据媒体报道,2021年12月,台积电(TSMC)负责欧亚业务的高级副总裁何丽梅(Lora Ho)表示,正在与德国政府就台积电在德国建立工厂的可能性进行初步接洽。其实在2021年6月,董事长刘德音(Mark Liu)在股东大会上就表示,公司已经开始评估在德国建厂的可行性。但最终建厂与否,需要考虑多个方面的因素,包括政府补贴、客户需求和当地人力资源,各种因素都将影响台积电的最终决定。
如果台积电最终确定在德国建立新厂,将弥补台积电在欧洲没有工厂的缺陷,完善台积电的全球晶圆制造版图的最后一角;同时也将进一步降低地缘风险。
晶圆代工霸主的“统治”让美国忧心
2021年台积电营收达到3600亿元(约567亿美元),占据全球晶圆代工(Foundry)市场63%的份额,且苹果(Apple)、超微半导体(AMD)、高通(Qualcomm)、英伟达(nVIDIA)都是台积电5nm和7nm尖端工艺的头部客户;就连美国晶圆制造领袖英特尔(Intel)都在跪求台积电的3nm制造产能。
2021年10月,格芯在上市文件中援引研究公司Gartner的数据称,截至2020年,全球芯片代工生产按收入计算的77%集中在中国台湾和中国大陆。芯片制造集中化趋势不仅造成了贸易失衡和争端,还使全球供应链面临重大风险,包括地缘政治风险。美国和欧洲政府正越来越专注于开发半导体供应链,减少对中国台湾或中国大陆制造的依赖。格芯特别强调,公司是唯一一家不以中国大陆或中国台湾为基地、面向全球的大型纯代工企业,可以有效帮助客户降低地缘政治风险并提供更大的供应链确定性。
而早些时候,2021年2月23日(美国东部时间),在美国国会举行的一场听证会上,谷歌前首席执行官埃里克·施密特(Eric Emerson Schmidt)指出,美国在半导体制造产业上存在短板。领先半导体产业几十年后,美国现在几乎完全依赖海外来生产高端芯片,这些芯片为所有的人工智能算法提供动力,而人工智能算法对国防系统和其他任何东西都至关重要。对进口半导体的依赖,特别是依赖从中国台湾进口,造成了战略上的脆弱性,不利的外国政府行为、自然灾害和其他事件,都可能破坏电子产品的供应链,正如汽车工业正经历的一样。曾几何时美国在半导体产业内处于领先地位,但在最近20年中,台积电日益成为美国最重要的供应商之一。施密特的矛头直指台积电。
从苹果的消费电子产品,到福特、通用的家用汽车,再到美国洛克希德马丁公司的第五代战机F-35,都要用到台积电制造的芯片。由此可见,台积电在世界半导体市场所占的份额,近乎达到“统治”的程度。
从1970年代以来,美国逐步将制造外迁,已经形成了空心化。据台积电的财报,2021年台积电有65%以上的收入来自美国客户。
芯思想研究院发布的《全球半导体公司研发支出情况》显示,2021年美国有八家半导体公司研发费用过超过10亿美元,包括英特尔(Intel)、高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、英伟达(nVidia)、美光(Micron)、超微半导体(AMD)、德州仪器(TI)、亚德诺(ADI),研发占比都在10%以上,八家公司研发支出合计约405亿美元。可这八家半导体公司其中七家是台积电的客户。这也是为什么拥有英特尔、德州仪器(TI)、高通、博通(Broadcom)、应用材料(AMAT)、泛林集团(LAM)等半导体巨头的美国无法不对台积电的战略地位感到“深深忧心”的原因。
美国希望重振半导体制造
2018年,格芯因先进技术投资“不堪重负”已放弃7nm及以下制程研发;英特尔成为美国本土突破先进制程的唯一希望,但是随着10/7nm陷入“挤牙膏”,不得不求助于台积电时,再度让美国半导体制造业跌碎眼镜。
事实上,近几年来,美国政府一直在谋划鼓励半导体产业发展的法案,希望晶圆制造业回流。
