TSMC第四季度的收入和净利润增长了一倍 5G和人工智能应用带来了第二条曲线

回顾2019年,TSMC经历了许多波折。2019年1月28日,由于光刻胶污染,TSMC损失了数万块12英寸的晶圆。作为主要收入来源的Fab 14B工厂的16/12纳米工艺受到影响。坏消息传出后,TSMC于2019年2月15日宣布了该事件的评估影响,并宣布下调第一季度财务预测。

根据TSMC当时的声明,光刻胶材料事件将影响(2019年)全年收入,预计第一季度毛利率将在41%至43%之间,低于之前预测的43%至45%。与此同时,TSMC将其运营利润率预期分别下调至29%至31%,而此前为31%至33%。TSMC出人意料地在一个多月内三次下调其财政收入预期。

TSMC总统魏哲佳于2019年4月18日正式宣布,由于“光致抗蚀剂”事件,2019年第一季度是年底。

由于“光致抗蚀剂”事件的发生,TSMC的经营一度陷入“阴霾”。不久前,TSMC发布了2019年第四季度财务报告。根据该报告,TSMC本季度的收入为103.94亿美元,同比增长9.5%,环比增长8.3%。净利润为38.03亿美元,同比增长16.1%,环比增长14.8%,高于收入同比和环比增长。

在前三个季度,TSMC的收入分别为70.96亿美元、77.46亿美元和93.96亿美元。考虑到第四季度的103.94亿美元,TSMC 2019年的收入达到346.32亿美元。这远远超出了分析师的预期。

从芯片制造收入的角度来看,TSMC 16纳米及以下的先进制造工艺在第四季度的收入中所占比例最高,占晶圆总收入的56%。其中,7纳米出货量占晶圆总收入的35%,16纳米占20%,10纳米仅占1%。

华为和苹果因TSMC在第四季度的良好表现而值得称赞。TSMC副总裁兼首席财务官黄文德在电话会议上表示,TSMC第四季度的业务增长得益于5G的初步部署和高端智能手机对高性能计算相关应用的强劲需求,这导致TSMC 7纳米制程订单大幅增加。自去年以来,华为、三星、高通和苹果都逐渐采用了7纳米技术的旗舰芯片。其中,几乎所有的中高档前三名产品都开始尝试7纳米工艺,所以出货量非常大。

华为今年(2020年)大幅增加了对TSMC的订单,苹果iPhone 11的销售也推动了A13处理器原始设备制造商业务的增长,这为TSMC提供了一个绝佳的机会。

2019年7月,TSMC的7纳米产能开始满负荷运转。随着订单继续涌入,7纳米的产能将继续爆炸式增长,供应也将在2020年上半年前供不应求。2019年11月20日,连续10周上涨的TSMC股价创下新高,市值达到2627亿美元,超过三星电子的2611亿美元,成为亚洲最具价值的高科技企业。与去年年初的“危机”相比,TSMC在2020年有了一个良好的开端。

5G加速,TSMC克服危机2018年6月5日,张忠谋在股东大会上正式辞去TSMC董事长职务。这是张忠谋的第二次退休。此后,TSMC进入了“后张忠谋”时代。据估计,张忠谋没有想到TSMC在退休后会进入一个非常时期。2019年1月的“光刻胶”事件给后张忠谋时代的TSMC蒙上了一层阴影。

“光刻胶”事件的影响也直接反映在2019年第一季度的财务业绩中。

TSMC于2019年4月10日宣布了2019年3月和2019年第一季度的收入。数据显示,2019年3月的总收入约为797.22亿新台币,比2月份增长30.9%,比2018年同期增长23.1%。累计来看,2019年第一季度的收入约为2187.4亿元,较2018年同期下降11.8%。

由于TSMC对2019年半导体繁荣的保守看法,预计2019年除存储器以外的半导体行业将增长1%。至于晶圆代工,它仍然持平,使TSMC的收入增长预测,2019年只有1%~3%的轻微增长。根据法人当时的预期,2019年的低点将会在2019年第一季度回落,届时时间将会逐渐超过第一季度的淡季。随着7纳米增强型的大规模生产,7纳米产能的利用率得到提高,TSMC的收入有望逐季度回归温度。

接下来的三个季度,TSMC的收入分别为77.46亿美元、93.96亿美元和103.94亿美元,高于第一季度的70.96亿美元,TSMC的收入在2019年达到346.32亿美元。

2018年四季度,TSMC收入分别为84.59亿美元、78.53亿美元、84.86亿美元和93.98亿美元,2019年年收入为341.96亿美元和346.32亿美元,同比增长4.36亿美元,增幅1.27%。

