晶圓代工三巨頭的巔峰之戰！

2022年下半年開始，壓力由下游逐漸傳導到晶圓代工行業，迫於庫存壓力，IC設計廠商開始冒著違約風險進行砍單，各晶圓廠產能利用率開始出現鬆動。

數月之前業界還在談論漲價、缺貨、擴產，轉眼間降價、砍單、減產，甚至降薪裁員成為行業關鍵詞。

代工市場的新聞密集程度從沒有像如今這番“亂花漸欲迷人眼”，無論是台積電計劃在美新建3nm工廠、三星加大外包產能、英特爾放言爭奪代工榜眼、代工業寒意或尚未觸底、業內巨頭削減資本開支等等，都在顯現出代工業正在面臨半導體週期性和不確定性加大的時代命題，代工巨頭也無不在戰略或戰術層面整合應對。

另一方面，在摩爾定律的驅動下，晶圓廠一直在緊追先進工藝，這場決賽的最後僅剩台積電、三星和英特爾，在先進製程節點展開肉搏戰。

當前，隨著市場波動，各晶圓代工廠面臨著怎樣的起伏？產能格局未來將會有怎樣的調整？供需關係反轉後，晶圓代工市場將如何變化？在這場晶圓代工行業的反擊和保衛戰中，代工三巨頭動作頻頻。

英特爾：轉型路漫漫

英特爾的轉型已經進行了多年。

從14nm到10nm的艱難量產，英特爾深知自身在製程工藝上的落後和“牙膏廠”的品牌形象，所有人也都明白英特爾需要一個變革。

開啟IDM 2.0戰略

2021年初，這場漫長的轉型迎來了一個重大的轉折點——曾擔任英特爾CTO的半導體行業老兵帕特·基辛格（Pat Gelsinger）被任命為英特爾CEO。

上任後不久，帕特·基辛格宣布了“IDM 2.0”戰略，在該戰略中，英特爾對外開放自己的代工服務，同時擴大採用第三方代工產能。

英特爾此前一直是IDM模式，完整覆蓋了芯片從設計到生產再到銷售的全過程，產品絕大部分也都是在內部工廠製造。在IDM 2.0模式下，英特爾不僅要委託外部芯片代工廠生產自己的芯片，比如預定了台積電3nm的產能；與此同時，英特爾也要發展自己的芯片代工業務，成立英特爾代工服務IFS業務，重返芯片代工行業。

英特爾的邏輯是，IFS將在服務芯片客戶的過程中變得更強大更好，而隨著IFS在芯片製造上越來越先進，生產的芯片產品也會更有競爭力，包括自己內部製造的芯片，反過來又保證IFS不會受限於外部代工產能，以此形成正向循環。用基辛格在採訪中的話來說就是：“IDM使IFS更好，IFS使IDM更好。”

但矛盾之處也很明顯，英特爾既要為自己生產芯片，又要尋求為其他芯片領域的競爭對手如AMD和英偉達提供芯片代工服務；同樣的，英特爾想在芯片代工業務上追趕台積電和三星，但又要將自己的最好的芯片產品交由對手來生產，等於在降低自身芯片製造規模的同時，還將一部分利潤讓給了台積電等競爭對手。

不過，英特爾也確實找到了撬動IDM 2.0計劃的支點，即台積電和三星無法滿足所有客戶的需求。或者說，在當前市場環境下，多元化的代工戰略成為很多芯片設計廠商的選擇。

今年3月，英偉達CEO黃仁勳談到：“英特爾有意讓我們使用他們的製造工廠，而我們對探索這種可能性也非常感興趣。”

7月，還沒等到英偉達的動靜，英特爾率先宣布將為聯發科代工芯片。聯發科表示，我們一直採用多源戰略，除了與台積電在先進製程節點上保持密切合作外，此次合作將加強我們對成熟製程節點的供應。

此外，蘋果最核心的芯片生產也是主要由台積電代工，但蘋果CEO庫克近期表示要從美國本土採購芯片。

儘管台積電是芯片代工領域的絕對領導者，掌握著更大的話語權，但英特爾的加入實實在在為芯片企業帶來了新的選擇。去年7月，英特爾就宣布將為高通生產芯片，亞馬遜在此前也成為了其代工業務的客戶。

同時，補貼將推動建廠的步伐，而這對於英特爾的代工業務而言將是一個積極的信號，逐漸憑藉先進製程與台積電、三星展開正面競爭。

今年8月，美國頒布的《芯片法案》推動英特爾啟動了在美建廠計劃；另外，歐盟也拿出了430億歐元的《歐洲芯片法案》以支持歐洲的芯片產業，英特爾宣布將在歐洲投資建立六大造芯基地，計劃十年投入800億歐元。

