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晶圓代工作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的重要環(huán)節(jié)，是連接上游設(shè)計和下游應(yīng)用的橋梁。
晶圓代工臺積電一家獨大，市占率約60%引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展
近年來，由于受益于HPC、汽車電子、工業(yè)控制、AIoT等高增長應(yīng)用市場對半導(dǎo)體的強勁需求，晶圓代工市場增長強勁。
根據(jù)Omdia的數(shù)據(jù)，2000年全球晶圓代工產(chǎn)能僅為600.3萬片/月（等效8英寸），經(jīng)過22年的發(fā)展其產(chǎn)能增長了約2倍，到2022年已經(jīng)達(dá)到1720萬片/月（等效8英寸）。Omdia預(yù)計，2025年全球晶圓代工產(chǎn)能將增長至2300萬片/月（等效8英寸）。其中純代工模式的占比亦不斷提高，將由2000年的14.3%提升至2025年的40%。
全球晶圓代工產(chǎn)能及純代工模式的發(fā)展演變情況
資料來源：Omdia
伴隨著產(chǎn)能的持續(xù)增長，全球晶圓代工市場規(guī)模也在不斷擴大。根據(jù)ICInsight的數(shù)據(jù)，全球晶圓代工行業(yè)市場規(guī)模由2016年的508億美元（其中純晶圓代工市場規(guī)模約456億美元，占比約90%）增長至2021年的1018億美元（其中純晶圓代工市場規(guī)模約817億美元，占比約80%），并且未來4年將保持約11%的復(fù)合增長率，到2025年有望達(dá)到1512億美元。
競爭格局方面，根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)，2022年全球前十的晶圓代工廠分別是臺積電、三星、聯(lián)電、格芯、中芯國際、華虹集團、力積電、高塔半導(dǎo)體、世界先進(jìn)、東部高科。其中，臺積電為全球純晶圓代工市場的絕對頭部廠商，市場份額約為60%；三星為IDM晶圓制造頭部廠商，市場份額約為15%左右；而中芯國際占比約為5%左右，是中國大陸晶圓代工頭部廠商。
作為全球代工巨頭，臺積電擁有著世界最龐大的晶圓制造產(chǎn)能，公司及其子公司所擁有及管理的年產(chǎn)能超過1500萬片12英寸等效晶圓。具體來看，臺積電在中國臺灣設(shè)有5座12英寸超大晶圓廠、四座8英寸晶圓廠和一座6英寸晶圓廠，并擁有南京公司12英寸晶圓廠、WaferTech美國子公司的一座12英寸晶圓廠、中國大陸公司松江8英寸晶圓廠產(chǎn)能。
在強大產(chǎn)能的支撐下，臺積電近些年來業(yè)績不斷增長，營業(yè)收入從2013年的202.01億美元增長到2022年的738.85億美元，近十年CAGR為15.50%；而受益于良好的成本管控，其凈利潤近十年CAGR為20.12%，增長幅度略高于營收。
此外，在毛利率上，臺積電長期穩(wěn)定在50%附近（行業(yè)平均約25%左右），在2022年更是以59%的毛利率水平創(chuàng)下歷史新高；而在凈利率上，臺積電近十年的凈利率約為35%，也高于競爭對手一倍以上。
由此可見，在晶圓代工行業(yè)，強者恒強的馬太效應(yīng)逐漸凸顯。臺積電作為行業(yè)頭部廠商，不管是在產(chǎn)能，還是在盈利能力上，都顯著高于可比公司。
臺積電穩(wěn)坐晶圓代工行業(yè)頭部廠商地位的原因
為什么臺積電能夠登頂芯片代工行業(yè)？其背后的主要驅(qū)動力是什么？下面芯八哥從臺積電的發(fā)展歷程、市場策略、資本開支、工藝制程等幾個維度來進(jìn)行分析，僅供讀者參考。
1、時勢造英雄
在20世紀(jì)80年代末期，“代工+設(shè)計”的分離模式開始興起，半導(dǎo)體制造從日本向中國臺灣和韓國遷移。
1985年，張忠謀辭任德州儀器后，返回中國臺灣，受中國臺灣方面邀請出任中國臺灣工業(yè)技術(shù)研究院院長。1987年，張忠謀在新竹科學(xué)園區(qū)創(chuàng)建臺積電，成為全球第一家專業(yè)代工公司。
臺積電發(fā)展歷程
資料來源：Bloomberg
創(chuàng)立初期，臺積電以中國臺灣工研院作為技術(shù)專利與研發(fā)人員的主體，引進(jìn)美國無線電公司CMOS技術(shù)，先由良率可控的成熟制程產(chǎn)品來打開市場；隨后在PC時代，公司不斷夯實競爭力。在1999年，臺積電推出可商業(yè)量產(chǎn)的0.18μm銅制程工藝，縮小了與Intel在技術(shù)上的差距。隨后，公司在2000年收購世大半導(dǎo)體，2005年成功試產(chǎn)65nm，2007年成功試產(chǎn)45nm，技術(shù)迭代穩(wěn)步推進(jìn)；隨著智能手機的崛起，臺積電在2010年后連續(xù)迭代推出28、16、10nm工藝，借助智能手機興起迎來快速發(fā)展。2017年臺積電10nm與英特爾14nm達(dá)到同一水平，而到2019年臺積電的7nm+工藝水平已經(jīng)超越了英特爾；在AIoT時代，伴隨著5G、IoT、高性能計算、汽車電子的發(fā)展，臺積電不斷突破7nm、5nm等技術(shù)節(jié)點，技術(shù)全球領(lǐng)軍，并且在2022年率先實現(xiàn)3nm的量產(chǎn)，工藝水平一騎絕塵。