与2018年四季度相比,TSMC 2019年前两个季度的收入大幅下降。得益于第三和第四季度的大幅增长,年收入最终超过了2018年。

来自苹果、高通和华为的大量订单使得TSMC的7纳米芯片出货量持续增长,现已达到35%,几乎占出货量的三分之一。AMD甚至提前预订,直接占用了time纳米容量的20%,以确保自己的处理器和显卡的生产。从这个角度来看,TSMC 2019年的利润超出预期也是很自然的。

尽管人们常说智能手机市场正接近饱和,但国际数据公司估计,由于对5G需求的增加,2020年手机市场出货量仍然非常乐观,预计将超过14亿部。

随着5G手机开始使用TSMC的7纳米芯片,正如TSMC在其财务报告中所说,“2020年将是高增长的一年”。现在,利用5G和7nm东风,TSMC 2020将是一个好年景。

在TSMC成立之前,世界上的半导体工厂都采用单一的IDM模式,即芯片的设计、生产和封装都由制造商独立完成,如英特尔和三星。

张忠谋在从美国回到台湾两年后创建了TSMC,早年在德克萨斯仪器公司工作,曾是该公司的第三号人物。他有一种国际视野,这是大多数中国人在一年到头与顶级半导体公司和高管打交道时所没有的。

他认为,台湾传统的国际数据管理模式最终将不如世界上最大的工厂。考虑到当时市场上没有专业的铸造服务公司,张忠谋看到了机会,立即将TSMC定位为一家纯晶圆铸造公司。

就这样,世界上第一家专业集成电路制造服务(代工)企业——台集成电路制造公司(TSMC)于1987年诞生。TSMC的诞生直接导致了整个行业向垂直化和细分化的转变。从那以后,许多晶圆代工企业已经独立于“矩阵”,包装和测试企业已经独立,如月光和太阳。半导体正式从集成发展到三个子行业,即芯片设计、晶圆代工和封装测试。

TSMC刚成立时面临的环境并不乐观。一方面,全球半导体市场低迷。另一方面,TSMC在世界上并不出名,因为它刚刚起步,当时许多大公司还没有接受OEM模式。因此,TSMC在第一年只靠一些小订单勉强度日。

在其成立的第二年,TSMC欢迎英特尔的联合创始人安德鲁格罗夫,双方开始有意促进合作。然而,在获得英特尔认证的过程中,英特尔发现TSMC产品有266处缺陷,双方合作陷入僵局。TSMC的工程师们夜以继日地优化工艺,最终通过了英特尔的认证,为TSMC制造低端芯片,从而赢得了他们的声誉。

TSMC的第一份重要名单来自当前的芯片巨头高通公司。高通公司创始人欧文雅各布斯(Owen Jacobs)是张忠谋在麻省理工学院的弟弟,当时欧文获得了无线芯片的独家专利,但他自己没有资金和能力制造芯片。所以麻省理工兄弟一拍即合,高通设计了它,TSMC制造了它。

直到1998年,TSMC在0.18微米工艺中几乎没有赶上IDM。考虑到成本,这些IDM工厂开始以不同的方式对待TSMC。为了从IDM客户那里获得大量订单,TSMC制定了“山地计划”:对于使用先进制造工艺的五家大型IDM工厂,将制定特殊的技术计划来满足个人的不同需求。

2000年,12英寸晶圆厂成为工厂建设的主流,但这种工厂的成本高达25亿至30亿美元,这不仅是中小规模的IDM运营商无法承受的,也是大型IDM运营商无法承受的。TSMC的“山地计划”的优势开始显现,并逐渐赢得了像德州仪器、意法半导体和摩托罗拉这样的巨头的青睐。TSMC赢得了IDM的心。

通过TSMC的不断努力,根据最新的全球晶圆代工市场份额报告数据,TSMC继续以52.7%的市场份额成为晶圆厂的领导者,三星以17.8%的市场份额排名第二,格鲁派排名第三。此外,中国核心国际排名第五,市场份额为4.3%。

5G、人工智能应用和5纳米、3纳米2020年1月16日,在盈利分析师电话会议上,TSMC CEO兼副董事长魏哲佳表示,行业领先的7纳米技术和对5纳米的强劲需求将有力支持其业务发展,移动、高性能计算机、物联网和汽车四大平台将有强劲增长趋势。

与已经大规模生产近两年的7纳米工艺不同,TSMC尚未开始大规模生产5纳米芯片。然而,TSMC多年来一直在开发5纳米芯片,并将于2019年开始试生产。魏哲佳在会上透露,5纳米生产进展顺利,产量非常好。它将在2020年上半年大量生产。

