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馬斯克聯合三星最終目的自建晶圓廠
最近馬斯克說項要件晶圓廠，我們先來看看，早在半年前，特斯拉跟三星的一個合作，筆者早早就分析出馬斯克最終意圖，先來看一下，我們在半年前的一個詳細分析。
看完之後我們再來聊聊，馬斯克未來的試辦藍圖中，整個特斯拉的晶片會有那些，每個應用領域的需求可能有多少，他需要建設多少產能的晶圓廠，如此一來到底會對全球半導體格局產生什麼影響？
有興趣的歡迎加入筆者的知識星球，全盤瞭解馬斯克未來商業帝國的宏偉藍圖。
7月末，特斯拉與三星宣佈了高達165億美元針對AI6晶片的合同，合同執行到2033年，也就是從簽訂後9年完成。
這次合同主要針對AI6晶片，也就是之前的HW系列的ADAS晶片，特斯拉的HW系列晶片之前一直都是三星代工，2019年開始的HW3採用三星14nm，2023年至今的HW4採用三星7nm，算力達500 tops。
明年將推出的HW5才改換代工廠，直接跳過5nm採用台積電最強的3nm製程N3P，算力會高達2500 tops。
HW5/AI5的主要競爭對手輝達標準版thor U算力為700tops，旗艦版thor X則有2000tops的水平。
對比國產目前各家adas晶片，地平線的G6採用7nm算力750tops，下一代的G7採用5nm已經在流片，算力在1500-2000tops。
華為直接拿升騰NPU來當自駕旗艦晶片，910b採用7nm製程，由於面積比其他ADAS大了不少，算力只有800tops。非旗艦ADAS為14nm製程的610算力在200tops，最新的610A采D2D兩顆合封，算力為400tops。
車廠自研部分，小鵬圖靈為7nm，750tops，可三顆部署2250tops，理想的5nm單顆1200 tops，蔚來神璣5nm算力在1000+以上。這些國產晶片都將在今年或明年推出。
與海外先進的ADAS晶片相比，這兩年即將推出的國產ADAS可以說推出即落後，跟特斯拉的HW5以及輝達thor有不少差距，主要是跟工藝製程有絕對關係，國產最先進的是台積電N5而特斯拉是N3P，輝達是N4P，並且國產受限於bis的300億電晶體上線，未來很長一段時間只能卡在5nm。
國產自駕晶片被卡在5nm?
根據BIS的規定，國內晶片到海外代工並沒有多少nm的限制，所以國產ADAS並不是以5nm為界定，這個問題其實去年BIS的1202法案之後，筆者有寫不少文章闡述，對詳細法規有興趣的可以加入知識星球瞭解。
多少nm從來不是可以用來當成法律規定的依據，因為每一家製程多少nm完全不一樣，無法同比也無法類比，比如三星的SF3比台積電N5的MTr還低，所以用多少nm來規定必然會有錯誤。
摩爾定律規定的每一代製程其實從來不沒有用線寬而是以電晶體數量/密度來區分工藝節點，所以用MTr/mm2也就是電晶體密度來對比製程節點會更靠譜。
BIS的法規一直是規定電晶體總量，從來不會用多少nm來作為限制的參考依據，目前是300億總電晶體數量就這一個規定。
這一個總量規定就包含電晶體密度Mtr/mm2 以及die size這兩個重要參數。
ADAS的die size一般在300mm2，如果用7nm（mtr 100:每平方毫米100m也就是1億電晶體）那就是300億電晶體，所以正常來說ADAS這類die size在300平方毫米的晶片用7nm完全符合規定，用MTr達150的5nm會達到450億電晶體也就超標了。
當然ADAS設計公司也可以降低晶片尺寸去符合電晶體總量規定，但這樣算力就不夠了。
上述的演算法只是給不懂的人一個簡單比喻，事實上晶片還有sram還有IO單元以及隔線，300平方毫米的用7nm工藝不會超過250億電晶體。
年初的時候台積電極力幫國內汽車晶片企業向美國爭取，魏哲家在第一季法說會說過正在爭取中，大約是農曆年後美國給了國內ADAS晶片在台積電代工的lincense ，5nm微幅超標的ADAS可以代工，這個內部訊息筆者第一時間在知識星球公佈過。
回想去年底因算能事件，台積電全面停止國內先進製程的代工加強審查是否還有馬甲公司流片，年初重新稽核過後才陸續放行。
