台积电 pie（台积电 cowos）
原标题：台积电 pie（台积电 cowos）
导读：
附图来自Canva。目前，台积电的全球晶圆代工霸主地位似乎不可动摇。十三年前，张忠谋从金融危机中东山再起，为台积电在28纳米关键工艺节点的崛起奠定了基础。2015年，台积电成功量产其16纳米工艺技术，并在14纳米对决中击败了三星。此后五年，台积电不断进步，与竞争对手的差距越来越大。2020年5nm竞争中再次击败三星
附图来自Canva。
目前，台积电的全球晶圆代工霸主地位似乎不可动摇。
十三年前，张忠谋从金融危机中东山再起，为台积电在28纳米关键工艺节点的崛起奠定了基础。 2015年，台积电成功量产其16纳米工艺技术，并在14纳米对决中击败了三星。此后五年，台积电不断进步，与竞争对手的差距越来越大。 2020年5nm竞争中再次击败三星，彻底奠定了台积电在先进工艺晶圆代工领域所向披靡的市场地位。
赢得这些激动人心的技术竞赛，无疑给台积电带来了丰厚的回报。近日，台积电发布了截至12月30日的2020年第四季度财报。从财报表现来看，营收和利润的稳定增长证明台积电的先进制程技术赢得了更广泛的市场认可。
这似乎也预示着台积电再次进入了先进工艺领先带来的技术与资本的双向良性循环。然而，事实真的像看上去那么美好吗？
获得十年来最好的季报
综合业绩方面，台积电在新季度迎来了十年来最好的季报。以美元计算，台积电2020年Q4营收达126.8亿美元，同比增长22%。净利润达50.08亿美元，同比增长31.7%。收入和利润均创下新纪录。
更令投资者惊讶的是其第四季度的利润率表现异常亮眼。毛利率达到54%，净利润率达到惊人的39.5%，也创下了新的历史记录。同时，如果与其他科技巨头相比，这个净利率水平甚至远高于苹果的21%，其吸金能力令人恐怖。
台积电第四季度能够取得如此优异成绩的关键原因在于其16纳米及以下先进制程技术贡献了其62%的营收。毕竟，对于台积电来说，与成熟制程技术相比，先进制程技术的定价更高，利润率也更大。
其中，5nm的贡献尤为突出，营收占比从第三季度的8%直接飙升至第四季度的20%。目前，台积电在5nm工艺节点上没有真正的竞争对手。全球范围内，除台积电外，目前只有三星具备5纳米制程技术的量产能力。三星的量产规模只能达到台积电的1/5，产品性能和成本价格都不占优势。因此，可以肯定的是，台积电的5nm在未来很长一段时间内仍能在代工市场大显身手。
从这个角度来看，台积电凭借先进制程领先地位追求核心优势的逻辑并没有错。然而，当先进制程技术非常接近物理极限时，台积电继续坚持进一步加大先进制程研发和生产的投入，实际上已经成为一种冒险行为。
不断增加先进制造工艺已成为一场冒险
目前，先进制造工艺带来的芯片性能和功耗回报正在显着下降。近几个月来，搭载5nm制程工艺SOC的智能手机陆续推出。从这些手机的实际表现来看，无论是台积电的5nm FinFET工艺还是三星的5nm LPE工艺，性能和功耗的提升都未能达到市场预期。
而对于台积电来说，快速推进的5nm实际性能提升却有些不尽如人意。以苹果的A系列处理器为例。同样基于台积电7nm工艺打造，A13处理器相比A12处理器，CPU性能提升20%，GPU性能提升20%。基于台积电5nm工艺打造的A14，相比A13，CPU性能有所提升。约为16.7%，GPU性能提升约为8.3%。也就是说，在苹果的A系列处理器上，5nm工艺进步所带来的进步很可能不及苹果自身对处理器架构的优化和升级。
尽管有媒体人士猜测，这是由于5nm初期良率较低以及苹果A14屏蔽了部分核心所致。不过，同样采用台积电5nm工艺的麒麟9000的功耗控制与官方数据相差较大。
对于三星来说，功耗翻车的问题更为突出。根据知名数码博主Geekerwan对小米手机的实测，采用三星5nm LPE工艺的骁龙888处理器与上一代骁龙865处理器进行对比，单核功耗和多核功耗都有所提升。增幅明显，能源利用效率提高。急剧下降。而同样采用5nm LPE工艺的Exynos 1080芯片在能效方面也令人印象深刻。
5nm先进制程技术的实际表现普遍不尽如人意。对于现阶段采用5nm工艺的产品来说，其营销价值可能远远超过先进工艺本身的实用价值。
更令人不安的是，在台积电5nm工艺技术的实用价值目前受到质疑的同时，台积电却不断加大对下一代工艺节点3nm工艺的研发投入。在近日的财报会议上，台积电管理层宣布，计划大幅增加2021年年度资本支出，从2020年的170亿美元增至250亿美元至280亿美元，增幅45%至63%，其中约80%将用于3nm工艺的研发意味着台积电今年将在3nm工艺上投入超过150亿美元的资本支出。
根据台积电此前公布的计划，他们的3nm工艺计划在今年进行风险试产，并在2022年进行量产。也就是说，根据台积电的计划，明年我们就可以在市场上看到一些搭载台积电3nm工艺的产品。
这还是符合台积电近年来先进工艺升级的节奏。但从产品的实际表现来看，高昂的价格并没有能够完美达到预期的效果。换句话说，台积电很可能在资金投入和技术实现之间遇到了瓶颈。忽视这一瓶颈，急于实现3nm先进制程技术的台积电，实际上已经陷入了一场极限的技术冒险。
极端的技术冒险是福还是祸？
台积电目前之所以面临技术风险，就在于其风险性较高。除了先进制造工艺带来的回报大幅下降外，还受到其他诸多风险因素的影响，其中三个风险因素较为明显。
首先，成本将进一步增加。这从台积电今年的资本支出可能激增45%至63%就能感受到。从设备成本来看，7nm以下工艺离不开EUV光刻机。整个3nm工艺采用EUV光刻，层数从5nm工艺的14层增加到20层，每增加一层都是巨大的。的代价。此外，台积电此前曾透露，其3nm工艺将继续使用成熟的FinFET晶体管，但一些必要的技术升级将不可避免地进一步增加成本。
二是生产消耗能源较多。高功耗似乎被归为成本增加，但台积电的功耗问题并不简单是电费增加那么简单。早在2015年，张忠谋就指出，唯一困扰台积电发展的因素就是缺电、停电。到2019年，台积电用电量飙升至143.3亿千瓦时。中国台湾地区过去五年新增用电量的三分之一被台积电占据。台积电将使用越来越多的EUV光刻机来建设5nm和3nm生产线。然而EUV的能量转换率仅为0.02%左右。因此，台湾电源无法承受台积电的进一步发展。这已经成为非常现实的问题。
台积电肯定已经制定了相关计划来应对这些风险，但不可否认的是，如果看看台积电的出色表现，就可以真正了解它所面临的风险。那么我们很难不担心台积电接下来的发展之路是否真的会像大多数人想象的那样顺利呢？