TSMC首席执行官兼副董事长魏哲佳也谈到了5纳米工艺的大规模生产。魏哲佳表示,2020年,行业领先的7纳米技术和5纳米的强劲需求将有力支撑TSMC的业务发展,移动、高性能计算机、物联网和汽车四大平台将有强劲的增长趋势。5纳米的批量生产进展顺利,成品率已经非常好。它将在今年上半年大量生产。

换句话说,如果5纳米大规模生产的尘埃落定,TSMC不仅将在2020年拥有7纳米的王牌,还将为TSMC带来更多好处。

魏哲佳认为,与7纳米工艺相比,5纳米是一个完整的工艺节点跨度,理论上可以增加80%的晶体管密度和20%的速度。他们预计,在移动设备和高性能计算机的推动下,5纳米的生产能力将在2020年下半年快速稳定增长,预计这将贡献TSMC 10%的收入。

目前,苹果和华为都是TSMC的重要客户。新的苹果芯片和旗舰芯片麒麟芯片都将采用更先进的TSMC 5纳米技术。早先的消息显示,苹果的A14芯片将使用TSMC最新的5纳米技术,而苹果的订单将占TSMC产能的三分之二。

根据TSMC的计划,他们将在今年上半年大规模生产5纳米EUV技术,并在今年下半年他们的生产能力将增加到每月70,000-80,000晶片。今年的产能将主要供应给苹果和华为。TSMC的3nm工艺也将于今年(2020年)开始建设,预计将于2022年开始生产。

然而,未来3纳米和2纳米甚至1纳米工艺的最大问题不是技术研发。即使技术问题得到解决,这些新工艺的最大问题是成本太高,也许没有人能负担得起。为了解决工艺问题,包括TSMC在内的公司将投入大量资金进行研发。目前,建造一个3纳米或2纳米的晶圆厂价值数百亿美元。

根据SemiEngineering,IBS的估计显示,7纳米芯片研发(包括芯片设计公司和晶圆厂)成本为3亿美元,5纳米工艺成本为5.42亿美元,3纳米和2纳米工艺还没有数据,但从10亿美元开始将是一个关键障碍。

除了研发成本高之外,当节点为3纳米和2纳米时,很少有公司需要这种高端技术并能控制成本。目前,5纳米工艺只能由华为和苹果等大公司使用。进一步发展,将有2纳米和1纳米。TSMC表示,如果乐观的话,它将在2024年大规模生产2纳米制程。事实上,对于2纳米工艺甚至1纳米工艺,研发并不是最大的问题。它应该卖给谁?谁愿意买?是最大的问题。

危机仍在继续。2019年5月,美国将华为列为一个实体。受禁令影响,不仅美国供应商无法向华为供货,来自其他非美国制造商的25%以上的技术或材料也源自美国,无法向华为供货。

也就是说,根据国际法律法规,如果一条TSMC生产线来自美国,其技术份额达到或超过25%,它将遵守美国的禁令。据TSMC企业信息高级总监孙友文介绍,TSMC目前包括所有的材料和EDA工具。TSMC还没有从美国获得超过25%的技术,并且说它离24.999%还有点远,所以这个规则不是必需的。

去年年底,TSMC突然宣布,将终止与华为在14纳米工艺上的合作。停止供应芯片的原因是多方面的。其中,原因可能与美国的禁令有关。

作为华为的主要合作伙伴,TSMC每年为华为生产大量芯片。例如,去年的海斯麒麟990系列是由TSMC生产的。作为世界上最大、最成熟的晶圆厂,TSMC的实力毋庸置疑。如果14纳米芯片被迫切断供应,对华为的影响将非常严重。

在台湾新竹科技中心举办的2019年TSMC技术研讨会上,TSMC发言人孙还表示,美国对华为的出口不受美国对华为设备限制的影响。

对美国来说,对华为的压制肯定不会就此止步。这是国家的“国策”。在不久的将来,放弃对华为的压制是非常不可能的。最近,一个新闻发布会让人们觉得美国将会再次这样做。美国计划将美国技术的25%限制调整到10%,其中TSMC的14纳米芯片将受到影响。

也就是说,如果美国实施新战略,华为的14纳米芯片也将被切断,这是华为的损失,也是TSMC的损失。值得注意的是,华为约占TSMC业务量的8-11%。失去这些业务将导致TSMC的收入下降。此外,TSMC不是元代世界上唯一的工厂。

