最近几天,国内某专家在论坛活动中提到:中国应积极做好,面对外部围堵的战略准备,确保产业链、供应链自主可控。她还特别强调,针对半导体、产业链和供应链重构,那就一定要把台积电抢到手中,以免落到美国手里。
按照她的说法,现在中国被西方用芯片卡脖子,只要是把台积电抢过来,西方的制裁也就落空了。持有这样的观点的人应该不在少数。的确芯片的重要性不言而喻,但关键在于,抢到台积电就能解决芯片问题吗?
回答这个问题前,我们需要了解全球半导体产业链到底是一个什么样的存在。
首先,单个芯片的生产,通常需要 1000 多个步骤,通过国际边界 70 次以上。所以半导体供应链可以说是目前世界上最复杂的供应链之一,其中包括半导体的研发、生产投入和最终使用的分销。在全球所有国家和地区里,美国及其盟友居于领导者的地位。其中,美国半导体产业贡献了全球供应链总价值的39%,日本、欧洲、韩国、外加中国台湾贡献了53%,中国大陆虽然贡献了总价值的6%,但却是产业链中的低端部分,如封测、组装、封装工具以及原材料等方面。
另外,半导体芯片的生产需要三个主要步骤:设计、制造、封测。任何一个步骤都包含了若干个复杂的子步骤,只要其中一个搞不定,就不可能完全掌握这个产业。比如生产芯片的光刻工具,特别是极紫外和深紫外光刻,一直都是关键的卡脖子技术。中国目前尚无法生产任何先进的光刻设备。而除此以外,用于晶圆生产的晶体生长炉和加工工具,用于将掺杂剂嵌入到硅片中的离子注入机,用于在硅晶片上沉积材料薄膜的沉积设备,还有制程控制工具、软件工具、高纯度的 300 毫米硅片、封装材料等。
最后,台积电的13 家主要设备和原材料供货商,全都来自欧日美。比如在芯片生产过程中,会用到一种非常特殊的溶液,叫做光刻胶。高端芯片用的光刻胶 90% 以上是日本提供的,离开日本生产的光刻胶,别说台积电,其他任何企业也无能为力。还有台积电是用光刻机生产芯片,自己并不生产光刻机,而这些光刻机,据说一旦移动了位置可能就会被锁死,根本无法正常工作。
没有了光刻机,拿什么工具生产芯片呢?就算能抢来台积电,是不是还要去抢荷兰光刻机的生产商阿斯麦呢?然而,即便能把阿斯麦抢过来也没用。因为光刻机也不是任何一个国家就能单独造出来的,它涉及全球 2000 多家零部件供应商。而这 2000 多家供应商,任何一个单拎出来,都是隐形冠军,还有在这 2000 多个隐形冠军中,没有一家中国大陆的供应商。这就让阿斯麦,不会受到中国大陆任何的反向制裁,因为他100%不依赖于大陆。
当然,还有人认为台积电不过是一家代工厂,根本无足轻重,它只是靠阿斯麦的光刻机而已。其实从产业链角度来看,台积电和阿斯麦的关系,绝不是富士康和苹果的关系,台积电需要阿斯麦,阿斯麦也同样严重依赖于台积电。阿斯麦的第一台浸润式光刻机,正式来源于台积电元老,林本坚的浸润式微隐技术,林本坚也被誉为“浸润式光刻机之父“。
同时,台积电也是全球第一大芯片代工制造商。而就全球范围而言,能够代工生产 5 纳米芯片的只有两家公司,一家是台积电,另一家是三星集团。其中,三星集团的 5 纳米制程主要满足自用,对外份额极少,但台积电的脚步早就不停留于 5 纳米。 4 纳米制程的芯片早在 2021 年第3季度就实现了量产,而 3 纳米制程芯片的量产,也将于今年 8 月实现。
可这还远远不够,为彻底甩开三星,进一步巩固自己在芯片制造领域的绝对领先地位,台积电已经启动了2纳米先进制程量产计划。日前,台积电宣布:将投资 1 万亿新台币,折合人民币 2290 亿元,在台湾新竹建设4座新的晶圆厂,用来生产2纳米先进制程芯片。
