2020年至今，半導體行業正處于“超級循環周期”之中。臺積電(TSM.US)迎來史上最高光時刻，世界幾乎一半的芯片都是由臺積電制造，是競爭對手市場份額的數倍，高端制程芯片更是包攬了八成以上。
臺積電二季度財報顯示，不同工藝制程營收能力方面，5nm制程出貨占整體銷售額的18%，7nm制程出貨占31%。僅7nm及以上的先進工藝，就占到公司營收的49%，臺積電營收占到了全行業總營收的56%，可見先進工藝帶來的利潤有多么恐怖。
憑借其良好的工藝技術、客戶關系和生態系統，以及巨大的研發資金投入，成就了如今臺積電這一晶圓代工龍頭地位。與此同時，臺積電股價也節節攀高，前不久其市值更是超越騰訊，登頂亞洲市值王座。
再從工藝節點進程來看，臺積電在2020年第二季度開始量產5nm芯片，計劃在2022年下半年開始量產3nm芯片(近期有消息表示，臺積電3nm制程工藝量產時間將推遲)，目前也已經開始研發2nm芯片，量產可能會在2026年開始。
對比臺積電與全球其他芯片代工廠目前的技術差距，臺積電與其他競爭對手已經出現了代差，只有三星還在苦苦追趕。
晶圓代工廠工藝節點進展(圖源：IC Insights)
當前來看，臺積電風頭正盛，一時風光無兩。
臺積電的實力或謀略，自不必多言，業內盡人皆知。但倘若細細品味，一片繁榮景象下，又似乎能隱約嗅到絲絲危機。或許，臺積電的隱憂并非是在技術方面，更多是在技術之外，產業外追內堵，地緣政治因素等或將都是臺積電需要警惕的隱患。
隱憂一：美國欲拿回半導體制造主導權
今年3月，美國人工智能國家安全委員會(NSCAI)公布的報告《National Security Commission on Artificial Intelligence》中指出，芯片將是未來人工智能產業最重要的基礎，不只經濟會因芯片產業受益，誰擁有最先進的芯片制造技術，誰就將在每個競爭領域都取得優勢。
美人工智能國家安全委員會報告封面
報告提到，“美國對進口芯片的依賴，特別是中國臺灣(臺積電)，已是美國在經濟和軍事發展策略上的弱點，這使得美國‘供應鏈易受破壞’。因此，美國必須要保持在境內制造尖端芯片，技術要領先對手兩個世代以上。”
美人工智能國家安全委員會報告截圖
透過大規模投資來擴大國內市場，讓荷蘭ASML或日本的半導體合作廠商愿意為了美國市場的商機，拒絕將關鍵設備和材料賣到中國，成為美國政府拿回半導體制造主導權的規劃藍圖。
但是，美國如何才能突破臺積電的領先優勢?報告中提到，關鍵在于臺積電擅長的2D電路線寬微縮的技術已達物理極限，目前臺積電必須投入比過去高出數倍的成本，興建巨型晶圓廠，卻只能得到較過去更少的產能，摩爾定律失速使得邊際效益愈來愈小。
當半導體在二維密度達到物理極限后，先進封裝技術將成為極為關鍵的角色，換句話說，未來比的不只是誰能把晶體管做得更小，而是誰能把更多層晶體管整合在同一顆IC里。在此領域，美國企業或許比臺積電更具領先優勢，英特爾就曾在史丹佛大學發表過將100層晶圓整合在一顆IC 里的計劃。
同時，報告建議，美國2022年應投資10億美元進行先進封裝技術的研究，5年內投入比過去多一倍的資金，約120億美元，在最新的半導體技術上，如極紫外光(EUV)之后的半導體曝光顯影、3D堆疊、碳納米管、化合物半導體晶體管制造、自動化IC設計及低溫運算等，都是美國未來的發展機會。
另一方面，據DigiTimes數據顯示，蘋果為臺積電的第一大客戶，2020年為臺積電貢獻了24%的收入，預期今年將超過25%。除了蘋果之外，還包括AMD、博通、高通、英特爾、英偉達等美國芯片企業是臺積電的前幾大客戶，合計為臺積電貢獻了超過六成的收入，DigiTimes預計這些美國芯片企業在臺積電的營收占比將進一步提高。
瑞士信貸分析師Randy Abrams表示，如果科技公司不把產品零部件分派給不同廠商制作，很可能導致缺貨風險增加，也會大幅降低科技公司對制造成本的談判籌碼。
對于晶圓廠也同理，如果絕大部分營收全部來自同一個國家，自然也會大幅加劇自身風險。如果說失去華為訂單對臺積電的影響相對有限，其他企業訂單能迅速補上。但倘若失去上述前幾大客戶的代價想必臺積電也承受不起。
