重复下单狂扩厂,台积电涨价隐含哪些问题?

过去一年芯片代工市场产能紧绷,之前就传出联电、中芯国际等公司陆续上调价格,最有资格涨价的台积电反而没有动作,终于市场传出台积电将自2022年首季开始,上调16纳米以下与更先进制程的芯片价格10%,16纳米以上与更成熟制程的芯片价格10%~20%。台积电上调价格当然是好事,可立刻提高毛利,股价闻讯后大涨,也带动台股持续反攻,问题是台积电涨价到底是“利多开始”还是“利多出尽”?这里面隐含什么问题?

新冠疫情使半导体产业供需失衡

大家都知道经济学产品的价格决定于供给和需求,过去一年多由于新冠疫情影响,使半导体组件供需失衡大缺货。

2020年疫情暴发之际,供给面由于疫情影响航运受阻造成产品运送困难,国外许多任务厂停工或减产,疫情造成经济衰退的预期心理,许多厂商不愿意下单,特别是车厂,而且半导体厂商也不愿意扩产,种种原因使得半导体供给减少。

没想到的是,需求面由于疫情造成大家必须在家上班上课,终端包括计算机、手机的需求暴增,视频的需求造成云计算厂商必须构建更多的服务器与网通设备,5G的系统构建需要更多的基站与核心网络设备,再加上汽车由燃油转向电动需要更多半导体组件,使需求量不但没有如大家预期减少,反而持续增加。

缺货造成采购重复下单让情况更严重

更惨的是电子产品打件缺一不可,少了一颗几毛钱的组件就能让生产线停工,等采购意识到缺货时肯定被老板叮得满头包,开始到处追料,不管有没有追到,这种错误未来肯定不能再犯,但要怎么确保未来不会再犯呢?能想到的就是多备库存、拼命下单,结果造成“重复下单”(Overbooking),产生一堆“未来订单”,这些订单有多少是市场真正需求不重要,只求以后缺料的事情不会再发生又被老板骂就好!

这一路由下游往上游,结果就是芯片代工厂产能满负荷超载,原本厂商还在观望不愿意扩产,结果就是订单排到明后年,最后实在挡不住客户的压力,终于在今年初开始决定加盖芯片厂,纷纷扩产的结果造成2023年全球将增加29座芯片厂,天啊!真的有这么多需求吗?

缺货造成采购多备库存、拼命下单,结果是让缺货更严重,那怎么办?当然是再多备库存、再拼命下单,这样循环造成过去一年芯片代工市场产能紧绷,之前就传出联电、中芯国际等公司陆续上调价格,最有资格涨价的台积电反而没有动作,想想成熟制程能力最强的台积电价格和其他芯片厂涨价之后差不多,我要是采购那一定得把所有“未来订单”全部塞进去了!如果我是台积电该如何区分哪些是真正的需求、哪些是“未来订单”呢?

最近市场传出台积电将自2022年首季开始,上调16纳米以下与更先进的制程芯片价格10%,16纳米以上与更成熟制程芯片价格10%~20%,半导体知名分析师陆行之表示,台积电终于要顺应潮流涨价弥补资本支出错误配置来挽救50%毛利率了!问题是为什么是资本支出较低的成熟制程涨得多,而不是支本支出高的先进制程涨得多?

台积电涨价背后该看到重复下单问题

报道没有提到的是,台积电这次涨价并不是齐头式大家涨相同价格,而是针对不同客户有不同涨价幅度,大型长期稳定下单的客户涨得少,小型短期紧急下单的客户涨得多,为什么?

先进制程一套光罩就要价新台币1亿元以上,5纳米制程更高达新台币3亿元,因此大型长期稳定下单的客户大多落在先进制程,涨得少合理,而成熟制程客户龙蛇混杂有大有小,甚至许多是“未来订单”,不涨你涨谁呢?成熟制程大涨后,一方面可吓退许多“未来订单”,让产业实际需求浮出水面,一方面可以提高毛利,何乐不为?这其实是很聪明的策略。

什么是“制程节点”?

首先芯片最小的单位是晶体管,我们常说的“几纳米”一般大概是指晶体管结构最细小最难做的地方,又称“制程节点”(Node),因此常会以制程节点代表半导体制程的进步程度,制程节点愈小,代表整个晶体管尺寸愈小,所以芯片面积愈小。

晶体管照不同尺寸会有不同结构,20纳米以上使用“金属氧化物半导体场效晶体管”(MOSFET),20纳米以下使用“鳍式场效晶体管”(FinFET),3纳米以下使用“环绕闸极场效晶体管”(Gate All Around FET,GAAFET),如图所示。

(Source:wccftech)

不同制程节点在不同晶体管定义不同,在MOSFET一般是指“闸极长度”(Gate length),但发展到后来FinFET指的其实是概念上的“平均长度”,只能当做商品名称,每家厂商有不同定义,而不是真的闸极长度,讲成白话文就是“我说这叫3纳米它就是3纳米”,比较接近的大概是“鳍片宽度”,如图所示。

先进制程与成熟制程各有用途都很重要

集成电路(Integrated Circuits,IC)依照不同的电压或电电流(功率)大概可以分为下面三种:

数字集成电路(Digital IC):可运算或存储,如处理器、内存,只要承受很小功率,制程节点愈小愈好,可做到约10纳米。

模拟集成电路(Analog IC):可信号放大或调制,如功率放大器、音频放大器,必须承受较大的功率,制程节点较大,可以做到大约100纳米。

功率集成电路(Power IC):可转换电源,把墙壁里的110伏特交流电转换成笔记本19伏特直流电,如功率晶体管,必须承受更大功率,可做到约1,000纳米(1微米)。

上面三种集成电路都很重要,因此先进制程与成熟制程各有用途,并不是所有集成电路都要使用先进制程,且功率集成电路虽然使用制程较大,也不是就最容易做,因功率集成电路要承受高功率,困难度反而是如何让几微米小的东西承受几百伏特甚至几千伏特的高电压,这就是为什么要发展第三代半导体碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)的原因,换材料是一种方法。

注:

1. 头发的粗细约100微米,细菌大约1微米,病毒约100纳米,这样大家对这些微小的东西会比较有感觉。

2. 上面的尺寸10纳米、100纳米、1,000纳米只是给大家感觉,并不是实际情况,处理器也可用成熟制程做,要看应用在什么地方。

 

(首图来源:台积电)

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