IDM 2.0戰略轉型

在今年9月舉行的英特爾On技術創新峰會上，基辛格表示英特爾代工服務將開創“系統級代工的時代”，不同於僅向客戶供應晶圓的傳統代工模式，英特爾提供晶圓製造、封裝、軟件和芯粒”。

晶圓製造：向客戶提供其製程技術，如RibbonFET晶體管和PowerVia供電技術等創新。

封裝：為客戶提供先進封裝技術，如EMIB和Foveros。

芯粒：英特爾的封裝技術與通用芯粒高速互連開放規範（UCIe）將幫助來自不同供應商，或用不同製程技術生產的芯粒更好地協同工作。

軟件：英特爾的開源軟件工具，包括OpenVINO和oneAPI，加速了產品的交付，使客戶能夠在生產前測試解決方案。

這標誌著從系統級芯片到系統級封裝的範式轉移，也是英特爾為了更加開放自身代工服務的一個體現。

除了以“系統級代工”來加固自己的代工堡壘之外。英特爾還計劃在其芯片設計和製造之間建立更大的決策分離，旨在讓生產線像Fab業務一樣運作，將來自英特爾內部和外部芯片公司的訂單一視同仁。

這個決定被稱為“英特爾IDM 2.0戰略的新階段”，這背後的邏輯在於英特爾想將自身芯片設計與製造進行解耦。

英特爾的芯片設計與製造部門長期以來是高度綁定的關係，這在提高靈活性的同時也造成了一個問題，就是整個設計生產全是走的“內部流程”。也就是說由於流程上的差異，英特爾依據“內部流程”設計的芯片不容易找到其它代工廠製造。而其它Fabless設計的芯片想要找英特爾代工製造，也需要時間去適應英特爾的“內部流程”，也比較困難。

基辛格提出的IDM 2.0轉型，實際是在原有英特爾IDM模式下解綁芯片設計和芯片製造能力，最終目的也是讓英特爾實現更好的芯片設計和芯片製造能力，同時建立一個屬於自己的芯片代工生態。

新的結構旨在讓英特爾的芯片代工業務像其他第三方圓晶代工廠一樣運作，在平等的基礎上接受英特爾內部和外部芯片公司的訂單。

基辛格明白英特爾問題癥結所在，過去幾十年引以為傲的IDM模式已經不再適應今天這個台積電當道的時代，但完全放棄自身優勢沿著對手的軌道發展，同樣無法讓英特爾重回時代潮頭。基辛格希望通過IDM 2.0轉型解綁英特爾的芯片設計和芯片製造能力，重新形成一股合力推動英特爾成為新的技術領導者。

英特爾的底氣與失意

戰略轉型之外，英特爾在流程路線圖和產能方面也取得了進展，英特爾制定了加速工藝發展的計劃，推翻了傳統的芯片命名方式，制定了到2025年的詳細發展路線，將推進Intel 7、Intel 4、Intel 3、Intel 20A、Intel 18A五個流程節點。

理論上，Intel 20A是和台積電2nm對標的工藝，一旦英特爾成功突破Intel 20A量產，或有能力與台積電2nm一較高下。更先進的Intel 18A就是2nm以下的佈局了。

不難感覺到，英特爾的目標十分明確，試圖在芯片代工行業與台積電，三星形成三足鼎立格局，在高端芯片市場佔據一席之地。

英特爾在2022年第三季度財報中，透露其已經簽訂了全球TOP10半導體設計廠商中的7家。

上述種種，都是支撐英特爾有信心喊出2030年成為全球第二大圓晶代工廠的理由和底氣所在。

然而，豪言壯語還沒來得及咀嚼，僅僅過去半個月，英特爾芯片代工服務總裁迪爾·塔庫爾（Randhir Thakur）就被爆出將在明年第一季度離職的消息。

作為IDM 2.0的核心一環，基辛格對IFS以及塔庫爾自然是寄予厚望，事實上在塔庫爾治下IFS也確實相繼拿下了包括亞馬遜、高通、聯發科等芯片客戶。基辛格稱讚其建立了一個由台積電和三星等領先代工廠資深員工組成，且經驗豐富的領導團隊，並在移動和汽車領域贏得了主要客戶。

