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台积电在高端制造上的胜出之道

晰数塔互联网快讯
2024-03-17 02:43

台积电拥有多元化且稳定的客户群，外加相当成熟的供应链体系。这些优势令其在快速提升成品率、降低生产成本和缩短新工艺研发周期等方面的能力暂时无人可比。

本刊特约明辉/文

如果没有台积电这样独立专业的晶圆代工，像今天火热的英伟达这样的无晶圆厂品牌商很难获得成功。台积电使得半导体产业中专注设计研发的无晶圆厂模式也获得了成功，芯片设计进入门槛大大降低，催生了大量无晶圆厂，造就了全球半导体产业的繁荣。哈佛教授迈克尔·波顿盛赞：台积电不仅创造了自己的行业，而且也创造了客户的行业。

从1994年上市到2022年，台积电的收入年复合增长率达到18.5%，平均毛利率50%，平均净利率36%，平均ROE保持在25%上下。在台积电之前，不管在哪个行业，大部分利润都来自设计和销售，而不是制造，施正荣正是基于此提出“微笑曲线”。台积电作为一个纯代工厂在制造业上取得如此成就，“在历史上几乎是反常的”。

创始人张忠谋总结台积电具备三大优势：技术领先、制造卓越、客户信任，技术领先放在最重要的位置。

过往的优秀环境铸就

张忠谋在20世纪六七十年代工作过的德州仪器是当时世界上最好的公司之一，他从德州仪器学到了平等、开放和注重技术的企业文化，并带到了台积电；他见证了芯片从诞生到快速发展的过程，经历了信息时代来临后，一个微不足道的小公司能够凭借一项新技术快速胜过大公司，这使他认识到跟踪科技新动向的重要性。

在高科技企业，知识以很快的速度前进，不与时俱进，CEO每天都在折旧。张忠谋每天至少花两个小时在“有目标、有纪律、有计划”的学习上，了解行业最前沿的技术动态，才能连续几十年都一直站在时代的潮头上。

张忠谋在德州仪器时与英特尔竞争的过程中，让他赢得了当时英特尔CEO格鲁夫的尊重，在台积电创业过程中，格鲁夫给了张忠谋价值连城的建议：内存产品单一、批量大，内存与CPU不可兼得；逻辑芯片产品种类繁多，工艺流程复杂。从此，张忠谋放弃了做内存的想法，把晶圆代工的技术方向调整到逻辑芯片上，这使得台积电从一开始便拥有了半导体制造中最好的商业模式。

这里的偶然性在于，如果当年德州仪器选择张忠谋接任下一代领导者，如果三星李健熙三顾茅庐于张忠谋，那么此后可能都不会有台积电的创立和今天的规模。从在德州仪器担任高管时的受人尊敬，到创业维艰时的备受冷落，这样的经历激发了张忠谋打造世界级公司的决心。

技术领先非一日之功

罗马并非一日建成，今天台积电在5nm、3nm等先进制程上的全球领先地位是长期积累的结果。从1987年成立，台积电先吃到了20世纪90年代个人电脑的时代大红利，不仅积累了大量的利润和资金实力，更重要的是通过服务客户紧跟上了最先进的技术。

并非所有的芯片都要用到先进工艺，只有CPU和GPU这样的高度复杂的逻辑芯片上才需要用最先进的工艺技术来支撑。但当时CPU的Intel和AMD都是IDM模式，留给台积电的机会只有GPU。GPU需要每6个月就更新一代，后来延缓到12个月，现在是12-18个月更新一代。后来，正是有NVDA和ATI这样的大客户，台积电的芯片工艺技术才能够赶上英特尔这样的IDM大厂。过了创业阶段，台积电才开始苦练内功，将资源向研发倾斜。1995年，台积电营收接近10亿美元，之前研发费率不超过3%，此后，研发开支比例不断提升，如今已经稳定在8%以上。

张忠谋把技术领先放在最重要的位置是很有道理的：台积电所有工艺技术都是自行研发的，工艺参数数据库完整，工厂自己就知道这些工艺是怎么回事，出了问题容易调整，不像其他专业晶圆代工厂，部分工艺是来自授权，很多细节不明白，往往要花费很长时间才能将技术完全消化吸收。所以，台积电的工艺在投产后成品率拉升快，平均成品率高且稳定，加上生产流程智能化和自动化程度高，工厂布局紧密、人力协同度高，这些共同促进了台积电的交货能力。

