從臺積電最新財報,看半導(dǎo)體未來
7月14日,臺積電發(fā)布2022年第二季度財報,財報顯示,臺積電二季度營收5341.4億新臺幣,同比增長43.5%,環(huán)比增長8.8%。當(dāng)然,作為晶圓代工龍頭,臺積電財報所透露出的遠(yuǎn)不止這些,還有更多的產(chǎn)業(yè)信息。
2nm:越來越多客戶采用
在2022Q2業(yè)績說明會紀(jì)要上,臺積電方面表示,雖然沒辦法透露N2技術(shù)中HPC應(yīng)用的占比情況,但可以保證使用Chiplet和N2的客戶數(shù)量在增加。
一方面,2nm作為未來業(yè)界內(nèi)最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù),除了能給晶圓制造行業(yè)帶來最高的回報率外,對于英特爾、英偉達(dá)、蘋果、高通等芯片設(shè)計廠商來說,也是不得不爭奪的高地。當(dāng)前,設(shè)計巨頭要想保持自身龍頭地位、持續(xù)成為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者,就應(yīng)搶先獲取領(lǐng)先技術(shù),這一點已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)共識。
另一方面,隨著全球海量網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)暴增,計算需求也將成倍增長,未來除了智能手機(jī)產(chǎn)品外,HPC、汽車等所需芯片也將向先進(jìn)制程邁進(jìn),傳統(tǒng)的28nm、14nm、12nm等工藝根本滿足不了涉及到大量演算、模擬的芯片設(shè)計需求。要想在單位面積上提高運算效率,最簡單的方法就是提升制程,單位面積晶體管數(shù)增加,電子間隙變小,功耗下降,最重要的是性能也會有大幅提高。
而這一點其實從臺積電歷年來先進(jìn)制程的收入占比也能窺見一斑。臺積電于2018年上半年開始量產(chǎn)7nm,而僅僅2018年第4季度,其7nm就已經(jīng)占整季晶圓銷售比重達(dá)23%。5nm雖然沒有7nm增速如此快,不過同樣也不容小覷。臺積電于2020年一季度開始量產(chǎn)5nm,到了2021年,5nm營業(yè)收入占比已經(jīng)達(dá)到19%。從臺積電最近財報來看,7nm及以下的先進(jìn)制程占比合計已經(jīng)高達(dá)51%。
圖源:臺積電
由此可見,先進(jìn)制程的“超高魅力”幾乎無人可擋,作為未來業(yè)界內(nèi)最先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù),2nm自然也將大受歡迎。
而從臺積電透露的消息,我們可以得知,臺積電N2是一個全新的平臺,廣泛使用 EUV 光刻技術(shù),并引入了 GAAFET以及背面供電。目前,該技術(shù)進(jìn)展符合臺積電預(yù)期,預(yù)計2024年進(jìn)行試產(chǎn),2025年正式量產(chǎn)。相比N3E,N2在同等功耗下計算速度提升10%-15%,在同等計算速度下功耗降低20%-30%,芯片密度增加了 1.1 倍以上。
圖源:臺積電
考慮到現(xiàn)代半導(dǎo)體生產(chǎn)周期的長度,如果一切按計劃進(jìn)行,預(yù)計臺積電第一批 N2 芯片將在 2025 年末或 2026 年上市可能更為務(wù)實。當(dāng)然,除了臺積電,美國的IBM和英特爾、韓國三星,以及日本、歐洲等地區(qū)也都在向2nm沖刺。
成熟制程:擴(kuò)產(chǎn)是有針對性的
在2022Q2業(yè)績說明會紀(jì)要上,針對“2025 年成熟和專業(yè)節(jié)點產(chǎn)能擴(kuò)大約 50%”的提問,臺積電表示,成熟制程50%的擴(kuò)張是指在特定領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)能增加50%,而不是成熟制程的產(chǎn)能增加50%。這個數(shù)字是根據(jù)客戶需求得到,臺積電與客戶密切合作來支持他們的目標(biāo),這不是臺積電的計劃。這項擴(kuò)容計劃還包括新增產(chǎn)能和現(xiàn)有產(chǎn)能的轉(zhuǎn)換。