5nm的ADAS晶片基本上均超過BIS規定，目前地平線，理想，蔚來，小鵬的最新自駕晶片全部是5nm節點，也均在台積電投片，現在都陸續回片中，基本上國內這一代的自駕晶片都沒問題可以在台積電投片。
根據BIS規定，GPU必然是無法流片的，因為GPU面積都超過600mm2，即便用7nm也會高達450億電晶體以上，所以BIS單單規定一個電晶體數量，就限定了晶片種類以及工藝節點，不需要更不會用多少nm這種無法量化的非專業說法，去做法規的條款。
還有一個比喻就是小米的3nm玄戒o1，由於手機soc面積一般在110-130mm2，用7nm的話電晶體總量在100億左右，用5nm在150億左右，用3nm也就200來億電晶體，都不會超過BIS的規定，所以小米玄戒晶片在台積電代工沒有任何異議。
GPU這種最大面積的晶片由於用啥工藝都超標，無法被代工也沒有任何異議。
唯一有異議的就是面積在300mm2這種剛好卡在範圍內的adas晶片，這次能拿到台積電代工的license除了台積電極力爭取還有ADAS不涉及AI這兩方面重要因素。
從算力上看，有些國產晶片即便用較落後5nm製程，算力也沒落後太多，比如用7nm製程的910b只有800 tops的算力跟目前用4nm製程的低階Thor U的750 tops也沒有差太多，事實上這並非國產晶片設計更好，而是我們會將晶片面積放大，如此一來落後一點的製程也能獲得同樣的電晶體總數，算力也勉強跟得上。
這樣的做法在汽車領域問題不大，因為汽車的空間充足，電力也充足，不像手機，體積受限電池也受限，但未來隨著自家推進到L3甚至L4，所需算力越來越大，製程落後的晶片為了維持算力，靠面積放大去增加電晶體，最終得到的是更高的能耗，目前可能體驗不出太大差別，但真進入L3階段，也就是再過一兩代的迭代，這個差距會越來越明顯。
比如華為採用910b來作為高端車型的自駕晶片，這顆晶片的面積高達650mm2，比其他廠家的晶片300mm2左右大了一倍，算力只能說勉強跟上，跟海外旗艦晶片差距不小且能耗比會比較糟糕，這對新能源車的續航目前可能影響是無感的，但晶片能耗比別人大這一點是肯定的。
馬斯克的半導體大計
特斯拉這顆ADAS未來不只是用在汽車的自動駕駛，馬斯克更宏大的目標是包含自動駕駛計程車的robotaxi 以及量級更大的人形機器人Optimus（柯博文）。
所以馬斯克未來的藍圖中，AI5以及剛公佈給165億大訂單的AI6是其中核心關鍵。
我們大概來測算下到2030年特斯拉對這顆晶片的需求，其中特斯拉汽車400萬輛，計程車300萬輛，柯博文1000萬台，總共1700萬顆AI6晶片。
以AI5在台積電的代工費用來算，N3P每片2萬刀，一片150顆，17000萬顆晶片需要11.5萬片，11.5萬片代工總費用為23億美元。
未來在三星代工的AI6雖然號稱使用三星SF2的2nm，但筆者瞭解三星SF2目前對外報價就是兩萬刀，有誠意的價格還可談，所以未來特斯拉的AI6必然以及肯定會遠低於台積電N3P的兩萬刀。
為何三星的2nm會比台積電3nm的代工費用更低，這個問題我們留到文章最後再聊。
我們以兩萬刀以及年需求1700萬來計算，一年代工費就算加上封裝費用也就25億美元左右。
有了參照之後，同學們就能明朗不少，很顯然這個165億的訂單量下的太大了，或者是特斯拉非常有信心，在未來幾年他的自駕計程車以及人形機器人會大量爆發，不過即便樂觀預估，165億美元還是非常大的。
根據筆者的瞭解，事實上這筆訂單包含三星的GDDR儲存晶片以及封裝等一條龍服務，這樣算下來，以1700萬顆需求來說，總金額會高達40億美元以上，這樣一看165億隻需要執行4年多或者總出貨輛7千萬顆，這樣看起來就合理許多。
這份合同與價格對應晶片數量基本上沒有太大問題，屬於合理。
特斯拉這次合同，不僅把晶片代工費用壓到極致，更是連帶的儲存晶片也一同壓到地板價，可謂一舉多得。
如果沒有三星的儲存晶片大優惠，我想馬斯克大機率不會考慮三星，只能說馬斯克真的是降本的極致能手，都是從根本上去改善成本，不論自己生產汽車還是對他的供應商，他的內心都是想盡辦法把成本控制到最低，不能再低就改變生產模式或者訂單模式。
