台积电提出“Foundry 2.0”

图片来源  /   nextplatform

 

来源  /   nextplatform;荣格电子芯片翻译

作者  /   Timothy Prickett Morgan

 

在数据中心计算引擎的制造方面，台积电（Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.）已经拥有了事实上的垄断地位，这是它应得的。几乎每一个CPU、GPU、DPU、XPU和FPGA都要通过它的晶圆蚀刻机器，并且越来越多地通过它的芯片封装。那么，它从这里将走向何方？

 

在一个利用政治资金和对供应链问题的担忧来摆脱对台积电的依赖的世界里，它如何让自己对世界各地的客户更具战略意义，进而对他们做生意的国家更具战略意义，从而保持其与中国大陆的缓和关系？

 

这些都是棘手的问题，而部分答案似乎是扩大芯片代工厂的定义，并使台积电对公司及其政府更加不可或缺。

 

作为 6 月结束的 2024 年第二季度财务业绩讨论的一部分，台积电高层对晶圆代工行业及其在其中的作用提出了更广泛的定义。关于总潜在市场的讨论从未产生过如此大的政治和经济影响。

 

 

Part 1

台积电 Foundry 2.0是什么

 

自 2018 年以来，CC Wei （魏哲家）一直担任晶圆厂的首席执行官，并于6月被任命为董事长。他所在的晶圆厂是台湾经济的基石，也是使这个宝岛对中国大陆政府如此有吸引力的明珠之一。

 

会上，魏哲家提出“Foundry 2.0（芯片代工2.0）”概念，旨在重新定义整个代工产业。这一新定义不仅包括传统的晶圆制造，还涵盖了封装、测试、光罩制作等环节，并且涉及所有内存制造相关的IDM（Integrated Device Manufacturer）。

 

根据魏哲家的解释，“芯片代工2.0”的提出是为了适应IDM厂商介入代工市场的趋势，因为晶圆代工的界线逐渐模糊。

 

这个新的Foundry 2.0定义与英特尔首席执行官Pat Gelsinger谈论集成设备制造2.0的方式相呼应，包括芯片设计掩模制作以及芯片制造、封装、测试和其他IDM元素。

 

在这一新定义下，预计2024年全球晶圆代工市场规模将从原来的1150亿美元增长至2475亿~2500亿美元。在此前提下，Wei表示，台积电在一个更大的2475亿美元市场中占有28%的份额。

 

如果你倒过来算一算，Wei自己并没有这样做，这会让台积电在规模较小的晶圆代工业务中获得了60%的份额。

 

借由扩大芯片代工的定义及其视野，台积电让世界看起来不那么依赖它了——你不得不承认这很聪明。这个新的Foundry 2.0定义也向我们展示了公司计划如何继续增加其销售额，并在未来几年保持并可能扩大其盈利能力。

 

随着摩尔定律的放缓，盈利能力一直是一个挑战，芯片业务的一切都变得越来越困难和昂贵。从2005年到现在，台积电平均能够将其收入的35%带到底线，这是相当惊人的，从2021年下半年到2023年上半年，它的表现比2021年下半年平均41.6%要好。但自2023年下半年以来，盈利能力一直呈小幅下降趋势，这就是为什么我们一直听到有传言称台积电将提高其制造和封装服务的价格——考虑到英伟达甚至在2022年底GenAI热潮开始之前就已经能够通过销售其数据中心GPU获得各种利润，因此这是合理的。

 

 

Wei 在与华尔街分析师的电话中如此微妙地概述了这种情况，回顾了这些数字，我们全文引用了他的话：

 

“台积电的使命是在未来几年成为全球逻辑IC行业值得信赖的技术和容量提供商。人工智能相关需求的持续激增支持了对节能计算的强劲结构性需求。作为人工智能应用的关键推动者，随着客户依赖台积电以最有效和最具成本效益的方式大规模提供最先进的工艺和封装技术，我们的技术地位价值正在增加。

 

因此，台积电采用严格的框架来应对人工智能、高性能计算和 5G 行业大趋势所支撑的长期市场需求状况的结构性增长。我们与客户密切合作，规划我们的产能。我们还有一个严格的推广系统，从自上而下和自下而上的方法评估和判断市场需求，以确定适当的能力建设。

 

我们的资本投资决策基于四个原则，即技术领先、灵活和响应迅速的制造、保持客户的信任以及获得可持续和健康的回报。为了确保我们的投资获得适当的回报，定价和成本都很重要。台积电的定价策略是战略性的，而不是机会主义的，以反映我们提供的价值。

 

今天，我们正在大力投资领先的专业和先进包装技术，以支持我们客户的增长并帮助他们取得成功。如果客户做得好，台积电也应该做得好。例如，我们很高兴看到许多客户的结构性盈利能力在过去几年中有所改善。与此同时，由于工艺复杂性的增加、超负荷、台湾电力成本上升、全球纤维在高成本地区的扩张以及其他成本通胀挑战，我们面临着不断上升的成本挑战。因此，我们将继续与客户紧密合作，分享我们的价值。我们还将努力与我们的供应商合作，以实现成本效益。

 

我们相信，这些行动将帮助台积电获得可持续和健康的回报，这样我们就可以继续投资于技术和产能，以支持客户的增长，并履行我们作为值得信赖的代工合作伙伴的使命，同时为我们的股东带来盈利增长。”