臺積電指出,他們發(fā)現(xiàn)幾乎所有邊緣設(shè)備上的硅含量都在不斷增加,里面包含了很多特定領(lǐng)域的應(yīng)用,因此應(yīng)客戶要求擴(kuò)大其在特定領(lǐng)域的產(chǎn)能。
近些年,臺積電在工藝制程方面屬于“先進(jìn)制程”和“成熟制程”兩手抓,先進(jìn)制程持續(xù)攻城掠地,成熟制程也在持續(xù)擴(kuò)充。
受到疫情等多方因素的影響,成熟制程在過去三年遇到了前所未有的缺貨危機(jī)。為了解決車用及工控等芯片產(chǎn)能短缺問題,臺積電成熟制程特殊應(yīng)用占比持續(xù)提高,2018年臺積電成熟制程當(dāng)中的特殊制程應(yīng)用占比約45%,2021年則預(yù)計提升至60%,首度占比超過五成。
與占比提升成正比,相關(guān)資本支出也在大幅提升。2022年,臺積電投入高壓及電源管理IC、微機(jī)電及CMOS圖像傳感器、嵌入式快閃記憶體(eFlash)等特殊成熟制程擴(kuò)產(chǎn)的資本支出,已達(dá)過去三年平均支出的3.5倍,不僅今年特殊成熟制程產(chǎn)能會較去年增加14%,占整體成熟制程比重亦將提升到63%。
從臺積電目前擴(kuò)產(chǎn)情況來看,成熟制程領(lǐng)域主要以28nm/22nm為主,包括預(yù)計今年下半年開始量產(chǎn)的南京Fab 16 1B 期;今年4 月動工,預(yù)計2024年12月投產(chǎn)的日本熊本Fab 23 第一期;計劃8月動工,2024年量產(chǎn)的高雄Fab 22廠區(qū)中的二期;以及南科Fab 14廠區(qū)P8廠亦開始建廠,來支援特殊成熟制程。
臺積電自身也開始強(qiáng)烈鼓勵其最老(且密度最低)節(jié)點上的客戶將其部分成熟設(shè)計遷移到其 28 納米級工藝技術(shù)。臺積電業(yè)務(wù)發(fā)展高級副總裁 Kevin Zhang曾表示:“我們目前沒有[擴(kuò)大] 40 nm 節(jié)點的產(chǎn)能。你建造一個晶圓廠,晶圓廠不會在兩年或三年后上線。所以,你真的需要考慮未來產(chǎn)品的發(fā)展方向,而不是今天的產(chǎn)品?!?/p>
不過由于俄烏戰(zhàn)爭,以及全球通膨?qū)е陆K端需求轉(zhuǎn)弱,雖然車用及工控、伺服器等需求維持旺盛,但包括筆電及手機(jī)等在內(nèi)的消費性電子銷售已經(jīng)明顯疲軟,驅(qū)動芯片、模擬芯片、消費類MCU等接連降價,面對臺積電如此兇猛的成熟制程擴(kuò)張勢頭,外界對此已擔(dān)憂許久,但從臺積電消息來看,這些擔(dān)憂似乎有點“多余”了。
3D IC和SOIC:需要和日本合作
在2022Q2業(yè)績說明會紀(jì)要上,針對“3D IC和SOIC”相關(guān)問題,臺積電方面表示,目前為HPC應(yīng)用開發(fā)了3D IC、SOIC產(chǎn)品,大部分已經(jīng)開始被客戶采用。臺積電認(rèn)為到未來2nm技術(shù)應(yīng)用時,3D IC技術(shù)將有更多需求,預(yù)計3D IC產(chǎn)品的增長可能會比預(yù)測稍微提前一點。
臺積電指出,他們已經(jīng)在日本成立了3D IC中心,因為日本在封裝領(lǐng)域具有原材料優(yōu)勢,基板技術(shù)世界第一,臺積電需要他們的技術(shù)進(jìn)行3D IC開發(fā)。
2021年3月,臺積電成立日本3D IC研發(fā)中心子公司,今年6月臺積電宣布,臺積電日本3D IC研發(fā)中心已于日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的筑波中心完成無塵室工程,并舉行開幕儀式。據(jù)了解,臺積電日本3D IC研發(fā)中心著重于研究下一代三維硅堆棧和先進(jìn)封裝技術(shù)的材料領(lǐng)域,主要支持系統(tǒng)級創(chuàng)新,提高運算效能并整合更多功能。
對于SOIC,臺積電在2020年技術(shù)論壇上首次揭露,將 SoIC(系統(tǒng)整合芯片)、InFO(整合型扇出封裝技術(shù))、CoWoS(基板上晶圓上芯片封裝) 等先進(jìn)封裝與芯片堆棧技術(shù),整合為 3DIC 技術(shù)平臺“3DFabric”。