好消息是,中国SMIC突然表示,其14纳米发电工厂已投入使用,芯片产量已达到95%。SMIC的这一成就完全满足了华为对14纳米芯片的需求,因此华为向SMIC下了14纳米的订单,这些订单最初是从TSMC南京分公司订购的。

在经历了美国的动荡之后,估计华为会有意识地将其部分业务交给元朝的其他工厂。

可以看出,TSMC认为自己牢牢获得的“鸭子到嘴边飞走”的命令是被SMIC抢走的。我想知道TSMC此时的感受。虽然我不知道TSMC怎么想,但SMIC已经收到了华为的大量订单,这对其未来的发展大有裨益。一旦这些14纳米芯片最终表现良好,SMIC的发展空间将在未来再次得到改善。

SMIC不仅偷了TSMC的“鸭子嘴硬”,三星还在5纳米、3纳米和2纳米威胁TSMC。尽管TSMC在7纳米节点上拥有绝对优势,但它在5纳米节点上也取得了良好的进展,并获得了苹果A14等订单。

三星没有放松追赶的步伐,计划到2030年在半导体业务上投资1160亿美元(8000亿美元),以增强其在非存储芯片市场的实力。TSMC创始人张忠谋曾向媒体表示,TSMC和三星之间的战争尚未结束。TSMC只赢了一两场战争,但整个战争还没有赢。TSMC目前暂时处于主导地位。

为了更快地实现工艺迭代和容量增加,三星开发了一种专利版砷化镓,即多桥场效应晶体管(MBCFET)。据三星称,砷化镓基于纳米线架构,由于沟道较窄,需要更多的叠层。三星的MBCFET采用纳米芯片架构。因为沟道比纳米线宽度宽,所以它可以实现每个叠层更大的电流,使得元件集成更容易。通过纳米片的可控宽度,MBCFET可以提供更灵活的设计。此外,MBCFET与鳍式场效应管兼容,使用与鳍式场效应管相同的制造技术和设备,有利于降低工艺迁移的难度,更快地形成生产能力。

根据《韩国经济》杂志,三星已经成功开发了第一个基于砷化镓场效应晶体管的3nm工艺,预计将于2022年开始大规模生产。与7纳米工艺相比,3纳米工艺可以减少45%的核心面积,降低50%的功耗,提高35%的性能。

根据三星的R&D路线图,在6纳米LPP之后,有两个节点,5纳米LPE和4纳米LPE,然后进入3纳米节点,分为GAE(早期GAA)和GAP(GAA Plus)代。

2019年5月,三星第三代GAE设计套件0.1版准备就绪。三星预计这项技术将用于下一代手机、网络、自动驾驶、人工智能和物联网。

TSMC尚未宣布它的3nm技术是否会坚持使用鳍式场效应管,还是会像三星一样改用砷化镓晶体管。TSMC只表示已经找到了一条3nm技术路线,研发进展顺利。

根据之前的计划,TSMC将在2020年正式开始建设一个3纳米的晶圆厂。前期的土地申请、环境评估等工作已经完成,整个建设计划投资高达195亿美元。

据首席执行官魏介绍,3nm节点技术的开发进展顺利,已与早期客户建立了联系。TSMC 6000亿新台币(1380亿英镑)的3百万平方米宝山发电厂也于2019年通过了土地使用申请。预计2020年开始建设,2022年开始批量生产。如果不出意外,3nm芯片将于2022年问世,给半导体产业链带来新的挑战。

尽管三星对市场虎视眈眈,SMIC也在相互竞争,但TSMC对其2020年的增长充满信心。魏哲佳总裁预测,今年全球晶圆代工产量将增长17%。TSMC将受益于5G和人工智能驱动,并对7纳米和5纳米等先进制造工艺有强烈需求。TSMC有信心今年的运营会比行业平均水平更好。

魏哲佳表示,TSMC四大技术平台:智能手机、高性能计算、汽车电子和物联网今年都将强劲增长,智能手机和高性能计算相关芯片增长势头最强劲,增速超过20%。汽车电子和物联网芯片的增长率也达到了15%。

他还认为,全球5G基础设施的势头越来越强劲。据估计,今年5G手机的普及率将达到15%,但上线速度将快于4G。

据国际数据公司称,由于5G需求的增长,2020年手机市场出货量仍然非常乐观,预计将超过14亿部。这些手机将大量使用TSMC 7纳米芯片。TSMC在5纳米芯片上也占有一定的先发优势。目前,5G、7nm和5nm的势头是积极的。至少在可预见的将来,TSMC会像往常一样过着非常好的生活。