圖解台積電

與往常一樣,當台積電發佈報告時,半導體行業會獲得大量見解,幫助瞭解該行業其他領域的情況。這一次,台積電對其新的 Foundry 2.0 戰略進行了更深入的分析,本文稍後將對此進行介紹。


2024 年第二季度的業績創下了新的收入記錄,表明半導體行業已經走出下行周期並準備邁向新的高度。



然而,台積電的毛利和營業利潤還沒有恢復到上次每季度200多億美元的水平。這是一個需要發現的新情況。

半導體製造公司每季度都需要投入大量資金來維護和保養其裝置。維護資本支出水平可確保製造能力不會下降。



從 2020 年底到 2023 年底,台積電的資本支出大幅超過維護水平。隨後,該公司將資本支出降至略高於維護水平。該產能現已上線,這降低了台積電的利用率收入。2024 年第二季度的台積電在上一次高峰期擁有更多產能。

台積電管理層確實報告了製造利用率的提高,這意味著仍然有閒置產能,儘管這可能不是台積電所需要的產能。

投資者電話會議中還透露了其他影響毛利率的因素。



雖然製造活動的增加加上補貼和選擇性提價提升了毛利率,但也存在阻力。

通貨膨脹導致材料成本上漲。作為台灣最大的電力消費者,台積電依賴電網擴張來推動未來增長。對新型清潔電力的投資正在推高電價。

此外,未來亞利桑那州和熊本製造工廠的營運成本較高,將對毛利率產生負面影響。

最後,該公司提到了從 5 nm 到 2 nm 的轉換。之前曾表示這只是蘋果,但現在看來,台積電面臨著更多 HPC 客戶向 2nm 遷移的巨大壓力。

遷移客戶需要時間和精力,而且製造過程也需要時間才能足夠穩定,產生良好的產量並實現經濟可行性。

從市場角度看,毫不奇怪,台積電正日益成為高性能計算行業的供應商,這一點從第二季度部門收入份額中可以看出。移動業務仍然很重要,主要是因為蘋果,但其份額正在下降。



收入時間線顯示,24 年第二季度的增長源於 HPC 收入的階躍增長。



高性能計算的年增長率令人印象深刻,但季度增長率甚至更高。這意味著 HPC 的復合年增長率為 145%。



從技術角度看,雖然蘋果已向台積電做出長期承諾,以獲得新 2N 工藝的獨家經營權,但這不太可能像蘋果對 3nm 工藝的獨家經營權那樣持續一年。

台積電預計,向 2nm 的業務轉型將比前兩年向 3nm 和 5nm 轉型的總和更快,涉及的產品也更多。

這意味著台積電的客戶不僅僅是蘋果(從 3nm 開始),還有更多客戶希望採用 2nm 工藝。不出所料,Nvidia(從 4/5nm 開始)、AMD 和英特爾(從 5nm 開始)將成為主要客戶。



3-5nm業務用了4年時間才達到總營收的50%,而3nm僅用了2個季度就達到了15%。

HPC 與 3nm 收入之間的比較顯示出相似的軌跡。



由於蘋果是迄今為止唯一的 3nm 客戶,因此人們很自然地會認為增長激增歸功於蘋果,但事實可能並非如此。

蘋果是一家以消費者為導向的公司,由於其業務的季節性,具有非常具體的購買模式。



雖然蘋果的 Cogs 也代表移動業務和其他業務,但這種模式也可以在台積電 3nm 業務中看到。第三季度和第四季度上漲,第一季度下跌。



您可能也認為蘋果 3nm 業務在第二季度也會下滑。很可能確實如此,但台積電的 3nm 業務在 2024 年第二季度增長了 84%,所以肯定還有其他事情發生。

收入的增長很可能來自於5nm的客戶之一,而且由於5nm收入沒有下降,所以它是一個新產品。

雖然可能是 Nvidia,但這家人工智慧巨頭可能正忙於銷售基於台積電 5nm (4) 工藝的 Blackwell 產品。



更有可能的是英特爾的 Lunar Lake 或 AMD 的 Instinct 系列或 Zen 5 的升級版。英特爾和 AMD 都將很快發佈報告,本文也將更新。從戰略角度來看,台積電正在從少數使用前沿技術的客戶轉變為眾多客戶。這也意味著台積電在高性能計算領域對其客戶的重要性日益提高。

