集微网消息,seekingalpha半导体专栏分析师Robert Castellano近日对台积电的2023计划做了分析。他预计,台积电计划保持其在产能和收入方面领先于三星,2022年其收入增长34%,高于三星的10%。到2024年,台积电的3nm节点将占到其7nm以下芯片的24%。
台积电为ChatGPT制造英伟达的GPU,也为其他几家正着手于自己的聊天机器人服务的公司制造AI加速器。
台积电的技术优势
图1是台积电2019年第一季度至2022年第四季度按技术节点计算的收入。3-10nm节点的收入一直在增长,占2022年总收入的52% (紫色条)。
根据半导体分析机构The Information Network题为“全球半导体设备:市场、市场份额、市场预测”的报告,在与三星的业务竞争中,台积电在3-10nm技术节点的收入方面明显是赢家,如图2所示,
与联电、格芯、中芯国际等其他晶圆厂相比,很明显台积电在小节点市场中占据主导地位,如表1所示。
图3为台积电3-10nm节点的年度营收。7nm芯片在2018年开始产生收益,但在2022年5nm节点接替后达到顶峰。3nm节点芯片将在2023年产生收益,而2nm节点芯片将在2025年进入市场。
正如上面的图3所示,他预测,继2022年增长8%之后,2023年7nm芯片收入将同比下降38% ,主要原因是智能手机和个人电脑的销售放缓和库存调整。2024年N7收入将仅增长2%,主要原因是宏观因素导致的半导体市场放缓,以及2020-2021年资本支出过度导致的供应过剩。
eeNews预测,继2022年增长83%之后,2023年5nm芯片收入将同比下降13%,原因是包括苹果和惠普在内的主要客户减少这一节点的库存。由于工艺节点转移到3nm工艺,预计2024年收入将下降,同时记住5nm节点自2020年以来一直在生产。
eeNews预测,3nm芯片将在2023年开始创收,占到7nm以下芯片份额的24%,而7nm和5nm在360亿美元市场份额中将分别降至28%和48% 。3nm 节点的主要客户是苹果的 A17(iPhone)和 M3(Mac)处理器。请注意,台积电第一代N3节点将主要由苹果使用。台积电第二代N3E将采用改进过的制程窗口,从而加速生产,提高产量,提升性能,降低功耗。N3E节点应该在2023年下半年开始生产。
图4为台积电在2018年第一季度至2022年第四季度的出货量(蓝色列)。据图所示,环比出货量增长几乎一致,并说明了趋势线(虚线)。2022年第四季度出货量略有下降,这与个人电脑和智能手机销售放缓有关。尽管如此,由于对小型节点芯片(尤其是3nm芯片)的需求持续增长,2023年第四季度平均销售价格仍有所上升。
晶圆厂优势
图5表明台积电目前在全球纯晶圆代工市场的份额为58.5%。趋势线(虚线)说明了自2010年以来台积电的市场份额增长了10%以上。
目前顺境
台积电继续通过建晶圆厂扩大产能。《美国芯片法案》向在美国生产芯片的芯片公司提供500亿美元的补贴。这笔钱将用于晶圆厂的建设成本。由于芯片行业低迷,半导体公司将不会遵循传统晶圆厂建设过程,整个过程平均需要2到2年半的时间。Castellano估计,,晶圆厂建设时间将平均延长6至12个月,这取决于公司和产品。
全球有9个区域性的芯片法案,因此资本支出和晶圆厂设备之间的不平衡是一个全球性的问题。
台积电正在美国亚利桑那州建设晶圆厂,生产采用4纳米和3纳米工艺的芯片,预计将于2024年和2026年开始大规模生产。
台积电还在日本建立了两个晶圆厂,使用其12纳米、16纳米和22纳米工艺以及28纳米专业技术,预计在2024年开始商业化生产,在2025年将建立5纳米和10纳米的晶圆厂。
台积电已选择在德国半导体中心德累斯顿建造晶圆厂,计划于2025年投产。
在与其他先进节点公司的竞争中:
英特尔高管人事变动
英特尔代工服务部首任总经理Randhir Thakur博士将于3月底离开英特尔,由Stuart Pann接任。
高通迁至台积电
2021年,美国芯片制造商高通将骁龙888的生产及其5nm工艺节点转移给三星,而骁龙8 Gen 1也是由三星晶圆代工利用其4nm工艺节点制造的。但是三星有一个主要的问题,据报道其芯片收益率只有35%,很令人失望。
“骁龙8+ Gen 1”是在“骁龙8 Gen 1”(三星电子制造)的改进版,其功率效率和性能有所改进。据称,与骁龙基于4nm技术的骁龙8Gen 1 SoC相比,由台积电采用4nm制造技术生成的芯片更节能、更高效能。
当前困境
2023年3月中旬,高通推出了新型智能手机芯片骁龙 8 + Gen 2,并宣布台积电将成为其4nm芯片的制造商。
问题出现了。在2022年11月致美国商务部(US Commerce Department)的一封信函中,该公司表示,面临的难关有技工人数短缺、成本高昂以及其在亚利桑那州首家工厂出现的意外施工问题。
台积电首席财务官Wendell Huang在2022年第四季度财报电话会议上表示:“造成成本差距的主要原因是建筑和设施的建造成本,美国晶圆厂的建造成本可能是台湾的4至5倍。高昂的建筑成本包括劳动力成本、许可证成本、职业安全和健康条例成本、近年来的通货膨胀成本以及人员和学习曲线成本。因此,海外晶圆厂的初期成本高于中国台湾的。”
图6为英特尔、德州仪器、高通、 NVIDIA和 AMD过去一年的库存天数。在这一年内,由于芯片需求疲软,所有公司的库存天数都有所增加(此图表不包括内存)。
相比之下,图7显示晶圆厂库存天数低于内存或逻辑,格芯为83天,台积电为81天,联电为65天,平均为76天。晶圆厂为客户制造芯片,因此他们能够根据客户合同调整生产。另一方面,这些芯片客户依赖于下游客户的需求。
(校对/武守哲)