2021年,臺積電總裁魏哲家指出,SoIC作為 3DFabric 平臺旗下最新成員,是業(yè)界第一個高密度 3D 小芯片 (chiplet) 堆棧技術(shù),可將不同尺寸、功能、節(jié)點的晶粒進(jìn)行異質(zhì)整合,未來若要追求更好的運算效率、更大的信息帶寬、更小的面積尺寸、更好的成本效益,3D 小芯片堆棧會是最好的選擇。
臺積電總裁魏哲家 圖源:臺積電
到目前為止,SOIC主要應(yīng)用在HPC,因為它非常適合HPC的高速和節(jié)能,但對于移動應(yīng)用,SOIC依賴于廉價的架構(gòu),互連密度要求和一些其他要求,臺積電將有其他解決方案來解決這部分需求。
據(jù)介紹,臺積電SoIC 將于 2022 年小量投產(chǎn),同年年底將有 5 座 3DFabric 專用的晶圓廠。目前,臺積電正擴(kuò)大在竹南的bumping 制程、測試和后端 3D 先進(jìn)封裝服務(wù)產(chǎn)能,該廠區(qū)將于 2022 年下半年開始進(jìn)行 SoIC 生產(chǎn)。
此外,在封裝所需載板方面,臺積電指出,正在與基板合作伙伴合作,開發(fā)能夠支持高性能計算的基板來支持客戶,由于只對最尖端的技術(shù)感興趣,因此不會去開發(fā)低端的基板與供應(yīng)商競爭。
臺積電本身在欣興已有兩條ABF載板產(chǎn)線,consign在欣興山鶯廠區(qū),包括Coreless產(chǎn)線,與非Coreless產(chǎn)線,與2023年或是2024年新款智能型手機(jī)相關(guān)的Coreless產(chǎn)線也進(jìn)入試運轉(zhuǎn)階段。今年3月,市場還傳出,臺積電有意在中科廠區(qū)自建ABF載板產(chǎn)能,并于2023年量產(chǎn),供應(yīng)蘋果使用。
HPC:將成為未來主要驅(qū)動力
在2022Q2業(yè)績說明會紀(jì)要上,臺積電多次強(qiáng)調(diào)了HPC業(yè)務(wù)增長表現(xiàn)強(qiáng)勁。在計算需求的大規(guī)模結(jié)構(gòu)性增長背景下,未來HPC將成為臺積電長期增長的主要引擎,以后對臺積電的增量收入貢獻(xiàn)最大。
從臺積電最新財報來看,22Q2 HPC營收環(huán)比增長13%,占比進(jìn)一步提升至43%。臺積電還表示,在新制程節(jié)點方面,預(yù)計N3將于22H2生產(chǎn),受益于HPC和智能手機(jī)推動,預(yù)計2023年將平穩(wěn)增長,N3E生產(chǎn)比N3晚1年。
此前,手機(jī)業(yè)務(wù)是臺積電毋庸置疑的大頭,但在今年一季度,手機(jī)貢獻(xiàn)的營收占比為40%,首次跌落神壇,被HPC(41%)超越,而在第二季度,HPC和手機(jī)業(yè)務(wù)占比隱隱有著拉大的趨勢,手機(jī)業(yè)務(wù)占比已跌至38%,反觀HPC則增長到了43%。
圖源:臺積電財報
其實,終端對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著絕對的話語權(quán),過去PC和智能手機(jī)帶動了全球半導(dǎo)體行業(yè)的增長,而如今智能手機(jī)業(yè)務(wù)顯然已經(jīng)觸頂,IDC數(shù)據(jù)顯示,2022年一季度全球智能手機(jī)出貨量為3.08億部,同比下降10.85%,環(huán)比降低15.01%。
隨著信息革命的到來,未來在生活中,會有很多邊緣設(shè)備持續(xù)創(chuàng)建數(shù)據(jù),而這些數(shù)據(jù)都需要處理,并且會產(chǎn)生大量的功耗。換句話說,未來,我們將要面對的是大規(guī)模結(jié)構(gòu)性增長的計算需求,這給產(chǎn)品性能和節(jié)能計算也帶來了新需求,需要在整個IP生態(tài)系統(tǒng)中使用的領(lǐng)先技術(shù)并優(yōu)化工藝技術(shù)。
臺積電表示,他們的先進(jìn)技術(shù)能夠?qū)Υ颂峁┙鉀Q方案,還能解決和捕捉結(jié)構(gòu)性需求并在高性能計算方面建立強(qiáng)大的產(chǎn)品組合。目前,臺積電HPC業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢非常健康,同時支持ARM和X86平臺驅(qū)動的高性能計算,而這兩個平臺都是驅(qū)動臺積電增長的核心。