但創業未半，塔庫爾還是辭職了，這位領導人的離開或許暴露了英特爾的內部阻力可能超過外界想像。又或許這會是基辛格進一步解耦芯片設計和芯片製造團隊的關鍵。

三星電子：10年內超越台積電

雖然三星和英特爾都是IDM廠商，但兩者的情況還不太一樣。

相較於英特爾芯片設計與製造部門高度綁定的關係，三星的芯片設計與製造業務相對獨立，比如英偉達和高通很多芯片產品都是由三星代工製造的。

由於三星和台積電在代工服務方面的“開放性”，使得像英偉達這樣的Fabless廠商可以在其中“左右橫跳”，相對自由地選擇代工廠商。

2030年超越台積電

英特爾計劃2030年超越三星代工業務，而三星也放言2030年超越台積電。

其實早在2019年三星就定下來未來10年內超越台積電的目標。為了實現這一目標，三星大力投資、招聘人才，除了先進製程持續加碼之外，半導體設備和材料、IC載板、先進封裝等一切與晶圓代工有關的領域，都成為了其瞄準的焦點。

近段時間來，三星同樣動作頻頻，不僅宣稱將擴大部分非存儲芯片如CIS、DDIC等委外代工，並將擴大傳統和特色工藝產能，而且還豪言2027年晶圓代工客戶將增至2019年的5倍。此外，在先進工藝層面更是步步為營。

種種舉動在顯現出三星大張旗鼓的雄心之外，一個貫穿其中的信號仍在印證代工業的製勝之道：產能、客戶與先進工藝。

Gartner認為，三星動作顯然是深思熟慮之舉，大多數CIS和DDIC產品大都在40nm及以上節點製造，競爭優勢並不突出。再加上當前CIS和DDIC市場需求減弱，整體規模有所放緩。因此，無論是EDA還是設備、材料的採購，還是維護費用都面臨動態變化。從成本來看，如果自產成本較高，則委外選擇成本控製到位的代工廠不失為一個選擇。

三星考慮將旗下更多成熟製程芯片委外代工，除了已有的晶圓代工夥伴聯電之外，還會新增世界先進和力積電為其代工芯片。

實際上，三星在發展過程中有多年的外包業務，這一戰略為其帶來了重新配置資源和工廠產能的機會，實現更多的產能釋放。在產能調配下，三星代工可以承接更多高利率的訂單，尤其成熟製程設備多已攤提完畢，因此產品組合調配上可以更有彈性。

在產能調整之際，三星意在擴大傳統和特色工藝的消息也在同步發酵。

其中，發展特色工藝已經為業界共識，在先進工藝越來越曲高和寡的當下，特色工藝正成為晶圓代工行業的新動力。

據了解，全球從事特色工藝的玩家眾多，大體可劃分為三類：一是從事模擬、MCU、功率半導體的IDM；二是以特色工藝為主的晶圓代工廠；三是主攻先進工藝也兼顧特色工藝的晶圓代工廠。

三星作為後者，野心不小。據悉，三星電子半導體代工事業部計劃到2024年將傳統和特色工藝的數量增加10個以上。到2027年，三星電子的傳統和特色工藝產能將達到2018年的2.3倍。

先進工藝步步為營

將成熟製程外包、發力特色工藝之外，三星在先進製程上的擴產和投入最為矚目，以在下一個技術點到來之際佔據先機。

作為目前全球唯二可以製造5nm以下的晶圓廠，三星代工的成就雖然不容小覷。但相比台積電總是棋差一招，三星7nm量產之後，台積電宣布5nm量產，三星5nm量產之後，台積電又宣布4nm試產，總是跟不上台積電的步伐。

但三星在更先進的節點上看到了追趕的機會，三星3nm芯片率先採用GAA工藝，且領先台積電量產，成為全球首個量產3nm的代工廠。乘勝追擊，三星電子計劃明年推出第二代3nm工藝，並更進一步放言計劃到2025年達到2nm，到2027年達到1.4nm。

對於這一進擊的目標，Isaiah Research認為，三星的計劃是有可能的，只是屆時量產的規模跟良率多寡都需要持續關注。

如果說三星在先進工藝和特色工藝“左右開弓”的話，那麼爭取盡可能多的客戶才能“左右逢源”。三星曾豪言2027年晶圓代工客戶將增至2019年的5倍。

據Gartner分析，三星的三家美國大客戶的業務在2021年增加了一倍以上。2022年雖有高通和英偉達轉單的“變故”，但總體“基本盤”向好。三星代工部門副總裁Moon-sooKang在2022年第一季度的商務電話會議上證實，三星已經有未來五年的訂單。他指出，這些訂單是三星去年代工銷售額的8倍。

