Economist Apr 26th 2021
晶片製造的工藝看起來很神奇。他們利用光,將複雜的圖案蝕刻在餐盤大的矽晶圓上,進而形成電路陣列。一旦蝕刻後的晶圓經過切割後,每個電路陣列就稱為晶片。晶片的工作,是讓電子在電腦程式的指令下,穿梭在數學公式間。晶片的運算,讓數位世界得以運行,無論是Twitter還是TikTok、玩具或坦克都是。沒有這些晶片,整個產業會無法正常運轉,正如汽車產業因為缺乏晶片,而被迫暫時停止生產一樣。
在這個關鍵產業中,最重要的企業是台積電。在全球最先進的晶片市場(體積最小、效率最高)中,台積電擁有84%的市占率。全球各大科技廠,從美國的蘋果電腦,到中國的阿里巴巴,都仰賴台積電生產的晶片,讓自身眼花撩亂的技術及服務成為可能。隨著高速網路通訊及雲端計算的成長,高效能晶片的需求也越來越大,台積電投入大量資金來擴大在先進製程技術中的領先地位。
事實證明,這是一種成功的商業模式。台積電去年的營業額為四百八十億美金,利潤則為兩百億美金。半導體產業研究公司VLSI resarch的Dan Hutcheson形容,台積電是「半導體產業的希望之星」 — 並擁有五千六百四十億美金的市值,全球排名第十一。台積電也是一間機敏的地緣政治參與企業,在美中兩大超級強權日益加劇的緊張局勢中努力找尋自己的位置;之中也包括了自己的母國台灣,被中國宣稱為領土的一部分,也接受美國的軍事援助。2020年時,台積電的營業額有62%來自北美企業,17%來自中國企業。台積電解決地緣政治分歧的方法,是讓自己成為美中兩國科技野心都不可或缺的一部分。
台積電成立於1987年,在前二十五年中,台積電生產的晶片沒甚麼特色,遠稱不上是尖端技術。2012年時情勢改變,台積電當時準備首次為iPhone生產功能強大的晶片。蘋果希望台積電盡可能地把生產工藝拉高,以在競爭激烈的消費型電子市場脫穎而出。保密保到惡名昭彰的蘋果電腦,非常欣賞創辦人張忠謀把客戶營業機密作為台積電的優先考量之一;客人即使只進到會議室,也需把筆電的USB插孔封起來。
兩年後,台積電成為iPhone 6的晶片供應商,那是史上最暢銷的智慧型手機。2.2億支銷售量的收入,成為台積電崛起的起點。蘋果的一些競爭對手,也使用台積電的晶片,希望自家手機也能達到那間美國科技巨頭的效能。這些公司都給了台積電豐厚的回報。
多虧了這些意外之財,台積電開始蒸蒸日上,取代了曾經在先進製程上享有壟斷地位的美國巨頭英特爾,然後將其遠拋在塵埃中。台積電在先進製程領域的競爭對手,僅剩下韓國三星,但也幾乎無法跟上台積電的腳步。貝恩策略顧問(Bain)的Peter Hanbury估計,台積電賦予了摩爾定律(積體電路上可搭載的電晶體數目,約每兩年便可增加一倍)至少另外八至十年的壽命。
與競爭對手的差距正在拉大。台積電以前所未有的速度,巨額投資在尖端技術的晶圓廠上。1月時台積電宣布2021年的資本支出將在兩百五十億至兩百八十億美元之譜。4月時這個數字再度上升,到了三百億美金。台積電打算在未來三年內,投資一千億美金。今年有80%的資本支出是在先進製程上。
台積電也停止降價 — 而在晶片生產中,製程只會讓晶片越來越便宜,這等於是漲價。執行長魏哲家說,將取消2021年12月的價格折讓,並將整年維持價格。研究機構IC Insights估算,跟次先進的製程相比,台積電每售出一片最先進製程生產出的晶圓,販賣價格可達兩至三倍。
這創造了正向循環。比其他人更早開發出最先進製程的台積電,可用較高價格販賣,並賺取更多利潤,再把利潤投入到次世代的科技,並繼續這個循環。這個循環的速度已是前所未有地快;四個世代前的產品,台積電需花兩年才能讓這個當時最先進的工藝佔據公司20%的營業額,最新世代的產品只需要六個月。在2012年前的十年,營業收入每年平均以8%的速度成長。但自彼時起,成長速度已達15%。根據VLSI resarch的數字,將台積電及其客人的營業額加起來,已佔全球半導體市場的39%。而2000年時,這個數字是9%,而有超過三分之一是一度主導半導體業界的英特爾。
這是個令人羨慕的位置,但不是無懈可擊的。英特爾由於技術失誤,現在落後至少兩個世代;這個經驗告訴我們,即使是最強的製造商也可能會跌倒。半導體業眾所皆知,週期性非常強。繁榮帶來產能過剩,可能造成泡沫破裂。如果因為疫情緩解,富裕國家不再購買遠距工作或在家放鬆的電子產品,這將使得晶片需求放緩,進而對台積電造成影響。這會讓台積電的財務報表看起很緊繃,以大型科技業的應急資金來說,台積電帳上擁有的一百三十億美金現金,只能算是中等水準。台積電光在過去半年,就已為了最先進的晶圓廠發行了六十五億美元的債券籌處資金。
但對台積電來說,最危險的是中美紛爭。台積電的頂尖技術位置,為地緣政治衝突提供了緩衝。晶片業相關人士說,台灣政府鼓勵包括台積電在內的晶片製造商,將最先進的製程留在台灣,防止被外國干預。台灣的晶圓代工廠擁有全球三分之二的產能。
台積電總值五百七十億美金的長期資產中,有97%位於台灣,也反映了此一事實。這包括了所有最先進製程的晶圓廠。台積電全球擁有約56,800名員工,半數有博碩士學位,而90%的員工在台灣。為了安撫美中兩國的異音,台積電承諾會在兩地增加產線,但很難不將這個承諾視為外交手段。台積電的中國南京廠在2018年竣工,生產的晶片跟最先進製程相比,落後兩到三個世代。而在美國準備設立的產線,雖然比南京廠先進,但落成也要等到2024年了。彼時,台積電在台灣的產線,必然是更先進的工藝。根據台積電目前揭露的投資激化,我們預測2025年時,台積電的晶圓廠及相關設備價值,可能會是現在的兩倍,但其中86%還是會留在台灣。
過去三年間,美國政府開始破壞微妙的平衡。美國政府禁止任何使用美國設備的外國公司,出口晶片給華為。2019年間,台積電銷售給華為的晶片數量,僅次於蘋果。這些晶片多數用在智慧型手機上,而如Oppo的中國手機廠商樂於搶購華為拿不到的晶片。但若美國進一步禁止台積電與中國做生意的話,仍不排除對台灣動武的北京政權很可能會出手干預。拜登政府也宣布要在美國國內投資五百億美金,重新振興美國晶片業:補貼能否使英特爾回到霸主地位仍待商榷;但這樣的倡議,可能會讓台積電更有把先進製程晶圓廠放在美國的壓力,而這步戰略陷阱是台積電一直避免的。
迄今為止,美中都避免直接干預台積電。也許可以從中得到結論,那就是這是雙方達到科技目標最可靠的方法。如果台積電的重要性持續增加,也許其中一方會覺得,被孤立的代價太大。
原文
- Apr 28 Wed 2021 21:01
經濟學人 台積電如何掌控晶片地緣政治 How TSMC has mastered the geopolitics of chipmaking
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