芯片领域，为什么绕不开台积电？

近日有外媒报道称，英特尔正在与芯片制造商台积电（TSMC）接洽，准备将自己的芯片制造业务外包出去。

英特尔是芯片领域为数不多全产业链布局的企业（另外一家是三星），这次也要选择台积电代工了，苹果、高通、华为等众多企业，都选择台积电代工，它到底有什么秘诀？

  为什么是台积电？

提起台积电，大家都知道这是一家雄霸全球的半导体晶圆制造企业，虽然本身并不设计、生产或销售自有品牌产品，谁都无法否认台积电在全世界专业集成电路制造服务领域的霸主地位。

纵观全球市场，全球主流的晶圆代工厂却没有多少。虽然晶圆代工领域内国内也有做的不错的企业，比如说中芯国际，但是大部分用户都想象不到他们之间的差距究竟有多大。

技术领先

据专利数据提供商“IFI CLAIMS Patent Services”最新公布的“2020全球专利企业50强”排行榜，台积电以2,833项专利，排名第6。

比较19年全球专利企业前50强数据，台积电从第12名跃升至第6名，挤下苹果及LG电子等科技大厂，2021年台积电将持续优异表现，备受外界关注。

（台积电宣布启动2nm工艺研发：预计2024年投产）

随着7纳米强效版技术的量产，以及5纳米技术成功量产，台积电研发组织持续推动技术创新以维持业界的领导地位。当采用三维晶体管之第六代技术平台的3纳米技术进入大家视线时，台积电已开始开发领先半导体业界的2纳米技术，同时针对2纳米以下的技术进行探索性研究。

掌握着最先进芯片制造技术的台积电，已经正站在世界最尖端，是当之无愧的半导体产业无冕之王！

研发支出

2019年，台积电研发支出29.6亿美元，同比增长4%，创下历史新高，台积电研发人员数量增长了5%，达到了6534人。

在前六大芯片代工企业中，台积电的研发资金投入总数是中芯国际、联华电子、华虹半导体、高塔半导体和华润微总和2.4倍，是行业平均值的12倍，从研发占比来看仅次于中芯国际的22%。

从研发人员来看，中芯国际有员工15795人，其中研发人员2530人，占比16.02%，而台积电拥有员工51297人，其中研发人员6534人，占比12.7%，虽然从比例上来看中芯国际占比较大，但是从学历来看，台积电在所有主管与专业人员中，拥有硕士以上学历的员工占八成以上，中芯国际只有20%左右。

（中芯国际员工学历构成）

不过从增长速度来看，中芯国际近两年的成长是有目共睹的，近三年的研发投入分别为35.76亿、44.71亿、47.44亿，占营收收入的比例分别为16.72%、19.42%及21.55%。

盈利能力

根据此前公布的2019年财报显示，毛利率从2017年的50.62%下降到2019年的46.05%，近三年来台积电的平均毛利在48%左右，毛利下降的原因是对于先进制程的资金投入增加。

在整个行业中，台积电的毛利率遥遥领先，2019年的整个行业前6大中除开台积电，平均毛利率为21.53%，台积电是这一数字的2倍有余。

而在疫情肆虐和中美摩擦日益严峻的2020，台积电更是捷报频频。

台积电发布了2020年度第四季度财报，其营收达126.8亿元美元，同比增长13.97%；归母利润为50亿美元，环比和同比分别增长4%、23%，均创下历史记录。

台积电2020年全年营收达469.7亿美元，同比增长 25.2%，净利润181.6亿美元，同比增长50%。

而据最新的全球半导体企业排行，台积电更是以4892.52亿美元的市值高居榜首，增长率达70.57%。

可以说，台积电的耀眼光芒，让半导体业界其他企业的进步，都显得黯然失色。

半导体行业的开拓者

在台积电之前基本是没有晶圆代工这回事儿。

80年代以前，半导体行业以IDM大厂为主，所谓的IDM模式是指从设计、制造到封装都一条龙包办模式，早期半导体大厂如英特尔、德州仪器、IBM、东芝等都是IDM模式，芯片设计的投入动辄十亿美金起步，芯片制造则只多不少，因此全球业内，能玩转半导体的就那么几家，要么像美国的德州仪器和英特尔那样起步非常早，不断加高门槛；要么像日本的NEC等在政府的强大资金和政策扶植下取得突破。于是，半导体成了技术与资金双密集型产业。

行业门槛高到业外人难以想象，后来者几乎没什么机会，只能跟着寡头们混日子。这样的背景下，张忠谋创立的台积电让半导体后来者们看到了曙光。

台积电的晶圆代工简单地说就是客户只需要做设计台积电来完成所有生产，这样就很好的分摊了风险。

台积电坚持不做设计，更不做产品，不与客户形成竞争关系，这样的模式降低了许多创新公司进入行业的门槛，从此半导体产业链由横向整合逐渐转变为垂直整合，变相催生出类似高通、博通这些IC设计巨头。

