台积电(TSM.US)兴建8英寸生产线的思考

本文来自“求是缘半导体联盟”，作者莫大康。

台积电(TSM.US)总裁魏哲家在一年一度的供应链论坛上宣布将在南科6厂旁边新建一座8英寸晶圆厂，这是继2003年上海松江厂之后，台积电15年来首次再兴建8英寸晶圆厂。

尽管魏哲家并未透露投资的具体金额，但有业内人士预计，该晶圆厂的投资金额将超过新台币500亿元(约合16.2亿美元)。

图片来源：台积电官网

引起业界兴趣的是台积电在先进工艺制程方面一路高歌猛进，连三星与英特尔也只能自叹不如，它全数拿到全球7纳米的市场约100-120亿美元的订单，加上未来5纳米生产线于2019年4月试产，及2020年第二季度量产，以及全球第一家3纳米厂已通过环评，总投资194亿美元，计划2020年建成及2022-2023年量产。

市场经济下企业的任何决定，一定与它的利益相关，本文要分析兴建8英寸生产线，它的利益点究竟在什么地方。

全球8英寸硅片现状

据SEMI和相关数据显示，2017年全球晶圆产能为17.9 M/wpm(百万8英寸片/月，下同)，其中8英寸片产能约为5.2 M/wpm，而前十大8英寸晶圆厂产能占8英寸晶圆总产能的54%。

其中大中华地区8英寸晶圆产能，片/月;台积电约650K，联电约300K，中芯国际约220K，世界先进195K，上海华虹168K，上海先进77K，华润上华60K及力晶科技55K。

部分IDM厂8英寸及以下晶圆产能，片/月;德州仪器的400K，意法半导体约350K，英飞凌约250K，恩智浦约220K及东芝180-200K。

而从全球代工现状分析，据有关数据，台积电在2018年预测它的销售额可达377亿美元，而硅片年产出量为2,515万片(8英寸等值计)，所以它的每个8英寸硅片平均产值为1,382美元，同样比较格芯为1,014美元，联电为715美元，以及中芯国际的671美元。

数据显示，全球纯代工逻辑芯片，2018年第二季度的代工平均价格，依200mm硅片计算，0.5微米为每片370美元，0.35微米为380美元，0.18微米为625美元及0.13微米为710美元。而依300mm硅片计算，90nm为每片1,800美元，65nm为2,100美元，45/40nm为2,655美元，28nm为3,010美元，以及小于等于20nm为6,050美元。

再依2018年第三季度台积电数据，从工艺节点来看，7nm贡献了11%的收入，预计第四季度达20%;10nm贡献了6%的收入，自2017年第四季度以来，10nm的营收持续下滑;16/22nm收入占比为25%及28nm收入占比为19%。所以它的28nm及以下先进工艺占总收入比重为61%。

目前8英寸的产品订单集中在各种电源管理IC，驱动IC，指纹识别IC及CIS等方面，未来预测MEMS，传感器，以及物联网等市场会爆发，导致8英寸硅片的市场需求仍保持稳中有升。

总体上全球8英寸硅片生产线呈以下特征：

1，由于设备大厂早已停止生产8英寸设备，市场上8英寸设备一机难求，导致全球二手设备市场价格急速上升;

2，之前8英寸设备的工艺分界线在90nm，现阶段已经上移至65nm等，导致8英寸生产线的投资金额大幅上升;

3，由于10nm及7nm等的设计费用上升，导致全球Fabless继续跟踪定律的产品数量减少，加上如台积电等采取从前道代工延伸至后道，采用FOWLP等封装技术，把不同工艺制程的芯片，集成在一体。

预测未来每一部智能手机内将会使用超过10颗以上采用FOWLP封装技术生产的芯片，称之为异质集成IC。因此工艺制程缩小的矛盾可能釆用异质集成等来解决，给8英寸硅片开辟了另一扇市场的大门。

兴建8英寸生产线的目的复杂

从台积电的盈利结构分析，目前它的60%营收依赖于28nm及以下，主要是最先进工艺制程，如它的最新7nm制程，据预测订单可达约100亿美元，与之前的28nm一样是金鸡母。

如依台积电2017年营收321亿美元计，年产出硅片量为2350万片(8英寸计)，平均每个硅片产值为1,368美元。而全球8英寸硅片的平均代工价格，按工艺不同大约在700-800美元，即便考虑台积电有综合优势，可能溢价20%，它的每片8英寸代工价格也不可能超过1,000美元。

由此表示台积电在进行8英寸代工时，它的每个硅片产值仅1,000美元，要比它的每个硅片的平均产值1,368美元低30%以上，这部分的差额将由它最先进工艺制程代工，如10nm等代工每片10,000美元以上来补偿，同时表示它的8英寸硅片产出越多，需要补偿的金额越大。因此从"田忌赛马”的逻辑，现阶段中国芯片制造业迅速扩大8英寸代工产能的思路是正确的。

按以上逻辑思维，台积电会不断地加大投资，年投入100-120亿美元，去开发最先进工艺制程来维持它的高营收，而不太可能再扩大它的8英寸产能，这也可解释为什么自2003年以来它不再继续扩充8英寸产能的缘由。

那么此次重启8英寸产能扩充的可能原因是什么?

1，尽管目前台积电十分风光，全球代工市占达60%，但是不可否认尺寸缩小的路可能已走到尽头，未来技术上5nm，3nm等虽然仍能前进，但是从经济层面上已难以为继。全球Fabless会更加务实，釆用各种不同制程的适用工艺。

2，物联网、MEMS及传感器等市场会爆发，而目前的8英寸设备中的大部分超过15年的使用期限，部分性能可能难以达到技术上的要求。

3，中国半导体业的来势凶猛，尤其是8英寸产能扩充迅速，为了保持它的龙头地位，在8英寸生产线布局方面争个先手。

所以分析此次台积电再出手兴建8英寸生产线，它的内心肯定是复杂的。但是由于资金充沛，为了未来8芵寸代工在全球的垄断地位，下个先手可能是主要原因之一。

（编辑：林雅芸）