台積電VS.台積電 全球半導體王者3挑戰!

3年疫情紅利在2022年底結束,受益的台積電也在去年創下史上最高營收、獲利和毛利率,並超車三星和英特爾成為全球最大半導體公司。

面對今年上半年市場消化庫存、海外設廠成本飆高、先進製程需求減緩和人才供應持續短缺,占台股總市值3成的台積電,還保有過去36年來的高速成長動能嗎?

製作人/邱品蓉 採訪.撰文/邱品蓉.李逸涵.陳映璇 攝影/蔡仁譯 編輯/謝宗穎 美術/周怡汝

台積電創辦人張忠謀,在今年3 月中的一場公開活動上透露:「我剛創辦台積電時,沒去想到十年後的發展,只想著怎麼讓公司活下來;1990 年時,我對台積電的期許開始增加;直到2010年,我才開始期望台積電長成現在的模樣。」

台積電在2022 年第3 季的單季營收來到202億美元,擠下對手三星(Samsung Electronics)和英特爾(Intel),成為全球最大的半導體公司。

從1987 年張忠謀首創無晶圓廠(fabless)代工模式起,歷經1996年的虛擬晶圓廠,再到2011年的自研封裝,每時期決策都助攻這家36歲的晶圓大廠,更貼近客戶需求,獲取諸如蘋果(Apple)、超微(AMD)和輝達(NVIDIA)的大單。

暫時跌落老二的三星也沒閒著, 韓國《BusinessKorea》近期揭露,三星延聘台積電前研發副處長林俊成擔任先進封裝事業副總裁,希望這位18年資歷的台積老將,能協助三星開發當前關鍵的封裝技術。

此外,路透社也報導,拜登總統喊出希望台積電等領取補助在美國設廠的半導體公司,能配合將超額利潤與美國政府分享,這無異讓台積電的出海之路更加嚴苛,增添擴張的風險。

台積電總裁魏哲家曾指出,半導體產業接下來有3大挑戰,分別為摩爾定律、成本和地緣政治。如今台積電在半導體製程技術上暫居第一,接下來該如何備戰,才能保持領先繼續向前?

挑戰1〉

不只是晶片微縮,拚新效能!


首先,摩爾定律(Moore’s Law)的延續是台積電接下來發展的頭號任務。

摩爾定律指的是一塊晶片上的電晶體數量,透過技術進步,每隔18 個月將會增加1 倍。自1965 年以來,摩爾定律是晶片產業發展指標,催生了個人電腦、伺服器和智慧手機等蓬勃發展。然而,晶片的微縮終將遇到材料本身的物理極限,摩爾定律是否能持續推進也受到質疑。

對此,台積電董事長劉德音在本屆的國際半導體展(SEMICON)中回應,目前半導體產業中最重要的就是「能源效率(energry efficiency)」,是手機、高效運算(HPC)、物聯網及車用等客戶最重視的條件,「這樣的趨勢在先進製程會一直持續下去。」

台積電前研發副總、清華大學半導體研究學院院長林本堅也在接受《數位時代》專訪時指出:「現在所講的奈米,指的不是晶片尺寸,而是能實現那個尺寸的效能。」例如2 奈米,指的是該尺寸能納入在真正的2 奈米時,理應擁有的電晶體數量以及算力。

這代表未來技術的發展重點並非只是晶片尺寸的微縮,更要想辦法讓晶片中的電晶體在相同的電壓下,產生更好的運行效能,晶片必須要「算得快又省電」,才能因應節能減碳浪潮下的企業發展。

因此,異質整合和小晶片堆疊等技術將日趨重要,而台積電的晶片架構自2奈米以後也必須改變,才能更好的控制電子,解決漏電問題。

一直以來,半導體業者都在努力把晶片愈做愈小,讓客戶可在價格相似的情況下,買到可容納更多的電晶體、運算更快的晶片,但這樣的市場規律,卻隨著先進製程問世逐步被改變。

挑戰2〉

先進封裝削成本,吸新訂單!

