臺積電在三巨頭中表現良好

處理器份額最大的美國英特爾，記憶體巨頭三星電子和全球領先的半導體代工廠商臺積電臺灣。大約十年來，半導體行業一直將這三家公司稱為“三巨頭”。這三家公司的存在在每個半導體領域都很重要，它們始終在全球半導體銷售中處於領先地位。

但是，在2016年，英特爾未能從14nm過渡到10nm，這導致了處理器短缺。英特爾已於2019年取代三星電子，並在兩年內首次回到全球半導體銷售排名第一。但是，這僅是由於全球缺乏處理器導致價格飛漲，推動了英特爾的銷售額。

另一方面，三星電子在2017年和2018年代表英特爾位居榜首，但其半導體銷售額在2019年下降了約30％。由於處理器的短缺，預期用於PC的伺服器和用於資料中心的伺服器大量生產的DRAM和NAND銷量大減，並導致價格下降。

這樣，在英特爾和三星電子陷入困境的同時，臺積電的強勁業務表現也脫穎而出。

但是，臺積電正處於中美高科技戰爭之中，面臨著極其困難的商業決策。臺積電生產中國華為智慧手機處理器。其業務規模約為臺積電銷售額的10％。但是，認為華為處於危險之中的美國政府繼續向臺積電施加壓力。臺積電生產用於美國最先進的隱形戰鬥機“ F35”等的軍事半導體，但美國政府要求在美國製造。目前臺積電保留該決定，但是如果拒絕，以後該怎麼辦？

本文首先介紹了臺積電的成果，製程的進展，正在製造的半導體的應用以及區域比例。然後，詳細闡述了臺積電面臨的問題。以及臺積電的管理決策可能會對日本零件和材料製造商產生一些影響。

圖1顯示了臺積電的季度銷售額，營業收入和營業利潤率。TSMC的銷售額和營業利潤每年都在第3季度或第4季度達到頂峰，第1季度以後下降。這是因為，從每年的年末到新年，新的智慧手機、PC、數字家電的銷路都很好，在此之前，TSMC要製造半導體。

圖1 臺積電季度銷售和營業利潤

從長期的角度來看，儘管季度波動，臺積電的銷售和營業利潤仍呈增長趨勢。

受2019年初全球半導體不景氣的影響，TSMC的2019年第一季度業績有所惡化。但是，此後一直穩定恢復，在2019年第四季度創下了創紀錄的銷售和營業利潤。似乎用於下一代5G通訊的智慧手機和用於通訊基站的半導體將是順風車。

臺積電的營業利潤率一直很高，達到35-40％。它在2019年第一季度下降到約30％，但在同年第四季度恢復到39％。

在製造業中，10%以上被稱為高利潤率。另外，半導體企業中也有10家企業的營業利潤率達到20%以上。其中，TSMC一直在打擊35 ~ 40%的高利潤率。據說臺積電在全球半導體制造商中薪水最高，也就不足為奇了。

圖2示出TSMC的製程微細化是如何進行的。該圖表的縱軸顯示了以12英寸晶圓換算，出貨了數千枚晶圓。

以英特爾處理器和三星電子的儲存器為例，在3 ~ 4年內可以實現70%的微細化，因此不會用老一代的微細加工製造半導體。即使有，最多也只是2代之前，不可能使用10年前的微細化工藝。

但是TSMC的商業模式卻截然不同。例如，2001年左右開始用0.15μm的微細化工藝製造半導體。在2001年，0.15μm是最尖端的微細化技術，但19年後的今天，可以說是傳統工藝。但是，TSMC仍然保留了其傳統的0.15μm，繼續製造半導體。

在世界半導體業界，每隔3 ~ 4年就會出現最先進的微細化工藝，但是TSMC會持續保留製造幾乎所有工藝。這就是英特爾和三星電子的最大區別。

圖3臺積電過去六年的製程發展趨勢

但是，2014年第三季度推出的20nm和16nm工藝超過了2016年底的28nm晶圓出貨量。先進製程並沒有在28nm處結束。

而在2017年第二季度，10nm工藝開始崛起。10nm的晶圓供貨量在當年第4季度達到最大值，超過20nm/16nm。然而，此後基於10nm工藝的晶圓供貨量逐漸減少。這可能是因為10nm工藝的成品率低。

2018年第三季度推出的7nm工藝取代了10nm。在7nm製程中，“ N7”充分利用了ArF浸沒曝光裝置和多重圖案，而“ N7 +”則部分利用了最先進的曝光裝置EUV。兩種產品的釋出都進展順利，僅在2019年第四季度就出貨了約一百萬片晶圓。可以說，使用尖端的7nm工藝的業務已成為臺積電的大筆交易。