据芯思想研究院(ChipInsights)的不完全统计,晶圆制造业方面,全美国有18个州建有110多座晶圆厂,但技术却明显跟不上亚洲的竞争对手台积电和三星。
2020年6月,共和党和民主党共同提出两个有关半导体产业发展的法案,分别是《Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors (CHIPS) for America Act(美国半导体(芯片)生产激励措施法案),简称“芯片法案”》、《American Foundries Act(美国晶圆厂法案)》。两个法案合并纳入《2020 National Defense Authorization Act(NDAA,2020年国防授权法案)》。该法案如获得通过,将扩大美国政府对半导体研究和技术开发的投资,引入激励措施,在美国设立半导体制造设施,并为该行业的投资提供更多的税收抵免。目标是至少30%的芯片要在美国本地生产。
美国东部时间2021年2月11日(中国大年初一),美国半导体产业协会(SIA)21位董事会成员悲情上书白宫。信中指出,美国半导体产业面临严峻的挑战,而保持芯片技术的世界领先地位,对美国经济、技术领先地位和国家安全至关重要,且半导体为实现拜登提出的“Build Back Better”目标提供了所需的技术支撑。信中呼吁拜登政府尽快出台优惠政策,尤其以补贴或税收减免形式强化美国半导体制造、研究及相关基础设施投资,增强国家安全和供应链弹性,以应对未来的挑战。但“芯片法案”在2021年6月在参议院通过后,一直没有在众议院通过。
2022年2月,在美国芯片公司和汽车厂商的催促下,美国“芯片法案”在众议院获得通过。该法案涉及资金高达520亿美元,鼓励企业投资半导体生产;此外还将授权450亿美元的额度改善供应链。
安森美(ON SEMI)原总裁兼首席执行官杰克信(Keith Jackson)曾表示,最先进的半导体制造工厂造价超过200亿美元,建造和运营非常昂贵,几乎是现代航空母舰造价的两倍。在美国建造新工厂在五年内的建造和运营成本,要比在美国以外建造新工厂高数十亿美元。因此没有政府的资金和政策支持,再有实力的公司想要在美国建立晶圆厂,也会在全球市场上处于严重的劣势。
而台积电在美国亚利桑那州凤凰城(Phoenix)兴建的FAB21被迫采用“中国台湾制造,整厂输出再组装”的策略,竟然还可以降低20-30%建厂成本。
从美国发明半导体以来,半导体产业发展就盛行垂直整合(Integrated Design and Manufacture,IDM)模式,设计、制造、封测一体化,甚至连专用设备、关键材料、终端应用都一把抓。但美国半导体公司早在1970年代就开始将封测业务转移到亚洲,以提升公司毛利率;到了1990年代,由于晶圆代工(Foundry)开始成熟,全球IDM巨头们逐步向制造轻量化(Fab-lite)或资产轻量化(Asset-lite)转移,开始拆分半导体业务以减轻运营的压力。美国IDM也无法免俗,摩托罗拉分拆出来飞思卡尔(Freescale,2015年被NXP收购)、安森美;洛克维尔(Rockwell)分拆出科声讯(Conexant),科声讯又分拆出捷智(Jazz,2008年并入Tower);超微半导体(AMD)分拆出格芯半导体(GlobalFoundries),连蓝色巨人IBM都把半导体业务出售给了格芯半导体。
其中一个原因就是美国半导体公司侧重毛利较高的产业链环节以更好的为投资人服务,例如模拟芯片毛利率低于60%,美国公司就放弃了。美国半导体制造环节全球占比日渐下降,这是美国公司商业模式使然。从1990年的37%到降至2020的12%,无可厚非。
目前还在美国本土新建晶圆厂的除了国防单位外,就只有英特尔、德州仪器和格芯(GlobalFoundries)。