當然,台積電能夠保持當前的地位,他們持續不斷的技術開發是他們的保障。

台積電的客戶希望採用 2nm 甚至更好的技術 (N16) 是有充分理由的。性能提升非常顯著。

相對性能改進(通俗地說)如下所示。功率改進(在類似速度下)或速度改進(在類似功率下):



N16 最適合用於訊號路徑複雜、電力輸送和工作密集的特定 HPC 產品。計畫於 2026 年下半年實現量產

台積電通常會為每一種工藝引入中間升級,而 N2P 工藝帶來的好處非常顯著。它幾乎就像一個全新的工藝節點,但風險和成本更低。對於 AI GPU 的競爭者來說,盡快達到這些節點將具有極大的吸引力。力量平衡更傾向於台積電。

再來看一下備受關注的CoWoS技術和產能方面。

從戰略角度來看,先進封裝正變得非常重要,並且是代工 2.0 戰略的主要驅動力。

儘管台積電正在儘可能地增加先進的封裝技術,但還遠遠不能滿足需求。台積電預計產能將以 60% 的復合年增長率增長,但最多也要到 2026 年才能滿足需求。



利潤率一直很低,但隨著良率的提高,利潤率正在提高到接近企業平均水平。CoWoS 是台積電將其戰略轉變為 2.0 的主要原因。所有 HPC 客戶都需要先進的封裝來將高頻寬記憶體整合到中介層上。以後,這將成為 PC 處理器和其他所有 AI 的需求。

接下來,我們看一下台積電全新的Foundry 2.0戰略:

Foundry 2.0 戰略看起來像是一個市場擴張戰略,從 1250 億美元(2023 年)的代工市場增加到 1350 億美元的封裝市場,使台積電的總目標市場達到 2500 億美元。這將使台積電的市場份額從新的定義中的 55.3% 變為 28%。

除了市場擴張,Foundry 2.0 也緊跟頂級 HPC 客戶 Apple、Nvidia、Intel、AMD 和 Broadcom 的需求變化。TMSC 基本上可以提供除 CPU 和 GPU 板的記憶體元件之外的所有產品。



從技術角度來看,隨著先進封裝有效地為 3D 整合和技術進步打開大門,此舉將使台積電不再那麼依賴摩爾定律(摩爾定律預測二維幾何形狀將不斷縮小)。

它代表著台積電從一家零部件公司向一家子系統公司的轉型,就像輝達從 GPU 向 AI 伺服器主機板的轉型一樣。

隨著 Nvidia 開發 Blackwell,GPU 本身的矽片顯然被稀釋了。更多記憶體、硅中介層和大塊先進基板的引入使得 GPU 在 BOM 中的份額下降。Foundry 2.0 戰略還旨在控制更多的供應鏈,以保持台積電作為 CPU 和 GPU 客戶供應商的重要性。

資本組態策略揭示了台積電業務各主要領域當前的財務重要性。如果我們不知道的話,台積電仍然是一家先進邏輯節點公司,而且這種情況還將繼續下去。新的先進封裝、測試和量產(組裝??)將佔總資本支出預算的 10%,即 2024 年的 310 億美元。

雖然這聽起來不多,但測試和封裝 (OSAT) 公司的資本要求遠低於半導體製造。最大的 OSAT 公司是 ASE 和 Amkor,它們的資本支出預計在 2024 年達到 25 億美元。台積電非常認真地想要進入這個行業,老牌公司需要保持警惕。

從名稱上看,台積電的新戰略完全缺乏想像力,但戰略本身非常完善,也非常雄心勃勃。當英特爾和三星忙於研究如何讓其先進的代工節點發揮作用並為其尋找客戶時,台積電正在將其矽片領導地位擴展到先進封裝領域,成為關鍵 AI 客戶更重要的供應商。如果台積電不像平常那樣謙虛和謙遜,這也將增加台積電的議價能力,使該公司能夠在 AI 中獲得更多的價值創造。 (半導體行業觀察)