莫大康：台积电兴建8英寸生产线的思考

本文来自求是缘半导体，作者：莫大康。莫大康先生是求是缘半导体联盟顾问。亲历50年中国半导体产业发展历程的著名学者、行业评论家。

台积电总裁魏哲家在一年一度的供应链论坛上宣布将在南科6厂旁边新建一座8英寸晶圆厂，这是继2003年上海松江厂之后，台积电15年来首次再兴建8英寸晶园厂。

尽管魏哲家并未透露投资的具体金额，但有业内人士预计，该晶园厂的投资金额将超过新台币500亿元（约合16.2亿美元）。

引起业界兴趣的是台积电在先进工艺制程方面一路高歌猛进，连三星与英特尔也只能自叹不如，它全数拿到全球7纳米的市场约100-120亿美元的订单，加上未来5纳米生产线于2019年4月试产，及2020年Q2量产，以及全球第一家3纳米厂已通过环评，总投资194亿美元，计划2020年建厂及2022-2023年量产。

市场经济下企业的任何决定，一定与它的利益相关，本文要分析兴建8英寸生产线，它的利益点究竟在什么地方。

全球8英寸硅片现状

据SEMI和IC insight的数据，2017年全球晶园产能为17.9 M / wpm（百万8寸片/月，下同），其中8寸片产能约为5.2 M / wpm，而前十大8寸晶园厂产能占8寸晶园总产能的54%。

其中大中华地区8英寸晶园产能，片/月；台积电 约650K，联电 约300K，中芯国际约220K，世界先进 195K，上海华虹168K，上海先进 77K，华润上华60K及力晶科技55K。

部分IDM厂8英寸及以下晶园产能，片/月；德州仪器 的400K，意法半导体 约350K，英飞凌 约250K，恩智浦 约220K及东芝 180-200K。

而从全球代工现状分析，依IC Insight数据，台积电在2018年预测它的销售额可达377亿美元，而硅片年产出量为2，515万片（8英寸等值计），所以它的每个8英寸硅片平均产值为1，382美元，同样比较格罗方德为1，014美元，联电为715美元，以及中芯国际的671美元。

依IC Insight数据，全球纯代工逻辑芯片，2018 Q2的代工平均价格，依200mm 硅片计，0.5微米每片370美元， 0.35微米为380美元，0.18微米625美元及0.13微米为710美元。而依300mm硅片计，90nm 为每片1，800美元，65nm 为2，100美元，45/40nm 为2，655美元，28nm 为3，010美元，以及 小於等于20nm 为6，050美元。

再依2018 Q3 TSMC数据，从工艺节点来看，7nm贡献了11%的收入，预计Q4达20%；10nm贡献了6%的收入，自2017年Q4以来，10nm的营收持续下滑；16/22nm收入占比为25%及28nm收入占比为19%。所以它的28nm及以下先进工艺占总收入比重为61%。

目前8英寸的产品订单集中在各种电源管理IC，驱动IC，指纹识别IC及CIS等方面，未来预测MEMS，传感器，以及物联网等市场会爆发，导致8英寸硅片的市场需求仍保持稳中有升。

总体上全球8英寸硅片生产线呈以下特征：

1）， 由于设备大厂早已停止生产8英寸设备，市场上8英寸设备一机难求，导致全球二手设备市场价格急速上升

2）， 之前8英寸设备的工艺分界线在90nm，现阶段已经上移至65nm等，导致8英寸生产线的投资金额大幅上升

3）， 由于10nm及7nm等的设计费用上升，导致全球fabless继续跟踪定律的产品数量减少，加上如台积电等采取从前道代工延伸至后道，采用FOWLP等封装技术，把不同工艺制程的芯片，集成在一体。预测未来每一部智能型手机内将会使用超过10颗以上采用FOWLP封装技术生产的芯片，称之为异质集成IC。因此工艺制程缩小的矛盾可能釆用异质集成等来解决，给8英寸硅片开辟了另一扇市场的大门。

兴建8英寸生产线的目的复杂

从台积电的盈利结构分析，目前它的60%营收依赖于28nm及以下，主要是最先进工艺制程，如它的最新7nm制程，据预测订单可达约100亿美元，与之前的28nm一样是金鸡母。

如依台积电 2017年营收321亿美元计，年产出硅片量为2350万片（8英寸计），平均每个硅片产值为1，368美元。而全球8英寸硅片的平均代工价格，按工艺不同大约在700-800美元，即便考虑台积电有综合优势，可能溢价20%，它的每片8英寸代工价格也不可能超过1，000美元。

由此表示台积电在进行8英寸代工时，它的每个硅片产值仅1，000美元，要比它的每个硅片的平均产值1，368美元低30%以上，这部分的差额将由它的最先进工艺制程代工，如10nm等代工每片10，000美元以上来补偿，同时表示它的8英寸硅片产出越多，需要补偿的金额越大。因此从“田忌赛马”的逻辑，现阶段中国芯片制造业迅速扩大8英寸代工产能的思路是正确的。

按以上逻辑思维，台积电会不断地加大投资，年投入100-120亿美元，去开发最先进工艺制程来维持它的高营收，而不太可能再扩大它的8英寸产能，这也可解释为什么自2003年以来它不再继续扩充8英寸产能的源由。

那么此次重启8英寸产能扩充的可能原因是什么？

1、 尽管目前台积电十分风光，全球代工市占达60%，但是不可否认尺寸缩小的路可能已走到尽头，未来技术上5nm，3nm等虽然仍能前进，但是从经济层面上已难以为继。全球fabless会更加务实，釆用各种不同制程的适用工艺；

2、 物联网、MEMS及传感器等市场会爆发，而目前的8英寸设备中的大部分超过15年的使用期限，部分性能可能难以达到技术上的要求；

3、中国半导体业的来势凶猛，尤其是8英寸产能扩充迅速，为了保持它的龙头地位，在8英寸生产线布局方面争个先手。

所以分析此次台积电再出手兴建8英寸生产线，它的内心肯定是复杂的。但是由于资金充沛，为了未来8芵寸代工在全球的垄断地位，下个先手可能是主要原因之一。

台积电是一家伟大而又成功的企业，源于它坚持纯代工，并深化一切服务于客户的理念，目前台积电已是全球“三甲”之一，它的市值2，200亿美元有可能超越英特尔。