2、深度綁定行業(yè)大客戶
在市場策略上，臺積電利用大產(chǎn)量、規(guī)模經(jīng)濟和制造技術(shù)領(lǐng)先的競爭優(yōu)勢，同時加上政府的支持，公司能夠接受晶圓廠的更高成本，并保持毛利率為53%或更高的長期財務(wù)目標(biāo)；此外，在定價策略上，臺積電在確保技術(shù)領(lǐng)先地位、制造效率和質(zhì)量、成本、客戶信任的基礎(chǔ)上，與客戶共享價值，在維持公司毛利率穩(wěn)定的同時，讓客戶的結(jié)構(gòu)性毛利率也不斷上升。
從公司的下游客戶結(jié)構(gòu)來看，全球主要的采用Fabless模式的蘋果、英偉達(dá)、AMD、高通和聯(lián)發(fā)科等半導(dǎo)體以及科技巨頭均是臺積電的主要客戶。公司下游非？蛻舴(wěn)定，這在很大程度上保證了公司先進(jìn)制程的產(chǎn)能利用效率，以及保持時間更長的產(chǎn)能利用周期。
3、堅持高強度研發(fā)及資本投入
從半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展歷史來看，該產(chǎn)業(yè)具有“技術(shù)升級速度快、產(chǎn)品更新?lián)Q代快”，導(dǎo)致制造廠商需要高昂的研發(fā)費用和資本支出，以不斷保證市場競爭力。而產(chǎn)品更新速度快的特點，決定了相關(guān)廠商需要足夠的產(chǎn)能以爭取在替代產(chǎn)品出現(xiàn)之前獲得最大的收益。因此與IDM模型相比，F(xiàn)oundry具有明顯的規(guī)模效應(yīng)。
在資本投入上，臺積電顯著高于競爭對手。從資本支出數(shù)據(jù)來看，2003年，臺積電與聯(lián)電資本開支相當(dāng)，其中臺積電2003年資本開始為11億美元，聯(lián)電資本開支為10億美元；后續(xù)臺積電加大了在資本開支的投入，即使是在2007-2008年次貸危機時，公司亦投入了約20億美元資本支出，高于競爭對手聯(lián)電10億美元的水平；2022年，臺積電資本支出為363億美元，遙遙領(lǐng)先于競爭對手聯(lián)電17.2億美元。據(jù)臺積電透露，未來5年公司預(yù)計資本開支強度將維持在35%左右，以保持公司持續(xù)的競爭力;從研發(fā)費用指標(biāo)來看，2006年臺積電研發(fā)費用約5億美元，明顯高于聯(lián)電2.9億美元的水平。而在2022年，臺積電研發(fā)費用為53.28億美元，遠(yuǎn)高于競爭對手聯(lián)電4.23億美元。
4、先進(jìn)制程一騎絕塵
得益于公司高昂的資本支出以及研發(fā)費用投入，臺積電在工藝制程的技術(shù)上不斷突破。其中，2003年，公司成功研發(fā)130nm工藝，成功超越聯(lián)電。2018年，臺積電成功研發(fā)7nm工藝，超越英特爾；從臺積電的制程工藝迭代速度來看，從1987年的3微米制程到2022年量產(chǎn)的3納米，臺積電平均2年開發(fā)一代新制程，不斷提升半導(dǎo)體計算能力，從而擴展摩爾定律的持續(xù)挑戰(zhàn)。
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，目前臺積電產(chǎn)品包括成熟制程（28nm制程及以上）、先進(jìn)制程（28nm制程以下），可用于智能手機、高性能計算、物聯(lián)網(wǎng)、汽車以及數(shù)字消費電子領(lǐng)域。根據(jù)Counterpoint的數(shù)據(jù)，目前臺積電在成熟制程領(lǐng)域中的市占率約為28%，在先進(jìn)制程領(lǐng)域中的市占率約為52%，不管是成熟制程還是先進(jìn)制程市占率都位于行業(yè)前列。
在成熟制程方面，臺積電的策略非常簡單，即公司不增加任何常用的邏輯節(jié)點本身，但致力于為客戶開發(fā)差異化的專業(yè)技術(shù)，以滿足客戶長期的、結(jié)構(gòu)性的市場需求。在產(chǎn)能上，公司表示并不會擴充40nm及更成熟工藝的產(chǎn)能，而是主要把資源投入到28-22nm制程工藝的投入，以滿足智能手機、智能家電、PC、工業(yè)、汽車等領(lǐng)域中的非高階制程芯片的降本訴求。
全球主要晶圓廠商先進(jìn)工藝迭代路線圖
資料來源：EETime
在先進(jìn)制程方面，隨著工藝制程的持續(xù)演進(jìn)，對資金、技術(shù)、研發(fā)的要求也不斷提升。據(jù)了解，工藝節(jié)點每提升一代，資本開支增速平均達(dá)30%，到7nm制程每萬片產(chǎn)能需要高達(dá)25億美金的資本開支作為支撐。因此，在這種背景下，2018年聯(lián)電、格芯宣布退出14nm/12nm以后節(jié)點，而10nm以下只剩下臺積電、英特爾和三星三個頭部玩家，三巨頭每年資本開支均在100~200億美金以上，以維持自身在先進(jìn)制程領(lǐng)域的核心競爭力。