還值得關注的動向是高通宣稱，未來3nm、4nmAP由台積電代工，但進入GAA製程後有可能採取同步下單三星和台積電等多家代工廠的多供應商策略，這意味著台積電將不再“獨享”高通的先進工藝訂單，三星或憑藉3nm率先採用GAA的優勢獲得更多“回頭客”。

Isaiah Research認為，三星如要達到2027年客戶規模增至5倍的目標，一是需要持續擴產，二是要提高先進製程良率，這才能拓及更多潛在客戶，並且增加既有客戶的黏著度。

產能方面，三星預計到2027年代工產能將比2022年增加3.3倍。這也就意味著需要建設更多的工廠。據外媒報導，三星電子晶圓代工業務部門總裁Choi Si-young透露，公司目前在韓國和美國運營有5座工廠，而且已經確定選址將再建超過10座工廠；

而良率對於三星來說，一直是要努力越過的“攔路虎”。據了解，三星4nm的良率從今年初35%持續往上走，但目前提升到多少仍未知，相較台積電4nm的70%良率指標，且有大客戶蘋果、高通、AMD“站台”，這一差距仍是存在的。而且目前三星的先進製程客戶群多為中小客戶，從產能角度如何競爭大客戶的青睞仍待努力。

Gartner也認為，在相關軟硬件資源就緒的情況下，三星要克服當前3nm平台的類似挑戰，包括良率和客戶等等，未來1.4nm平台如何保留新客戶和成熟客戶，以及與台積電和英特爾的競爭走向均是變動的X因素。

為大力推進其代工業務，三星多路並進，隨著全球製造業回流導致供應鏈的多樣化，未來幾年亦將引發重構。能否盡力抓住時間窗口，在四面進擊之後實現“十年夙願”，還留待行動和時間來證明。

台積電：無懼三星、英特爾追趕

一邊是英特爾高管辭職、三星產能調配，另一邊是台積電的持續加碼。

目前台積電斥資120億美元在美國亞利桑那州興建的12英寸5nm製程晶圓廠即將完成土建，預計將於12月舉行首批機台設備進廠典禮，近期已有大批在台灣接受培訓的美國工程師陸續返回美國。

11月21日，台積電創始人張忠謀證實了會在美國建3nm工廠的消息。不過張忠謀並未透露美國3nm晶圓廠建廠計劃的投資規模，以及會在何時啟動。

但據業內人士爆料稱，該3nm工廠產能也將為2萬片，目前正開始安排人力規劃，預計投資規模也將達到120億美元。這也將是台積電在美國的第三座晶圓廠。除了在建的亞利桑那州晶圓廠之外，台積電在美國華盛頓州的Camas還有一座晶圓十一廠，不過這裡僅生產8英寸晶圓，主要面向28nm以上成熟製程。

為何持續在美國建先進製程晶圓廠？

2019年在美國政府持續推動製造業回流美國的背景之下，台積電宣布了投資120億美元在亞利桑那州建5nm晶圓廠的計劃。

但是對於台積電來說，顯然在美國製造芯片的成本要更高，這並不是從商業成本考慮的決策。張忠謀曾表示，實際在美國製造芯片的成本比台灣貴50%。台積電在美國建5nm晶圓廠是在美國政府的“敦促”下做的決定。

雖然美國推出的《芯片法案》刺激了不少半導體投資，但張忠謀認為，這個補貼金額遠低於提振本土芯片製造所需金額。雖然美國的芯片產量會增加，但是，單位成本將增加，美國很難在國際上競爭。

那麼，為什麼台積電在美國亞利桑那州建設5nm晶圓廠之後，還計劃再建3nm晶圓廠呢？

在當前市場趨勢和貿易關係下，美國客戶在台積電營收當中的總體佔比正在持續提升，這也是促使台積電赴美建先進製程晶圓廠的一大因素。

據Digitimes統計顯示，2021年美國是台積電最大的銷售市場，同比增長24%，營收佔比為64%。其中，蘋果一家佔據了台積電超過1/4的營收。

同時，據台灣媒體報導，“特斯拉將4nm和5nm工藝產品委託給台積電”。如果屬實，特斯拉將進入台積電前7大客戶公司，進一步提升美企佔比份額。

此外，台積電赴美建先進製程晶圓廠，也在一定程度上順應了美國客戶的供應來源地分散化的供應鏈安全需求。

據彭博社報導顯示，蘋果計劃未來將從美國亞利桑那州一座還在建設當中的晶圓廠採購芯片（這座工廠將於2024年啟用），以降低對亞洲供應鏈的依賴。而蘋果所指的在建當中的晶圓廠外界普遍認為就是台積電的亞利桑那州晶圓廠。