這次的訂單，屬於框架訂單，最後完全不執行的可能性也存在，因為這樣的長期框架訂單必然搭配許許多多的條件，乙方條件不滿足，甲方不執行不下單也無責。
這個合同的強勢方必然是特斯拉，三星至今沒有一個像樣的客戶，先進製程全面收縮中，這是三星求之不得的訂單，特斯拉提的條件我想估計沒有不答應的。
這個條件包含馬斯克高度介入工廠生產管理，這是代工費以及儲存晶片大甩賣以外的另一個讓馬斯克選擇三星的重要原因。
馬斯克對半導體製造一直是興致勃勃，他的經營宗旨就是未來涉及的核心的供應儘量自己搞，比如當初顛覆傳統汽車製造的創新一體化壓鑄，還有自己生產4680電池，甚至獵鷹9號重性推進器的梅林發動機，每一個核心零部件馬斯克都要自己搞。
晶片領域中，針對自動駕駛資料中心的dojo晶片，一直在台積電投產，車載adas的HW晶片在三星投產，雖然都是自己設計，但製造的門檻太高，馬斯克不得其門而入。
HW5也就是AI5因為台積電目前領先優勢太大，最終只能棄三星選擇台積電。
對台積電來說，特斯拉並非大客戶，或許特斯拉是未來很重要的客戶，但是對台積電來說，他只要維持技術領先，自然絕大部分客戶只能選擇他，沒有其他選擇，台積電不需要也不會給特斯拉這樣的中型客戶任何優惠條件，畢竟特斯拉目前還排不進台積電十大客戶之中，頭部VIP台積電都不太照顧了更何況十名開外的。
如此的合作模式，我想是馬斯克這樣的創新生產型狂魔所不能忍的，而三星可以接受任何條件，這滿足馬斯克趁機介入半導體製造領域的雄心，一切順理成章。
有同學說為何不選擇英特爾，還有各種美國政府的陰謀論，其實陰謀論大可不必，沒那麼多彎彎繞繞，美國政府在這件事上並沒有太多著墨，甚至有人因為特斯拉與三星合作說美國放棄英特爾了，我想這純屬看圖說故事且不太專業的猜測而已。
事實上從技術來看，目前英特爾在晶片製造技術上還是領先三星的，說美國政府放棄這個扶不起的阿斗缺乏任何專業根據，從目前可生產晶片的MTr可以比較出，三星面對如今的英特爾並沒有優勢。
特斯拉選擇三星，另一個更主要的原因就是英特爾不會向三星那樣急迫接受一大堆屈辱的條件，他可是一直以來的老大哥，也有美國政府的支援，連今年初川普上台，有很大的機會把IDF這個包袱甩掉，英特爾最終也沒幹，這裡面當然有美國政府的壓力，但英特爾的行事風格，是不可能讓馬斯克在自己的fab指手畫腳的，除非IFS剝離，馬斯克出錢私有化IFS。
我認為馬斯克必然是非想進入半導體製造這一個關鍵領域，畢竟晶片對未來特斯拉的發展太重要了，這塊被台積電拿捏，他一百個不願意，馬斯克從來不是遵循傳統產業規則的人。
但是馬斯克同樣清楚，晶片製造是一個無底洞，全世界所有巨頭因此折戟，他要自己另立山頭與原本的體系（台積電）對抗非常困難，走錯一步就可能全錯。
所以私有化英特爾IFS，精明的他必然不會貿然出手，但是拿任何條件言聽計從的三星來練手，那就安全許多了，投資大頭三星掏錢，他在後面指手畫腳順便學習。
透過這樣的合作，馬斯克如果確定自己有能力掌握整個晶片製造能力，那私有化英特爾IFS就成為可能，其實年初川普政府針對英特爾的各種政策，包含是否剝離製造，馬斯克就是直接參與者，他比誰都明白此時的IFS能不能接手，我認為應該說時候未到，目前貿然去做風險太高。
再回到三星這一個訂單，乍聽之下165億，但卻是一個挺小的訂單，對台積電來說，因為全世界先進製程基本只剩下他，一年25億美元的訂單只有目前營收的2%，到2030年可能只有1%，這還是未來發展的好才有這個量，有沒有量是完全未知數太虛。
雖說做生意訂單越多越好，但2%對台積電來說真的沒有太大所謂，前十大客戶照顧好比這強太多了。
我個人是看好特斯拉也並不認為馬斯克規劃的晶片需求是虛的，因為馬斯克對產業的思路以及邏輯太清晰，確實都比別人先看一步，別說與三星合作，自己介入fab生產，未來有一天他成為IDM廠我一點都不意外，因為他確實具備這個實力。
未來世界的自動駕駛（包含公眾運輸）以及人形機器人所需要的ADAS晶片真的是很龐大的需求，晶片更是這幾個產業的最核心硬體，關乎產品的成敗，無論如何特斯拉的晶片需求量，自己搞IDM是可以支撐起來的，但絕不是現在更不是五年以內，特斯拉的晶片要放量且可以掌握經營fab的know how必然是5年以後的事。