台积电总裁魏哲家,在今年一季度的业绩发布会上就说过:“2纳米开发顺利,预计 2024 年就能实现试产,2025年全面量产”。为什么台积电如此的财大气粗,敢于在2纳米先进制程上猛砸 2290 亿?原因就是有钱。
在 2020 年和 2021 年的两年间,受全球缺芯影响,台积电业绩出现大爆发。根据富途证券分析称,2020年,台积电每片晶圆的营收为 1634 美元,而同期的中芯国际,每片晶圆的营收为 684 美元,仅为台积电的41%。在净利润上,台积电 2020 年为175.89 亿美元,中芯国际为 7.16 亿美元。也就台积电的一个零头,2021年台积电净利润上涨到 213.57 亿美元,而中芯国际仅为 17.02 亿美元,二者营收和利润差距,几乎有着云泥之别。
这种差距的产生,来源于代工技术的差距。中芯国际当前最核心的代工芯片,是 28 纳米制程。受益于汽车芯片的工艺要求较低,中芯国际还扩大了 28 纳米生产线。而 14 纳米制程刚实现量产,还在奋力追赶 12 纳米制程的生产工艺。可是,在代工技术上,中芯国际与台积电的差距不仅没有缩小,反而还在拉大,台积电早已量产了 4 纳米的芯片,又即将实现 3 纳米的量产。
但在最近的这两年里,中芯国际的 7 纳米制程生产工艺,并没有取得显著进步。而台积电凭借先进的代工工艺,豪取全球 53% 的芯片市场份额,成为芯片制造领域中的超级巨无霸。而在接下来的追赶之路,中芯国际可谓是无比的艰难。
中芯国际 2021 年营收 54.43 亿美元,折合人民币 356.3 亿元。但台积电同年为 568.32 亿美元,折合人民币 3591.85 亿元。台积电在2纳米制程上投入的 2290 亿元。就算中芯国际全体员工不吃不喝、不领工资,都要 6 年半的时间。但台积电把这笔钱砸出去,只需要七个半月就能赚回来,企业现金流几乎没有压力。
这还不是最致命的,缺钱可以融资,国家可以注资,但是芯片的生命周期是非常短暂的。就拿两年前全球顶尖的 5 纳米芯片而言,现在台积电已经量产 4 纳米了,3纳米也马上就要开始量产。这意味着到 2023 年,5纳米芯片制程就已经落后。我们知道,在手机领域,几乎所有的旗舰机都只会选择最先进的芯片。
而联发科的 4 纳米芯片已经在 2021 年底发布,高通紧随其后,也发布了全新首款 4 纳米旗舰芯片。当 4 纳米成为主流时,5纳米就只能去做利润更低的低配版,连 5 纳米都只能沦为低配,其他更低的制程就更别说了,用最先进的工艺赚最多的利润,再投入最大的研发,进一步掌握更先进的生产工艺。这就是台积电越来越强的根源所在,这是一个赢家通吃的市场。
中芯国际在全球芯片市场中排名第五,但排名第四的格芯,已经放弃了 7 纳米制程,原因是追不上台积电。即便格芯砸入巨资去搞 7 纳米制程,等格芯搞出来时,台积电恐怕已经迈入2纳米时代了。这只会徒然消耗资金,浪费时间。您说格芯、中芯,就连刚摸到 5 纳米制程的三星集团,也已被台积电用 3 纳米制程所甩开。所以站在芯片代工的王座之上,台积电是当之无愧的王者。
虽说,台积电是一家很了不起的企业,但芯片代工,也只是芯片庞大产业链上的一环而已。事实上,世界上没有任何一个国家只靠自己,不搞国际合作,就能完成整个产业链的。在原材料、应用软件、光刻机这三大领域,任何一个国家也都无法摆脱美、日、欧等国的制约。虽然中国也有表现突出的领域,例如在检测、组装、封装等方面,但这些主要还是依赖于中国的劳动力密集优势,并且很难实现垄断。就算中国不在乎任何后果,把台积电抢到手,也不能让其具备完整的产业链能力。一旦供应链被切断,抢到的台积电也只是个空壳而已。
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