每次经济危机或者半导体周期低谷，台积电都抓住机遇大肆招揽高端人才。1997年，与张忠谋有相似经历的蒋尚义加盟台积电负责研发，延揽了众多半导体研发高手，将台积电的研发队伍从400人扩编到他退休时7600人规模，培养出一只世界级研发团队。研发经费从数十亿新台币扩大到数百亿新台币，张忠谋盛赞蒋尚义是将台积电技术水准从二流提升到一流的重要推手。

直到2001年，从0.13微米铜工艺研发成功开始，台积电的研发已经与国际一流大厂并驾齐驱，也是台积电在芯片工艺发展上首次超越国际技术蓝图，领先整整一年。从这一年开始，台积电将竞争对手联华电子甩在身后，毛利率和净利率逐年大幅上升，显示出台积电在技术领先基础上不断增强的产品议价能力和盈利能力。自从联华转型做晶圆代工后，台积电的毛利率被压得一路走低，从1995年的55%到2001年最低的28%，此后，台积电的毛利率开始一路爬升，稳定在50%左右。1994-2021年，台积电和联华电子的平均毛利率分别为48%和23%。1995年联华电子的营收接近台积电的85%，2001年降到55%，2021年不到15%，两者渐行渐远。

随后，台积电的林本坚利用水的折射发明了浸没式光刻技术，将光刻精度从130纳米一直向前做到7纳米制程，将全球芯片工艺制程一口气推进9代。胡正明的加盟使得台积电正确选择了FinFET技术路线。之后严涛南接棒5nm及以下使得台积电掌握了目前最先进的极紫外EUV光刻技术。余振华主导使得台积电掌握了全球领先的先进封装技术，在台积电手中，先进封装已经不再是传统的人力密集型产业，而是与芯片制造工艺紧密配合、能够提升芯片性能和降低芯片功耗的技术密集型产业，标志着台积电实现了从纯粹的晶圆代工厂向复杂的集成系统模块供应商的转变。

客户信任与卓越制造紧密配合

此前的台积电，更多是市场红利带来的β收益。从2001年起，台积电真正具备了竞争优势的三大拼图：客户信任、制造卓越、技术领先。晶圆代工行业从原本是半导体产业中的一个边缘角色，受益于行业分工合作，竟然逐步成为舞台上的主角，并承担起延续摩尔定律的重任。

张忠谋坚守“只做代工、不与客户竞争”的本分，对客户不轻易承诺，一旦做出承诺，必定不计代价、全力以赴。正因为如此，众多互相竞争的芯片设计巨头才会把高度机密的设计图发送到同一家台积电的晶圆厂生产，而很多半导体厂也可以做代工，但完成订单后会经常与委托方在市场上进行竞争，并且优先安排自己的产能。而台积电不仅交货快，而且愿意配合客户修改工艺，这使得很多客户将订单交给台积电，成本反而更低。

台积电从不打价格战，而是依靠服务来培养长期竞争力，在除低价以外的所有方面都明显优于竞争对手，以赚取溢价，成为一家以市场和服务为中心的公司。

1996年，台积电提出“虚拟晶圆厂”概念：客户可以把台积电的晶圆厂当做自己的晶圆厂，甚至比他们自己的工厂还要好，及时便利到仿佛工厂就在隔壁。远在欧美的客户可以通过互联网直接访问台积电的工厂，及时了解订单的进度、良率、成本，客户一旦发现订单在某一环节卡住，可以直接打电话或者网上询问，台积电可以做到立即回复，告诉客户可以多久出货。也就是说在客户眼里，机密维护、资料配合就像自己的工厂，而生产的弹性、技术、品控及成本都要比自己的工厂还要好。

这样的客户服务提供更好的客户价值，帮助台积电赢得了客户的客户。比如，台积电为英伟达代工用于微软游戏主机的图形芯片，不仅让英伟达满意，也让微软信任台积电的品质，微软反过来让英伟达深度绑定台积电。

在与三星电子竞争苹果A系列处理器的订单中，张忠谋凭借不与客户竞争的本分赢得了苹果的青睐，凭借过硬的制造能力（续航长、发热少）赢得了苹果的忠诚，台积电从iphone7开始一直独享苹果订单。而失去A8订单的三星晶圆代工则出现多年来第一次亏损。为了避免产能浪费，三星转而祭出价格战，比台积电报价低30%，希望引起高通的兴趣。高通反过来要求台积电也给出一个大折扣。在几番艰苦谈判后，一向不喜欢降价的张忠谋最终没有妥协。台积电也有不降价的底气，张忠谋相信，只要保持技术领先和做好服务，一时失去的客户迟早还会回来。

张忠谋曾经提到，在台积电众多无晶圆客户中，今天的客户和5年前的早就不一样了，因为5年前的客户中有一批已经被市场淘汰了。无晶圆客户是流水的兵，台积电是那个铁打的营盘。主要因为芯片设计行业进入门槛低、竞争激烈。但是大浪淘沙，也有一批无晶圆厂成为行业巨头。