“纯晶圆代工”模式看起来是个很容易操作的主意，然而过程却充满了诱惑。

一款成熟的芯片设计价值是非常高的，如果FAB（晶圆代工）自己也在做类似的设计，如何保证FAB不借鉴客户的设计呢？（用“偷”这个词不太好听）

如果FAB和客户有竞争关系，又如何让客户觉得FAB绝对不会在产能上耍花样呢？

台积电之前，也并不是没有半导体代工生产，但都不专业。而且对于掌握半导体生产技术的厂家而言，肯定要优先保证自家产能，在此之外才会帮其他人代工。而且如果委托方是自身行业中的竞争对手，即使是愿意代工，恐怕也多加刁难，设下层层条款。而站在委托方角度，显然也很难放心地把自己的核心技术交给竞争对手。

举个最简单的例子，早期苹果的处理器是三星生产的，但苹果同时也一直在默默的扶持台积电，原因不外乎就是三星是苹果的竞争对手，不值得信任。

同样的华为基带芯片做的要比Intel好，提出愿意提供芯片给没苹果，你看苹果要了吗？

所以，一些只具有设计能力的厂家一直期待有一家专业的芯片生产企业，能保护他们的设计与生产，而不是偷窃他们的技术或限制他们在市场上得到的竞争优势。

张忠谋做到了。而且他做得更加专业：他创办的台积电不生产任何自家芯片，而是完全依照客户的需求来生产。后来张忠谋回忆道：“我在德州仪器工作25年，曾任半导体集团总经理，已经做到“独上高楼，望尽天涯路”。后来到台湾，还要我办一个半导体公司，我就觉得没有路啊，已经望尽了嘛，只好辟一条新路，也就是商业模式创新了。”

这个创新，不止创造出一个半导体代工制造产业，也细分出了一个专业的半导体设计产业。

一直以来，新兴半导体公司很难同时拥有优势的设计与生产能力，但是现在依托台积电出众的工艺技术，他们可以放心地将生产这块交由台积电负责，而自己只需要专注设计就能够与传统大公司展开竞争。

像现在的高通、苹果、华为海思、英伟达（早期AMD具备芯片生产能力，但后来将其出售为代工厂，即格芯。随后，全盘将自家芯片生产外包）都是走的这条路线：专注于芯片设计，受益于台积电的专业生产，迅速在市场上占据一席之地，乃至成为行业龙头。

绕不开的台积电

半导体芯片，现在已经是这个世界能够运转的核心。手机芯片业只是其冰山一角，但是其对芯片的性能需求，已经代表芯片业的最高技术水平。

更先进的制程决定了单位面积芯片上二极管的数量，更多的二极管数量就意味着更强劲的性能，同时，因为芯片的计算和存储是由电子在芯片上移动实现的，更小的二极管尺寸意味着电子执行任务只需要移动更短的距离，也就对应到更低的能耗，小尺寸、高性能和低能耗在手机这样的主板面积和电池容量都非常有限的设备上格外关键。

显而易见，而最先进的制程正是掌握在台积电手中。

这种情况下，客户根本没心情和你谈价格，只想和你谈产能，最好能把我产能包圆了，一粒也别卖给我的竞争对手。

所以在台积电已经量产的制程工艺中，5nm和7nm是最先进的，也是产能最为紧张的，特别是5nm，自去年9月不能再给华为海思代工生产5nm制程芯片之后，几大芯片厂商迅速填补了5nm产能的空缺，主要包括苹果、高通、AMD、Nvidia和联发科。

其中，苹果对5nm制程的需求最为强烈，除了原本的A14、A14 X应用处理器之外，用于MacBook的M1处理器也开始投片。预估苹果今年第一季度可获得台积电4万~4.5万片的5nm制程产能，占据了台积电全部5nm产能中高达八成的份额。

如今Intel可能将部分PC处理器交给台积电以5nm工艺生产，台积电的5nm工艺产能将因此出现产能不足的窘境，也可以说是“幸福的烦恼”。

结  语

“积土成山，风雨兴焉；积水成渊，蛟龙生焉”。台积电能成为今天市值第一，占据代工半壁江山，造就一代半导体王国。这一路走来，台积电以技术取胜，也见证许多竞争对手的起落，其背后是多种因素使然，或因为张忠谋的带领，或因为敏锐的市场嗅觉，或因为多年高强度的研发投入，或因为对先进封装制程的追逐，总之，没有偶然。

期待中国大陆能够努力追赶半导体先进制程技术，甚至能够把重要组件光刻机研发好，虽然这是一个漫长且艰难的过程，但是这是制约国家发展的核心瓶颈问题，除了自我突破，没有别的办法。