 

是的，这对我们来说听起来像是涨价。

 

你不能责怪台积电想要更多的行动，因为它是唯一一家似乎可以在该领域获得先进芯片和封装的代工厂，而且价格让英伟达在数据中心设备上获得疯狂的高营业收入——我们认为，大约在70%到75%之间——然后让云建设者转身以65%到70%的营业利润率出售计算能力四年的历程。台积电的营业收入往往略高于40%。

 

也许台积电应该收购Arm（现在配备Graphcore），建立一个云，然后切断所有的中间商？

 

 

 

Part 2

新定义下，盈利能力预测

 

无论如何，回到现实中。第二季度，台积电营收增长32.8%至208.2亿美元，净营收增长29.2%至76.6亿美元。

 

 

如您所见，3纳米的过渡正在进行中，我们可以期待很快开始看到使用台积电3N工艺的数据中心产品（计算引擎和交换机ASIC）。目前销售的许多数据中心产品仍在使用 N7、N5 和 N4 流程，主要是因为 N3 流程存在问题。

 

如果 N3 工艺足够成熟且足够便宜，你可以打赌 Nvidia 会将其用于即将推出的“Blackwell”B100/B200 GPU，但相反，它保持了相同的 4N 工艺，这是台积电 5 纳米工艺的变体， 分别用于制造2023年和2024年推出的“Hopper”H200/H200 GPU。

 

这是 3纳米工艺投产的第四季度，3纳米芯片的收入环比增长83.9%，达到31.2亿美元。采用5纳米技术制造的芯片（包括N5系列及其N4半收缩芯片）的销售额为72.9亿美元，同比增长55%，环比仅增长4.4%。7纳米器件的销售额似乎在四分之一前达到顶峰，同比下降1.8%，环比下降1.3%至35.4亿美元。使用较旧的处理器和更胖的晶体管制造的芯片仍占68.7亿美元，恰好占台积电2024年第二季度业务的三分之一。

 

智能手机业务一直是使台积电成为世界商业代工厂的重要组成部分，正是出于这个原因，我们才关心它。如果智能手机业务表现良好，那么台积电可以进行必要的投资，以创建可以制造更先进的数据中心和PC产品的平台，这就是台积电在其财务报告中所说的“HPC”。（不要与我们在 The Next Platform 中所说的 HPC 时使用的非常严格的仿真和建模定义相混淆。）

 

 

智能手机和PC业务在整个2023年一直处于低迷状态，这使得台积电的产能规划变得艰难，并且一直在挤压其利润。第二季度，台积电的智能手机业务同比增长32.8%，达到68.7亿美元，但环比下降4.2%。在此期间，台积电定义的HPC业务收入为108.3亿美元，与2023年第二季度相比增长57%，环比增长24.7%。这是HPC首次突破100亿美元的销售额，但我们怀疑这不会是最后一次。

 

台积电没有谈论其收入中有多少是由人工智能训练和推理芯片驱动的，但我们怀疑它至少占收入的 9%，即约 18.7 亿美元，这意味着它将占 HPC 收入的 17% 左右。如果台积电提高价格，收入就会增加，你可以预期芯片设计商/销售商会把这些成本直接转嫁给你。

 

 

鉴于其对 2024 年剩余时间的更好可见性，因为现在已经结束了一半，台积电已将其资本支出计划收紧至 300 亿至 320 亿美元之间，这是之前 280 亿至 320 亿美元范围的上限。

 

展望未来，台积电预计截至 9 月的第三季度收入将在 224 亿美元至 232 亿美元之间，营业利润率将在 42.5% 至 44.5% 之间。

 

这些利润不会更高的原因是，台积电必须投资于其N22纳米和A1616埃工艺，这些工艺将在本世纪末用于未来的产品中。N2工艺的器件性能和产量符合预期，有时甚至优于预期，量产将于2025年开始，在相同数量的晶体管下，其性能将与N3工艺中蚀刻的器件相同数量的晶体管的性能提高10%至15%，或在与N3相同的速度下功耗降低25%至30%。有一种N2P变体将与HPC和智能手机芯片一起使用，我们可能早些时候称之为N1.8。N2P提供5%的性能或降低5%到10%的功率，而性能与N2相同。

 

A16 工艺具有一项称为 Super Power Rail （SPR） 的新功能，它是一种背面芯片供电系统，类似于英特尔为其 20A、18A 和 14A 工艺创建的系统。A16的速度将比N2P高8%至10%，或在相同速度下降低15%至20%的功率。A16工艺将于2026年下半年开始量产。

 

在封装方面，从 2023 年到 2024 年，台积电的 CoWoS 中介层封装量增加了一倍多，到今年结束时，它可能会增加一倍以上。展望 2026 年，它表示 CoWoS 的容量将至少再次翻一番。

 

现在，如果我们能将 12 层高的 HBM3E 内存和 HBM4 内存的容量增加四倍，也许我们可以解决各种处理器和加速器的供应问题。

 

原文链接：

https://www.nextplatform.com/2024/07/18/tsmc-seeks-to-make-itself-more-indispensable-than-it-already-is/

---

*声明：本文系原作者创作。文章内容系其个人观点，我方转载仅为分享与讨论，不代表我方赞成或认同，如有异议，请联系后台。