅速反駁，但未提供實質性證據(jù)自證“清白”。

彼時，依然有業(yè)界人士不斷預測摩爾定律的失效，博通首席技術官Henry Samueli表示：“摩爾定律已經(jīng)頭發(fā)花白，步履蹣跚了。它還沒死，但是時候退休了。”在“摩爾定律將死”的無形之劍下，臺積電并未受到良率難題的困擾，反而加快了制程的迭代速度。

2019年，臺積電開始試產5nm制程芯片，2020年搭載在iPhone12上。同時，臺積電升級周期還在縮短，4nm提前試產，還宣布會在今年第四季度量產3nm制程，如今2nm工廠破土箭在弦上，臺積電用內卷般的行動宣示著制程技術領先，目前臺積電以超過50%市占率穩(wěn)坐第一。

此外，臺積電也并未放棄在成熟工藝上的營收，消息稱其已經(jīng)與日本政府和索尼達成協(xié)議，將在日本建設28nm和22nm制程晶圓廠，最近還有消息傳出，德國也在積極接觸臺積電，希望其在德國建設晶圓廠。“龐大的投資額背后，將是巨額的折舊費用，臺積電營收壓力不會小。”一位芯片領域的投資人告訴《財經(jīng)天下》周刊，“如何快速提升良率，降低折舊對毛利率與獲利的沖擊，也在同時考驗著臺積電的經(jīng)營團隊。”

巨頭燒錢換擴張

臺積電迭代速度加速快跑，三星則緊鑼密鼓追趕，后者同樣宣布3nm量產的時間定在2022年。

上個月，三星電子發(fā)生了一場“人事地震”，一口氣換掉了三位聯(lián)席CEO。這是這家韓國巨頭自2017年以來進行的最大規(guī)模的組織調整。此外，手機和消費電子部門合二為一，唯獨半導體業(yè)務依然是獨立部門，三星向半導體行業(yè)傾斜的意圖已經(jīng)很明顯。

實際上，三星一直希望縮小與臺積電代工水平之間的差距，而差距主要源于關鍵工藝制程方面的成熟度。在美國建廠消息官宣后，不少業(yè)內人士認為其在客戶資源、產能、稅收等方面將獲得美國的支撐，進而保證影響力。此外，三星代工業(yè)務一直都有成本優(yōu)勢，而3nm制程的成本更加高昂，這方面三星可能會有更多的操作空間。

臺積電和三星競爭白熱化時，英特爾的跟進則相對遲緩，此前有7年時間，英特爾都躺在14nm制程的功勞簿上“睡覺”，直到2019年才真正量產10nm。2021年，英特爾完成換帥并加快了7nm制程的量產速度，并意圖在晶體管數(shù)量上碾壓對手，新任CEO Pat Gelsinger還加碼投入，甚至提出了野心勃勃的規(guī)劃：在2025年之前的4年中突破5代CPU工藝。

三大芯片代工廠膠著建廠，引導著芯片制程迭代，用燒錢換擴張，行業(yè)進入頭部比拼時代，同時意味著新入局者如果沒有更多彈藥存儲，很難跑馬圈地。

當然，三巨頭通過建造工廠一方面更易維持技術迭代，另一方面也可提高產能，有望減緩現(xiàn)在的缺芯現(xiàn)狀，尤其是成熟制程芯片可用在汽車、嵌入式存儲器、IoT設備上，這也是目前短缺最為嚴重的領域。Pat Gelsinger預測，全球芯片短缺將持續(xù)到2023年，而通過擴建可以應對飆升的芯片需求。