以7 奈米以下必備的EUV(極紫外光曝光機)為例,新一代高數值孔徑(High NA)EUV 一台就要約4 億美元(近新台幣118 億元),先進製程價格也連帶水漲船高,魏哲家形容:「這樣的漲價幅度跟房價有得拚。」

根據研調機構顧能(Gartner)資料顯示,新量產的3奈米晶圓,1片就要約2萬美元。因此,摩根士丹利曾在2021年的一份報告中,以「deadmoney(死錢)」來形容未來3到5年台積電的晶片,直指先進製程的高昂成本,抹去了過去微縮所帶來的優勢。

但外界不知道的是,台積電早在十多年前,就已預見這項問題並採取行動。

2011年,時任台積電董事長的張忠謀,在法說會上宣布台積要自己做封裝,引起半導體業界譁然。台積電前共同執行長、鴻海集團半導體策略長蔣尚義曾在接受媒體採訪時直言:「台積電把蘋果套牢的就是這個。」

先進封裝的好處在於,能將記憶體、邏輯和感測等不同功能晶片封在一顆IC內,客戶可以混合搭配製程,僅在重要的功能上採用3/5 奈米,其餘則採成熟製程,不僅提升晶片效能又可降低成本。

如今先進封裝產業鏈在台灣已經有初步成果,谷歌(Google)自研的TPU(張量處理器)、蘋果M2處理器等都有先進封裝的足跡,萬潤科技副總李建德指出:「現階段發展3D,2.5D量也會慢慢跑出來。」

挑戰3〉

出海設廠防斷鏈,募新人才!



第3 大項挑戰,為地緣政治帶來的各種變動。在疫情、戰爭和中美兩國的科技角力下,不少國家都希望台積電能落地設廠,減少斷鏈風險。為滿足客戶,台積電在2021年公布全球擴張計畫,將於3年內投入1000億美元蓋新廠。

在拍板於美、日設廠後,《華爾街日報》也在3月初指出,由於新加坡政府願提供更多補助,使得台積電正重新考慮設廠可能。這樣積極的海外擴張,也帶來資金、管理和人才上的難題。

資金方面,張忠謀於3月中更新說法表示:「赴美設廠的生產成本可能比5成還高。」加上逐年攀升的研發資本,台積電都須維持穩定的資金來源。 資誠聯合會計師事務所合夥會計師于智帆分析,長期以來,台積電的營業和投資活動現金流,都維持著平衡。

在財務操作上,台積電長期將折舊(購買機台設備的錢)列入銷貨成本(產品製造時所需成本),但由於買設備時都已付清,因此帳面上實際並不會有現金支出,這也代表最終檢視營收時,折舊費用等同於貢獻了一筆現金,而台積電就會再拿這筆現金,用於資本支出。

若還有不足之處,台積電就再以盈餘支援,確保手上擁有足夠的現金應付突發狀況。不過這樣的操作無法被輕易複製,「獲利能力要夠強,才能這樣操作。」
于智帆觀察,台積電2021 年的資本支出占營收約5成,「等於把賺的一半都丟到資本支出,意味著對公司前景相當看好,中芯和聯電就不會這樣操作。」他並指出,由於向銀行融資的利率較高,當前台積電大多還是會透過發行公司債的方式,獲取外部資金。

而在經營管理上,張忠謀在《晶片戰爭》的論壇上表示:「一個台灣工程師半夜接到機台維修的電話,會立刻下床要出門,太太也都不會多問什麼,半夜2 點能修好恢復運作,美國的話可能要到隔天早上9點才會修好。」意味著維持經營效率將是出海後的極大挑戰。

檢視廠區人力,根據美國社區調查(American Community Survey,ACS)統計,台積電落腳的美國鳳凰城,白人約占7成,其餘種族占3成。從結構可知,台積電必須從單純的台廠,轉為文化兼容的國際性企業。

台積電前人資副總、政大商學院教授李瑞華分析:「廠區人才挑戰會小於管理人才。」由於台積電自動化程度相當高,前往人力成本高的西方反而有優勢,「台積電外派的居中管理者,如何協調並解決兩邊民情不同所產生的制度差異,才是最重要的。」

防轉單〉

勁敵三星、英特爾磨刀霍霍



台積電也要防禦競爭者。由李在鎔領導的三星最大優勢在於不具戰爭風險,隨著資本支出的攀升,追趕台積電已是長期目標。研調分析師指出,三星若透過低價策略搶走台積電客戶機率不低,「高通(Qualcomm)、輝達和蘋果先前都曾有轉單紀錄,畢竟誰都想要有第二供應來源。」

另外,英特爾目前雖在製程技術暫時落後,但作為美商仍存有優勢,加上成熟製程競爭力日增,如聯發科就在英特爾下單16 奈米,以應用在Wi-Fi 晶片。輝達執行長黃仁勳日前也鬆口,表示對英特爾晶圓代工業務相當有興趣。

上個十年,走過半世紀的摩爾定律將護國神山推上巔峰,接下來的路途有內憂也有外患,然而科技的革新永無止盡,台積電會如何應對各方挑戰,不僅僅是台灣,各國也都在關注。 閱讀完整內容
數位時代2023/4月 第347期

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台積電VS.台積電!

數位時代

2023/4月 第347期