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到底是「利多开始」还是「利多出尽」?台积电涨价隐含了什么问题?

来源:曲博科技教室

#曲博科技教室#

2022-09-17

【编者按】本文作者曲建仲,内容来自曲博科技教室,集微网经原作者授权转载。

曲建仲,台大电机博士,知识力专家社群创办人

我们想让你知道:现代市场最大的问题就是「反应过度」,新科技确实带动了半导体需求,5G、AI、电动车、自驾车确实增加了半导体的用量,但是有没有增加到让市场可以在2023年容纳多出来的29座晶圆厂?这是个值得思考的问题。

过去一年晶圆代工市场产能紧绷,之前就传出联电、中芯国际等公司陆续调涨价格,最有资格涨价的台积电反而没有动作,终于市场传出台积电将自2022年首季开始涨价,台积电调涨价格当然是好事,可以立刻提高毛利,股价闻讯后大涨,也带动台北股市持续反攻,问题是台积电涨价到底是「利多开始」还是「利多出尽」?这里面隐含了什么问题?而最近又传出台积电关闭4台极紫外光(EUV)疑似客户砍单,到底是怎么回事?

新冠疫情使半导体产业供需失衡

大家都知道经济学上产品的价格决定于供给和需求,过去一年多由于新冠疫情的影响使得半导体组件供需失衡大缺货。

供给面由于疫情影响航运受阻造成产品运送困难,国外许多工厂停工或减产,疫情造成经济衰退的预期心理,许多厂商不愿意下单,特别是车厂,而且半导体厂商也不愿意扩产,种种原因使得半导体供给减少。

没想到的是,需求面由于疫情造成大家必须在家上班上课,终端包括计算机、手机的需求暴增,视频的需求造成云端厂商必须建置更多的服务器与网通设备,5G的系统建置需要更多的基地台与核心网络设备,再加上汽车由燃油转向电动需要更多的半导体组件,一下子使需求量不但没有如大家预期的减少,反而持续增加。

缺货造成采购重复下单让情况更严重

更惨的是电子产品打件是缺一不可,少了一颗几毛钱的组件就能让生产线停工,等采购意识到缺货时肯定被老板叮得满头包,开始到处追料,不管有没有追到,这种错误未来肯定不能再犯,但是要怎么确保未来不会再犯呢?能想到的就是多备库存、拚命下单,结果造成了「重复下单(Overbooking)」,产生了一堆「未来订单」,这些订单有多少是市场真正的需求不重要,只求以后缺料的事情不会再发生又被老板叮就好!

这一路由下游往上游,结果就是晶圆代工厂产能满载超载,原本厂商们还在观望不愿意扩产,结果就是订单排到明年后年,最后实在挡不住客户的压力,终于在今年初开始决定加盖晶圆厂,纷纷扩产的结果造成2023年全球将增加29座晶圆厂,天啊!真的有这么多需求吗?

缺货造成采购多备库存、拚命下单,结果是让缺货更严重,那怎么办?当然是再多备库存、再拚命下单,这样的循环造成了过去一年晶圆代工市场产能紧绷,之前就传出联电、中芯国际等公司陆续调涨价格,最有资格涨价的台积电反而没有动作,想想成熟制程能力最强的台积电价格和其他晶圆厂涨价之后差不多,我要是采购那一定得把所有「未来订单」全部塞进去了!那如果我是台积电该如何区分那些是真正的需求,那些是「未来订单」呢?

最近市场传出台积电将自2022年首季开始,调涨16纳米以下与更先进的制程芯片价格10%,16纳米以上与更成熟制程芯片价格10%~20%,半导体知名分析师陆行之表示,台积电终于要顺应潮流涨价弥补资本支出错误配置来挽救50%毛利率了!问题是为什么是资本支出较低的成熟制程涨的多,而不是支本支出高的先进制程涨的多呢?

台积电涨价的背后我们该看到重复下单的问题

报导里没有提到的,台积电这次涨价并不是齐头式大家上涨相同价格,而是针对不同客户有不同的涨价幅度,大型长期稳定下单的客户涨的少,小型短期紧急下单的客户涨的多,为什么?

先进制程一套光罩就要价人民币1亿以上,因此大型长期稳定下单的客户大多落在先进制程,涨的少是合理的;而成熟制程的客户龙蛇混杂有大有小,甚至许多是「未来订单」,不涨你涨谁呢?成熟制程大涨之后,一方面可以吓退许多「未来订单」,让产业实际的需求浮出水面,一方面可以提高毛利,何乐不为?这个其实是很聪明的策略。

什么是「制程节点(Node)」?