相較于沒有看到過多庫存的高端智能手機(jī),對于HPC,臺積電指出,未來幾年HPC業(yè)務(wù)將成為臺積電增長的主要驅(qū)動力。
存儲市場遇冷,代工存貨保存一致
在2022Q2業(yè)績說明會紀(jì)要上,臺積電透露對半導(dǎo)體的預(yù)測是存儲市場遇冷,代工廠的存貨預(yù)測將會保持一致,對于2023年的預(yù)測還為時過早。
當(dāng)前智能手機(jī)、PC和消費者等細(xì)分市場需求疲軟是不爭的事實,受到需求下降的影響,導(dǎo)致5nm和7nm產(chǎn)品庫存增加。不過魏哲家坦言,供應(yīng)鏈已經(jīng)在采取行動,預(yù)計整個2022年下半年庫存都會減少。
再看內(nèi)存市場情況,受到疫情以及大環(huán)境等不確定因素的影響,存儲市場也已遇冷。有消息人士指出,在現(xiàn)貨市場,內(nèi)存價格自第二季度以來一直在迅速下跌,幾乎所有類型的內(nèi)存價格都將在 2022 年第三季度環(huán)比下降超過 10%。
存儲大廠美光直接發(fā)布了悲觀預(yù)期,警告稱,在俄烏沖突、高通脹等導(dǎo)致消費電子需求疲弱(主要為PC和智能手機(jī))等負(fù)面影響下,公司2022財年第四季度營收預(yù)計將在72億美元左右,遠(yuǎn)低于分析師預(yù)期的91.4億美元。
不過,臺積電認(rèn)為,經(jīng)過2年疫情驅(qū)動導(dǎo)致的居家需求調(diào)整,這種情況是合理的,半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的過剩庫存需要幾個季度才能重新平衡到更合理的水平,可能將持續(xù)到2023年上半年。魏哲家稱2023年將出現(xiàn)一個典型的芯片需求下滑周期,而不是2008年的大下降周期。臺積電財務(wù)長黃仁昭補(bǔ)充,估計IC設(shè)計的DOI在今年下半年會顯著下滑。
即便大環(huán)境不景氣,數(shù)據(jù)中心和汽車方面的需求卻仍然保持穩(wěn)定,甚至客戶需求超過臺積電的供應(yīng)能力,所以即使存在持續(xù)的庫存調(diào)整和宏觀不確定性,但臺積電產(chǎn)能仍然非常緊張。
此外,臺積電在回答問題時也表示,由于其強(qiáng)大的技術(shù)地位,且在HPC方面擁有非常強(qiáng)大的產(chǎn)品組合,公司與客戶建立了長期的戰(zhàn)略關(guān)系。即使2023年進(jìn)行存貨修正,對臺積電來說仍是庫存調(diào)整的一年。
展望未來,面對當(dāng)前低迷的市場環(huán)境,臺積電依舊充滿信心,預(yù)計未來幾年的營收增速達(dá)15%-20%(以美元計),并相信53%及更高的長期毛利率是可以實現(xiàn)的。
原因在于,臺積電觀察到許多設(shè)備中的芯片增加。例如,數(shù)據(jù)中心的CPU、GPU、AI加速模塊的數(shù)量正在增加,5G智能手機(jī)的芯片密度遠(yuǎn)高于4G智能手機(jī),當(dāng)今汽車中的芯片數(shù)量也在不斷增加,未來幾年,芯片需求的增長將在中高個位數(shù)百分比范圍內(nèi)甚至更高,從而支持長期的結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體需求并增加晶圓需求。
從臺積電種種消息,我們可以得出,大家所害怕的“供過于求”的現(xiàn)象短期內(nèi)應(yīng)該不會發(fā)生在臺積電身上,相較于擔(dān)心庫存積壓,或許供應(yīng)商無法按時供應(yīng)才是臺積電所要面臨的挑戰(zhàn)。受到供應(yīng)鏈不順的影響,臺積電今年部分資本支出或?qū)⒈煌七t到2023年,但不會影響2022年產(chǎn)能計劃。
寫在最后
進(jìn)入2022年以來,“滿園綠色”的股****和“供過于求”的警告,讓人們對半導(dǎo)體的擔(dān)憂越來越嚴(yán)重,此次臺積電對于未來的預(yù)測或許也能給大家吃了一顆“安心丸”,但如何平安度過這個“庫存調(diào)整”時期,未來又該向哪方面邁進(jìn),仍是需要思考的問題。
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