在芯片產業全球化的時代，臺積電是整個產業皇冠上的明珠。大家根據產業比較優勢來進行生產，相信了市場的力量，所以這個芯片代工產業發展的非常順利，臺積電也因此賺得盆滿缽滿。然而，在不穩定的國際貿易環境下，美國可以隨時在芯片制造設備領域卡住臺積電的脖子。
當前，半導體制造受到各國重視，企業層面不論臺積電、三星、英特爾還是格芯，都在大力進行擴產;另一方面該產業受到地緣政治影響，企業產能布局受到綜合因素影響，未來晶圓代工的市場格局和產能布局都在變化之中。
隱憂二：英特爾重返代工業務
今年3月，英特爾(INTC.US)新CEO帕特·基辛格宣布了英特爾“IDM 2.0”的發展戰略，宣告英特爾將正式進入代工服務領域，為此，英特爾組建了一個全新的獨立業務部門——英特爾代工服務事業部(IFS)。
前不久，在全球芯片荒之際，英特爾宣布將斥資200億美元，在美國亞利桑那州新建兩家芯片工廠。英特爾跨入代工服務，這一戰略將直接與臺積電、三星展開競爭。但路透社報道指出，即便英特爾即將與臺積電和三星展開競爭，它也計劃成為這兩家公司的更大客戶，讓它們為英特爾生產名為“tiles”的芯片部件，以提高某些芯片的成本效益。
基辛格預計，全球芯片短缺將持續至少兩年，這大致相當于建立新的制造工廠所需的時間。他還透露，全球晶圓代工市場將在2025年達到1000億美元，該公司將代工一系列芯片，包括基于ARM架構的芯片。
基辛格指出，英特爾的代工計劃已經得到了業界的熱忱支持，亞馬遜、谷歌、微軟和高通等公司均有可能是其晶圓代工業務的客戶。微軟首席執行官薩蒂亞·納德拉還在現場與基辛格進行連線，以表示對英特爾的支持。據透露，英特爾目前已與大約100家客戶進行了交談，正在討論代工機會。
基辛格在接受英國BBC專訪時直言：“英特爾在不斷向歐美政府推銷分散供應鏈，增加供應鏈安全性的想法。除了今年在美國興建兩個廠，2022 年還有在歐洲和美國興建新廠的計劃。” 也有業內資深人士表示，在當前現狀下，客戶一定會考慮分散供應鏈，這次英特爾宣布推出晶圓代工服務，高通馬上表示有興趣，而各國用于國防等關鍵領域的芯片生產也一定會分散生產地點。英特爾也持續向臺積電最大的客戶蘋果招手，在臺積電產能不足的情況下，蘋果會不會重啟分散供應鏈計劃，對臺積電也至關重要。
此外，英特爾還計劃收購格芯，若傳聞最終落地，格芯則將直接帶來關鍵的代工業務，與英特爾強化晶圓代工的野心不謀而合。
上個月，在Intel Accelerated大會上，英特爾分享了公司在工藝上的路線圖，同時還談到了公司在封裝、晶圓代工，甚至還有公司在EUV工藝上的規劃。
英特爾工藝節點路線圖
英特爾宣布進軍晶圓代工以及其他一系列動作布局，盡管短期內技術難以和臺積電相提并論，但任誰都無法忽視這家半導體巨頭重返戰場。
隱憂三：臺積電可替代性正在增強
自從美國把芯片當做武器以來，全球各地為了防范產業風險，紛紛自主建立芯片工廠。經歷車用芯片荒對歐盟經濟的沖擊后，歐盟多國更是研議，砸錢重返芯片制造領域。筆者在《歐洲半導體要實現自主可控?》一文中曾介紹過歐洲在芯片制造領域的動態與布局。
國際半導體產業協會(SEMI)在6月發布的最新一季全球晶圓廠預測報告指出，未來兩年全球將新建29座晶圓廠，各地區對晶圓制造的重視力度可見一斑。
各地區2021/2022年新建代工廠數量(個)(圖源：SEMI、民生證券研究院)
各地政府都盯著中國臺灣的半導體產業，盯緊臺積電。臺積電股價屢創新高，市值狠甩其它半導體龍頭之際，所有的專家和媒體報道都聚焦在臺積電制程發展順利，未來幾年在技術和市占率上將持續保持領先。然而，很少有人提及，當臺積電成為地緣政治的必爭之地時，各國政府已開始積極思考該如何出招，奪回半導體制造的主導權。
同時，臺積電在國外建廠投入巨大。《經濟日報》曾報道，臺積電在美國亞利桑那的廠區將是現有南科廠區的兩倍大，未來計劃在當地興建6個廠，成為一座超大晶圓廠。但臺積電在當地設廠遇上成本高昂的問題，和中國臺灣相比，建設費用就高達6倍。這些阻力同樣影響到了臺積電的供應商，供應商也透露，要跟著臺積電赴美生產，成本一定比中國臺灣貴數倍。
根據調研機構IC Insights的研究報告指出，未來幾年先進制程市場將掀起一場激烈的競爭，晶圓代工市場將會面臨定價壓力。因此，在高成本投入以及各地興建晶圓廠的情況下，臺積電能否維持高毛利率或將成為新的問題。