ARM与台积电共同完成了芯片产业的一次革命：ARM通过改进指令集提高架构运算效率，台积电通过微缩工艺增强运算能力，两者分别完成了上端的架构设计和下端的芯片制造，中端的无数无晶圆厂则可以在ARM架构基础上轻松完成芯片设计，之后再由台积电完成芯片生产。从此，移动智能产品的“IP授权+Fabless设计+Foundry制造”模式形成，从苹果、华为到小米等，目前市场上所有智能手机品牌都是这一模式的受益者。目前，ARM占据了95%智能手机市场份额，台积电则占据全球一半的晶圆代工市场份额，两家公司形成了一个继Wintel联盟之后新的垄断格局。

半导体产业的竞争已经不仅是技术上的竞争，而是看谁能构建完整的产业生态系统，台积电在开发符合芯片设计公司需要的先进工艺技术时，必须结合电子设计工具（EDA）、硅知识产权及后端封测等，才能真正协助芯片设计公司迅速完成产品设计及量产上市；唯有通过这样一个完整的产业生态系统，才能更有效率地加速整个半导体供应链中每个环节的创新，促进整个产业创造及更多价值分享。

台积电选择的晶圆代工主要是定制逻辑芯片，产品批次多、差异大、价格竞争压力小，最重要的是没有存货跌价的风险，是半导体产业里比较好的商业模式。而通过建立的OIP生态，台积电把商业模式的优势发挥到最大效果，其规模效应与客户忠诚度相结合，产生持久的竞争优势。由于客户忠诚度的存在，主导企业能够保有自己的市场份额，新进入者无论如何也达不到在位企业的规模，永远处于规模劣势的一方。这是台积电一直能长期保持30%-40%利润率的核心原因。

逆周期投资

打造一个台积电需要花多少钱？仅计算固定资产投入，截至2020年台积电累计开支达到1万亿元人民币，占营收的37%。2020年之后的4年内，台积电还将投资另一个1万亿元人民币。

台积电的产能利用率呈现出周期波动，大部分时间保持在90%-106%左右，1998年亚洲金融危机时降到74%，2001-2003年互联网泡沫时分别是51%、73%、89%，2008-2009年金融危机时分别为89%、76%，2018-2019年贸易战期间是90%、83%。自然，这些年份会产生利润波动，最大波动的年份还是2001年、净利下滑77.7%，其他一些金融危机时期净利润下滑都未超过15%。尽管有波动，但这种稳定性已经足够优秀。

根据张忠谋定律，大高潮之后必将迎来大低谷。一个新晶圆厂从开始建设到投入量产需要两年左右时间，等到这些新建产能投产时，行业却很可能走向衰退，芯片制造业将面临产能严重过剩的现实。对于芯片制造商来说，产能不足比产能过剩更危险，因为产能过剩只会因为减产带来财务损失，但产能不足则意味着可能会错过市场增长周期，以及由此带来的学习曲线平缓和成本降低的好处；所以，他们不得不拼命砸钱。张忠谋曾表述，芯片制造业总在供不应求或供过于求之间摇摆；如果要选择，台积电宁可选择产能过剩，保留10%-15%的预备产能以应对需求激增的情况。

台积电已经纵横全球专业晶圆代工市场30多年，拥有多元化且稳定的客户群，外加相当成熟的供应链体系。这些优势令台积电在快速提升成品率、降低生产成本和缩短新工艺研发周期等方面的能力暂时无人可比。

信息产业盛行赢家通吃的残酷法则，天然有强垄断性质。排名第一厂家往往拥有一半以上的份额，排名第二的厂家可以拥有百分之十几的份额，再往下的份额便少的可怜。最重要的是，领头羊还会吃掉行业的大部分利润。台积电的议价能力强、产品结构高端，毛利率比其他晶圆代工厂高出20%-30%，极强的盈利能力又支撑台积电在研发和生产上投入更多的资源，从而放大领跑优势。

即使摩尔定律走向终结，在超越摩尔的时代，台积电也将扮演重要角色，芯片是数字世界的燃料，最重要的那部分燃料只有台积电一家能够高质量供应。

凭借着在先进工艺技术上的领先、广泛的特殊工艺技术组合、三维集成电路解决方案、无与伦比的制造能力以及与客户深入的合作伙伴关系，台积电，能够掌握未来几年的产业大趋势。张忠谋的口头禅“让对手永远追不上”，仍然被视为企业根本战略。

（作者为资深从业人士。本文不构成投资建议，据此投资风险自负）

发布于：北京