2021年英特尔宣布其IDM 2.0 计划。2021年9月斥资200亿美元在美国亚利桑那州奥科蒂洛(Octillo)园区新建2座晶圆厂,预计2024年开始量产7纳米或更先进芯片。
格芯为了表明其扎根美国的决心,投资10亿美元纽约马耳他扩建,预计年增15万片12英寸晶圆产能,以弥补FAB10出售形成的产能空缺;未来还将投资建设一座年产能50万片12英寸晶圆的新工厂。
2021年11月18日,德州仪器宣布,计划2022年开始在德克萨斯州谢尔曼(Sherman)建造的12英寸薄晶圆半导体制造基地,以满足工业和汽车市场的半导体需求在未来持续增长。该基地有可能建设多达四个晶圆制造厂,2022年动工两个工厂,第一座工厂预计于2025年投产。该基地的总投资可达约300亿美元,使德州成为美国半导体制造领域的领先者,同时也加强美国本土半导体供应链,使德州成为全球先进技术和制造创新中心。
目前只有美光没有宣布在美国设厂的消息,相反还将犹他州Lehi的12英寸晶圆厂出售给德州仪器。反而是选择新加坡或中国台湾建新厂扩产。
当然台积电和三星也纷纷在美国建设5纳米和3纳米晶圆制造工厂。
但这一切都要等到2025年才能见真章。
台积电无法说“不”
台积电作为全球最大的晶圆代工商,占有全球代工市场63%的份额,按理说应该会掌握很大的主动权。但自从2020年美国修改了游戏规则后,台积电先是不得不放弃大客户华为,二来不得不宣布赴美建5nm工艺新工厂,再有不得不向美国提交库存、客户订单和销售记录等核心机密数据。
三个“不得不”,台积电也很无奈!
只因无法说“不”,台积电只有“不得不”!
第一,得益于持续推出的先进工艺技术,台积电近五年来,60%以上的营收甚至利润都是来自于美国客户,其尖端工艺更是被苹果、超微半导体、高通、英伟达、英特尔等包揽。
第二,生产先进工艺技术的设备含有来自于美国的技术。先不说应用材料、泛林集团、科天(KLA)等主要前道设备公司都在美国;就算阿斯麦(ASML)总部位于荷兰,但其光刻机用分辨率增强技术(RET)以及光学邻近效应修正(OPC)还是要依靠美国子公司睿初科技(Brion)。
设备和客户都在美国,你让台积电如何把“不”说出口。那就只有寻求“曲线救己”!
日本和欧洲助攻,台积电全球布局
据日本政府统计,日本半导体60%以上依靠进口,尤其依赖中国台湾和中国大陆。在目前的大环境背景下,国际供应链停滞,日本担心需要的半导体无法供应。于是2021年6月日本召开了增长战略草案会议,会上将半导体定位于支撑产业基础的“国际战略物资”,推动日本半导体产业招商,计划将设立的半导体开发基金由之前的2000亿日元提高到数万亿日元规模。2022年1月初,日本“芯片补贴法案”通过,预计3月就会生效。“芯片补贴法案”补贴给芯片制造商的资金高达52亿美元。但厂商拿到补贴可能需要至少维持生产10年。
2022年2月,欧盟公布了《欧洲芯片法案(A Chips Act for Europe)》,涉及资金高达430亿欧元(约490亿美元),支持芯片生产等,以提高欧盟全球芯片产能份额(2030年欧盟生产的先进芯片价值量要占全球的20%),化解全球供应链危机,提升数字经济竞争力。
日本和欧盟对半导体产业的支持,特别是对晶圆制造的渴求,给了台积电“曲线救己”的机会。
2021年10月,台积电宣布将联合索尼合资在日本熊本建设一座工厂,初步预计投资70亿美元,计划2022年开始建设,目标是在2024年年底投产,建成后提供22nm/28nm工艺代工服务。根据日本“芯片补贴法案”,该项目将会拿到投资总额一半的补贴。
如果德国项目一切顺利,台积电应该也可以获得相应补贴。
台积电赴美、日、欧三地建厂,也许将减弱所谓地缘问题对全球供应链的影响,会让美国对台积电更满意。
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