芯片的競爭放長來看，將不只是技術本身的爭奪，而是綜合資源和能力的比拼。如今，中國大陸也越來越重視集成電路產業的發展，在資金、時間、人才、政策等方面不斷加碼，讓全球半導體產業逐漸轉向大陸。
近日，來自中芯國際的一則消息更是吸引了整個業界的眼球，中芯國際和中國(上海)自由貿易試驗區臨港新片區管理委員會簽署了合作框架協議，計劃投資約88.7億美元，共同成立合資公司，規劃建設產能為10萬片/月的12英寸晶圓代工生產線項目，聚焦于提供28nm及以上技術節點的晶圓廠。
實際上，不只是中芯國際，在最近一年多時間內，包括大陸本土企業，以及中國臺灣地區、國外企業紛紛在大陸新建晶圓廠。不可否認的是，隨著晶圓代工可選項的增多，臺積電的可替代性正在被加強。
隱憂四：三星另辟蹊徑，彎道超車
作為全球唯二能做到5nm制程以下的半導體晶圓代工廠，可見未來雙方將在3nm制程上展開全方位競爭。
當前，三星在旗下3nm制程的宣傳上，一直把全環繞柵極架構(Gate-All-Around FET，GAA)作為主要優勢和賣點。據了解，這種技術相比傳統的FinFET技術來說，晶體管排列得更加緊密，在性能方面能夠提升約30%，而功耗方面還能降低約50%。GAA架構的晶體管能夠提供比FinFET更好的靜電特性，可滿足某些柵極寬度的需求，整體來說提升還是比較大的。
對于GAA架構，臺積電稱將在2nm節點引入GAA技術，現階段臺積電仍然將采用FinFET架構。三星表示，采用GAA的3nm制程技術性能要優于臺積電。
對于三星領先臺積電一步的差異化發展路線，有觀點認為，臺積電的晶圓代工經過幾十年的沉淀，幾乎在每個技術節點上都采用了最穩健的方案，在處于行業優勢地位下，臺積電并不需要走三星相對激進的路線，而短期內這種優勢還將繼續保持。
各方言論都有各自的道理，筆者在《GAA晶體管時代即將開啟?》中也介紹過架構技術的未來走勢，以及三星和臺積電在岔路口的不同選擇。未來究竟如何，大概還需等到臺積電與三星3nm量產后的表現。
另一方面，隨著半導體技術未來的發展趨勢，正在走向邏輯與存儲的異質整合技術，要有能力同時整合邏輯和存儲兩個技術，才能掌握主流半導體產業的成長腳步。
眾所周知，三星在存儲芯片市場可謂一言九鼎，握有最大籌碼。臺積電雖然稱霸全球邏輯制程領域，但與存儲技術之間似乎是井水不犯河水，盡管兩三年前臺積電多次強調存儲技術，且表示不排除收購一家內存芯片公司的可能。但時至今日，臺積電也只是在存儲領域與愛普、力晶等公司嘗試合作開發了邏輯與存儲芯片，再無更多的消息傳出。
縱觀歷史和當下，做存儲器的都是IDM，沒有Foundry，即使有，也只是曇花一現，以失敗收尾。作為全球Foundry霸主，臺積電如果進入存儲器業務，在某種程度上也是補上了這塊“短板”，但情況并非如此。有觀點認為，由于做存儲器的普遍是IDM業態，無論其并購哪家存儲企業，短期內恐怕難以成為臺積電的主流業務板塊，估計還是以原有的、相對獨立的IDM狀態運營。但如果僅僅是這樣，那么臺積電進入存儲業務的意義似乎就沒那么大了。
因此，在存儲技術上的缺席，可能會給臺積電未來的發展埋下隱患。
同時，三星在擴產方面也表現積極，三星曾宣布在未來10年，將投資約1170億美元用于晶圓廠的擴建，包括在韓國京畿道平澤市建造一座全新的晶圓廠。不過隨著形勢的變化，以及韓國政府的扶持和推動，三星表示到2030年，其投資總額由1170億美元提高到1515億美元。
近日有國外媒體報道，美國德克薩斯州泰勒市已被確定為三星新晶圓代工廠所在地。盡管消息被三星官方否認，但可以預期的是，在芯片制造的賽道上，三星正在投入巨大的精力向臺積電發起“進攻”。
綜合來看，三星的率先轉型和存儲優勢以及在晶圓廠的大量投資，或將給未來的競爭格局增添幾分不確定性。
寫在最后
在上述產業布局和野心背后，不難看出，晶圓制造已成為當今全球地緣政治的必爭之地。或許半導體晶圓代工格局短時間內仍很難改變，但臺積電盛世背后，要警惕危機尚存。
在那個波瀾壯闊、風起云涌的時代，英雄和惡魔都是時代造就的產物，半導體浪潮成就了獨一無二的臺積電。
如今，臺積電風頭正盛，風潮再起，時代的風或漾起新的潮流。
本文選編自“半導體行業觀察”，作者：L晨光;智通財經編輯：莊禮佳。
本文轉自智通財經，如要了解詳細內容可以訪問原站查詢。
jay