目前，臺積電在先進(jìn)制程上已經(jīng)明顯領(lǐng)先于競爭對手。早在2019年4月，臺積電已開始5nm工藝的風(fēng)險生產(chǎn)，在2023Q15nm制程收入占比已經(jīng)達(dá)到31%，成為公司第一大收入來源；而在3nm制程領(lǐng)域，臺積電已于2022年12月量產(chǎn)，蘋果、高通、AMD和英偉達(dá)等大客戶都已經(jīng)開始進(jìn)行導(dǎo)入，目前產(chǎn)能正處于供不應(yīng)求。臺積電表示，N3會是一個大而持久的節(jié)點，公司預(yù)計在HPC和智能手機的推動下，對N3技術(shù)的強勁需求將持續(xù)到2023年-2025年及以后，未來幾年將為公司貢獻(xiàn)15%-20%的收入增長；而在N2節(jié)點上，臺積電表示HPC和智能手機客戶的參與度很高，2nm技術(shù)未來會進(jìn)一步擴大公司的領(lǐng)先地位。
臺積電登頂晶圓代工對全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主要影響
臺積電登頂晶圓代工對全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要有以下影響：
1、強化臺積電在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的地位。臺積電作為全球最大的晶圓代工廠商，其產(chǎn)能和技術(shù)實力在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中處于領(lǐng)先地位。登頂晶圓代工進(jìn)一步強化了臺積電在半導(dǎo)體制造業(yè)中的地位，增強了其在市場上的競爭力。
2、推動全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)升級。臺積電擁有先進(jìn)的晶圓代工技術(shù)，從而能夠為客戶提供更高性能、更低功耗的芯片產(chǎn)品。此舉將促進(jìn)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級，推動產(chǎn)業(yè)生態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展。
3、促進(jìn)臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。臺積電作為臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要代表，其登頂晶圓代工將為臺灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來更多的訂單和技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
4、增強臺積電的品牌影響力。臺積電登頂晶圓代工是一個重要的里程碑，將進(jìn)一步增強其在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的品牌影響力，提升其在客戶心目中的形象和信譽度。
穿越周期做大做強的秘訣
半導(dǎo)體行業(yè)兼具成長性及周期性，成長性主要體現(xiàn)在全球半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)值加速增長。據(jù)WSTS數(shù)據(jù)顯示，全球半導(dǎo)體銷售額由1976年的29億美元增長至2022年的5801億美元，CAGR為12.21%；而周期性主要體現(xiàn)在半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展往往伴隨著“需求爆發(fā)—缺貨漲價—投資擴產(chǎn)—逐漸釋放產(chǎn)能—需求萎縮—產(chǎn)能過！獌r格下跌”，因此行業(yè)發(fā)展往往具有周期性。
全球半導(dǎo)體銷售額(十億美元)
資料來源:WSTS
臺積電之所以能夠脫穎而出穿越周期成為全球第一大晶圓代工企業(yè)，依靠的正是公司連續(xù)數(shù)年的高強度研發(fā)投入與資本支出，即使面臨行業(yè)下行周期，公司在技術(shù)投入上也明顯高于競爭對手。正是由于這一策略，致使公司在技術(shù)、制造能力、質(zhì)量、市占率等方面不斷提高，進(jìn)而占據(jù)了晶圓代工行業(yè)的半壁江山。
全球主要晶圓代工廠產(chǎn)能利用率(%)
資料來源:Sigmaintell
雖然，當(dāng)下正處于庫存調(diào)整的小周期節(jié)點，受終端需求持續(xù)疲弱以及淡季效應(yīng)加乘影響，整個晶圓代工行業(yè)面臨產(chǎn)能利用率下滑（70-80%左右）以及晶圓代工價格下降（下降約8%-13%左右）的“量價齊跌”局面。但根據(jù)臺積電以及WSTS的預(yù)測，這一波庫存調(diào)整小周期有望在2023H2結(jié)束（歷時4-5個季度），2024年隨著市場的復(fù)蘇，預(yù)計全球半導(dǎo)體銷售額可回升至5760億美元（增長11.8%），有望再創(chuàng)歷史新高紀(jì)錄。
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