雖然很多人認為英特爾的10nm大約等於或小於臺積電和三星的7nm。但是，英特爾仍在努力推出10nm，而臺積電正在擴充套件其7nm工藝業務，並且即將量產5nm。因此在這種情況下，引領先進半導體制造工藝的不是英特爾，而是臺積電。

臺積電製造的半導體的用途

那麼，臺積電都生產什麼樣的半導體？

圖4 臺積電按應用劃分的半導體比例

從TSMC生產的各種用途半導體比率來看，2002年達到57%的“計算機應用”之後逐漸減少。取而代之的是“通訊應用”的增加，2014年以後佔到60%左右。另外，到2006年為止，約佔20%的“消費電子”下降到10%左右，而從2012年開始，“Industrial/Standard”佔據了20%多的比重。

根據這種分類，尚不清楚產品是什麼。但是，自2018年以來，TSMC的財務報告現在包括了具有更具體用途的分類（圖5）。據此，臺積電生產的半導體約有一半與智慧手機有關。它包括適用於智慧手機的應用處理器（AP）和適用於Apple，高通，華為和Mediatech的通訊半導體。

圖5臺積電按產品劃分的半導體比例（季度）

繼智慧手機之後，高效能運算機約佔30％。這可能包括用於人工智慧（AI）的半導體，例如NVIDIA的GPU。高效能伺服器周圍還將有用於超級計算機和半導體的晶片。

圖6顯示了該地區的無晶圓廠將半導體制造外包給臺積電的情況。直到2002-2008年左右，美國約佔75％。自2010年以來，對美國的比例略有下降，但仍佔70-60％。根據這些資料，臺積電可能被稱為“美國擁有的半導體工廠 ”。

圖6 臺積電按地區劃分的半導體比例（季度）

一方面，臺積電在2012年左右開始為中國大陸製造晶片，可見這一比例正在逐年增加。它在2018年第三季度錄得23％，然後下降，但隨後又上升，在2019年第四季度達到創紀錄的22％。據說其中大約一半（超過10％）是針對華為的。

在全球智慧手機市場中，華為在2019年出貨了超過2億部智慧手機，超過了蘋果，躍居全球市場份額的第二位。臺積電生產華為智慧手機AP和通訊半導體。華為是一個大客戶，約佔臺積電業務的10％。

美國政府於2019年將華為加入實體名單（EL）。結果，沒有美中國產品可以出口到華為。即使它不是在美國製造，也包含超過25％的美國智慧財產權，也將禁止將該產品出口到華為。

臺積電使用許多基於美國的製造裝置製造半導體，包括應用材料，Lam Research和KLA。因此，有人指出是否會抓住上述25％的規定。但是，臺積電表示：經過美國頂級律師事務所的全面審查，我們認為可以繼續為華為供貨。

作為迴應，美國政府敦促中國臺灣當局和臺積電停止向華為運送半導體（日經新聞，2019年11月4日）。不過，文章稱，臺積電發言人否認未收到要求，臺灣內閣發言人格拉斯·賈達卡說：“我們尚未收到美國的要求，並已聽到沒有。”

今年到2020年有兩個重大舉措。首先，美國商務部正準備將美國智慧財產權比例提高到“ 10％或更高”以加強對華為出口高科技產品的限制。

臺積電向華為供貨的半導體產品的監管不會超過25％，但可能會在10％以上。

此外，臺積電一直在為美國軍方製造軍事半導體，例如最新的隱形戰機F35，但美國政府已要求臺積電在美國生產以確保安全性等。 臺積電表示，“我們不會消除（例如在美國建立工廠），但成本將成為障礙。客戶將不會希望提價而飛漲。”

實際上，臺積電似乎不太可能在美國建立代工廠。正如臺積電所說，成本是一個問題。

但是，如果臺積電拒絕在美國生產美國軍用半導體，美國政府可能會採取報復行動。換句話說，可能會發出通知，如果其中包含美國智慧財產權的10％以上，將禁止使用華為半導體。

簡而言之，無論如何，美國政府都希望臺積電停止為華為生產晶片。可以說，臺積電正在做出非常困難的管理決策。

如果說“如果美國智慧財產權被禁止超過10％”，日本公司將遭受巨大損失。這是因為每年有許多公司向超過2億的華為供應零件和材料，而要避免“超過10％”的緊縮是極其困難的。此外，如果“ 10％或更多的限制”阻止臺積電向華為運送半導體，那麼華為每年將無法生產超過2億部智慧手機。在這種情況下，供應華為零件和材料的日本供應商將失去巨大的業務。