5年以後才需要，那現在三星自己出錢讓特斯拉練手，這自然是馬斯克的如意算盤。
大家對這件事，一定要有長遠的產業發展眼光去看，不要用今年或明年這種短期的思維，這件事壓根不是這165億美元代工訂單這麼簡單，事實上9年165億根本沒啥大不了，必然不是討論重點。
馬斯克把這小訂單一次弄9年，給了一個看似挺大的代訂單，這樣的做法就是要掀起風浪，讓這平均一年才10多億美元這要微不足道的訂單，一次框架性給165億成為焦點並製造話題，這裡面還有一個好處，給台積電壓力，讓台積電高看他兩眼。
與三星的合作，我想馬斯克必然全力以赴，但要對抗台積電的原有體系大機率還是得失敗，即便成功如馬斯克這樣的人，我想成功率也不高，如果真的失敗，對馬斯克有啥損失嗎？
一點都不會有，與三星合作製造的晶片如果還是不如台積電，馬斯克一樣繼續下單台積電，畢竟用落後的晶片意味著汽車與機器人的市佔下滑，所以馬斯克必須也一定要採購有競爭力的晶片，並不是說三星便宜給了天大的優會就會去三星投片。
這個例子，我們可以從高通原本長期跟三星合作，前幾年義無反顧跳槽台積電，因為在讓三星搞下去，他的手機晶片就越來越沒有市場，被聯發科，蘋果甚至海思壓著打，前幾年高通放棄三星換到台積電投片，現在的市佔真又上來了。
對特斯拉來說，道理也是一模一樣，他銷售的是汽車，自動駕駛與機器人，晶片落後就不會考慮，這一個半導體的基本行業邏輯，大家一定要反覆記住。
總之對特斯拉來說兩條腿走路，一點都不耽擱。
未來這份訂單是否完全完執行或者只有少部分執行，我們且看且觀察，首先他是一個小訂單，只是馬斯克很厲害把訂單弄成9年的框架來宣傳。
這個小訂單目前看不出來對產業有太大的改變，一切還是遵照摩爾定律，誰引領摩爾定律，誰擁有最好的製造能力，客戶就去那投片，這一點不會改變。
馬斯克想進入半導體製造，這是5年以上長維度的事，成功機率也不高，但他並非常人，也可能創造奇蹟。
這事情短期對半導體行業沒有任何影響，長期就看馬斯克➕三星能不能真的搞起來，我這個所謂搞起來就是必須與台積電並駕齊驅，落後一代馬斯克都不會考慮執行訂單，事實上我並沒有看到三星與台積電雙方的技術有拉近的任何可能。
技術能力落後者與領先者拉近必然有個大的原因，不會平白無故，單憑一個門外漢馬斯克就能讓原本落後者拉近距離，我想是違背常識的。
最後針對三星2nm代工費報價為何不如台積電3nm。
事實上，三星2nm的SF2與台積電2nm的N2並不是同一個東西，他們都叫2nm只是廠家自己的叫法，三星的2nm從Mtr上來看遠不如台積電3nm，連N3E都跟不上更何況更先進的N3P，他們只是名字都叫2nm，但三星的2nm只能算台積電的3nm，這個區別大家搞清楚之後就能明白為何代工費用差一代還能一樣價格。
很多連Mtr都沒搞明白的媒體，去比較三星2nm跟台積電2nm的良率純屬不懂瞎扯淡，不同的東西怎類比。
前陣子看媒體寫的三星SF2與英特爾A18良率4-5成，台積電N2已經到6-7成，這種對比就是錯誤，這些雖都說是2nm，但從Mtr上看，三星與英特爾都只能算是台積電的3nm，但即便只有台積電的3nm水平，三星與英特爾的良率還是低於台積電2nm的良率。
這些基本常識與前提，大家得先搞明白，別誤以為這三家還是在同一競爭水平線上，事實上已經差距超過一代甚至一代半，如果他們都是在同一競爭水平線上只是良率不同，那降價就能吸引大量客戶，可事實上三星跟英特爾怎降價也沒有一個大客戶。
最主要的原因就是他們至始至終就不是同一水平線上，只是名字叫法偷雞，不然台積電用更貴的價格卻幾乎完全壟斷市場，這不瞎扯淡嗎，不可能出現這種事。
Mtr的對比之前筆者有一篇針對技術層面的萬字長文寫的很清楚，有興趣的可以加入知識星球瞭解。
之後我們再來聊聊，馬斯克未來的試辦藍圖中，整個特斯拉的晶片會有那些，每個應用領域的需求可能有多少，他需要建設多少產能的晶圓廠，如此一來到底會對全球半導體格局產生什麼影響？
有興趣的歡迎加入筆者的知識星球，全盤瞭解馬斯克未來商業帝國的宏偉藍圖。 (Techcoffee)