首先芯片上最小的单位是晶体管,我们常说的「几纳米」一般大概是指晶体管结构最细小最难做的地方,又称为「制程节点(Node)」,因此我们常常会以制程节点来代表半导体制程的进步程度,制程节点愈小,代表整个晶体管的尺寸愈小,所以芯片的面积愈小。

晶体管依照不同的尺寸会有不同的结构,20纳米以上使用「金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)」,20纳米以下使用「鳍式场效晶体管(FinFET)」,3纳米以下使用「环绕栅极场效晶体管(GAAFET:Gate All Around FET)」,如图一所示。

数据源:wccftech.com/samsung-makes-the-first-3nm-gaafet-semiconductor。

不同的制程节点在不同的晶体管上定义不同,在MOSFET上一般是指「栅极长度(Gate length)」,但是发展到后来的FinFET指的其实是概念上的「平均长度」,只能当做是商品名称,每家厂商有不同的定义,而不是真的栅极长度,讲成白话文就是「我说这叫3纳米它就是3纳米」,比较接近的大概是「鳍片宽度」,如图一所示。

先进制程与成熟制程各有用途都很重要

集成电路(IC:Integrated Circuits)依照不同的电压或电流(功率)大概可以分为下面三种:

数字集成电路(Digital IC):可以进行运算或储存,例如:处理器、内存,只要承受很小的功率,制程节点愈小愈好,可以做到大约10纳米。

模拟集成电路(Analog IC):可以进行讯号放大或调变,例如:功率放大器、音频放大器,必须承受较大的功率,制程节点较大,可以做到大约100纳米。

功率集成电路(Power IC):可以进行电源转换,把墙壁上的 110伏特交流电转换成笔记本电脑的19伏特直流电,例如:功率晶体管,必须承受更大的功率,可以做到大约1000纳米(1微米)。

上面三种集成电路都很重要,因此先进制程与成熟制程各有用途,并不是所有集成电路都要使用先进制程,而且功率集成电路虽然用的制程较大,也不是就最容易做,因为功率集成电路要承受高功率,它的困难反而是如何让几微米小的东西承受几百伏特甚至几千伏特的高电压?这就是为什么要发展第三代半导体碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)的原因,换材料是一种方法。

【备注】

1.头发的粗细大约100微米,细菌大约1微米,病毒大约100纳米,这样大家对这些微小的东西会比较有感觉。

2.上面的尺寸10纳米、100纳米、1000纳米只是给大家一个感觉,并不是实际的情况,处理器也可以用成熟制程来做,要看应用在什么地方。

中国大陆全面扶植半导体制造产业

大陆近年来经济起飞,把资金与人才导回半导体制造产业才能提升竞争力,在去年喊出要在2025年将半导体国内生产比例提升到70%,大家都知道中芯国际28纳米以上的成熟制程已经「成熟」,现在只是先进制程设备被美国卡住,所以暂时无法提高产能,但是长期来说资金与人才投入,许多设备开始本土化,美国又能卡多久?未来急起直追是必然的。

信息爆炸的时代市场反应过度是最大的问题

现代市场最大的问题就是「反应过度」,由于网络兴起信息容易流通,大家一听到缺货就拚命下单先抢先赢,当然投资人也立刻疯抢相关个股,接下来券商的报告开始调高目标价,一家喊得比一家高,深怕喊低就落后了;当市场传出供过于求就开始砍单,当然投资人也立刻反应,可以想象接下来就是券商的报告开始调低目标价,这样的戏码从几十年前一直重演到现在。

我们静下来看看生活周遭的情况,大家最近买了什么新的电子产品吗?如果没有,那半导体大缺货,晶圆代工景气好到让人无法想象、至少再旺五年、未来晶圆代工年年涨价要怎么发生?除非考虑到全球大印钞造成万物皆涨是有可能的。我们该想想,当大家喊涨的时候是不是太超过了?当大家看空的时候是不是也太过头了?

新科技确实带动了半导体需求,5G、AI、电动车、自驾车确实增加了半导体的用量,但是有没有增加到让市场可以在2023年容纳多出来的29座晶圆厂?这是个值得思考的问题,所幸先进制程目前是寡占市场,台积电又包下了全球晶圆代工产能超过五成,所以影响比较小,但是其他厂商呢?随着世界各地建厂后还可能再增加,台积电涨价到底是「利多开始」还是「利多出尽」?这个半导体全球大建厂的故事,让我们继续看下去吧!



责编: 爱集微

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