一些列因素推動下，促使台積電在美國再建先進工藝晶圓廠。

另一方面，由於台積電在芯片製造領域佔據主導地位，隨著其最新的3nm製程工藝的製造成本的上升，台積電也將大幅提高3nm晶圓的價格。

據最新曝光的台積電晶圓定價圖表顯示，台積電7nm晶圓代工定價是10000美元，到5nm已經上升到了16000 美元，漲幅高達60%。隨著台積電3nm製造成本的上升，Digitimes預計晶圓代工定價將超過20000美元，相比5nm上漲了25%，這意味著下一代3nm的CPU和GPU將更加昂貴。

然而，造成這種局面的關鍵主要是兩方面原因：一方面是隨著製程工藝的提升，對於半導體設備和材料的要求也就越苛刻，直接導致了製造成本的上升；另一方面，目前能夠提供尖端晶圓代工服務的供應商僅有台積電和三星，其中台積電一家獨占了大部分的市場份額。這種近乎壟斷的局面也造成了每一代尖端晶圓代工價格毫無阻力地暴漲。

後者也是當前IC設計企業多源代工戰略的主要因素之一。

當前，各大廠都積極佈局更先進的製程投資，台積電總裁魏哲家多次釋出台積3nm今年在台灣量產、2nm 2025年量產且保持領先優勢。但沒有公佈2nm以下更先進製程量產時間表。

台積電在先進製程領域相對順利。有消息稱，儘管如今還未量產3nm工藝，台積電3nm良率已達80%，其最大的客戶蘋果，已經提前預定其M3芯片採用台積電3nm製程。甚至有消息稱，台積電2nm的風險試產良率也已超過了90%，蘋果和英特爾等巨頭企業，也將作為台積電2nm的首批客戶。

台積電先進製程演變路徑

近日，據台灣行政院副院長沈榮津透露，台積電1nm廠將設在龍潭，北起桃園龍潭，經過新竹、台中、台南、高雄，這樣整個半導體聚落就可以完整串聯起來，讓台灣西部擁有一個完整個半導體科技廊帶，預估未來台積電1nm廠也能為龍潭當地帶來上萬個年薪百萬的工程師就業機會。

面對英特爾和三星的追趕，有業內人士表示，台積電的優勢已經建立，且這一優勢建立在頂尖製程上。台積電2021年的財報顯示，5nm芯片的出貨量佔據了其總營收的20%，7nm佔據了30%。這代表先進製程幾乎佔了台積電一半的營收，這個比例是很可怕的。這意味著台積電在先進製程上與對手的優勢不但很難縮小，而且可能進一步拉大。

寫在最後

隨著先進製程的持續演進，台積電、三星、英特爾三大芯片巨頭將迎來新的對決。

目前台積電2nm廠二期擴建計劃用地已經敲定，計劃於今年三季度動工；三星則在今年7月宣布已開始初步生產採用GAA架構的3nm工藝芯片，而2nm工藝的量產時間也同樣定在2025年；英特爾方面此前則承諾到2025年重新獲得芯片製造技術的領先地位，並將投產2nm的時間目標定在2024年。

英特爾的快速追趕和加入，正在改變目前晶圓代工行業“雙雄爭霸”的競爭格局。

但是，對於英特爾發起的挑戰，芯片市場的反饋往往需要一個較長周期，而在英特爾此前在10nm及7nm上被台積電、三星拉開差距後，尋回客戶的信任也需要較長時間，因此追趕之路或將是一個較長的過程。

而三星在先進製程方面也頻頻陷入良率的泥沼，亟待得到改善。

業內資深專家強調，台積電也並沒有成為代工市場絕對的贏家，因為絕大部分晶圓代工廠商已經完全告別了先進製程的競賽，使得諸多客戶只能在台積電、三星和英特爾之間進行選擇，而台積電一家的產能，縱然難以維持龐大的先進製程市場。因此，那怕三星和英特爾的芯片會陷入性能“滑鐵盧”的風險，也依舊會有大批廠商在產能和價格因素的驅動下，願意去“嚐嚐螃蟹”。

未來先進工藝芯片之爭將主要在台積電、三星和英特爾之間展開，代工三巨頭的拉鋸戰也將成為推動摩爾定力繼續前行的動力，推動下一個“彎道”的到來。

每一個車手都明白彎道代表著太多可能，當一個時代開始轉彎，領先者可能會落後，落後者可能會超越。（半導體行業觀察）