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台积电“建厂挪单”八面玲珑 国产替代主旋律再次加深

  5月11日,国内外媒体纷纷报道称,特朗普政府约谈英特尔和台积电在美建芯片厂,以减少对亚洲进口的依赖。5月15日,台积电在官网正式宣布,在美国联邦政府及亚利桑那州的共同理解和支持下,计划在美国兴建并运营一个先进的晶圆厂。

  根据台积电的官网显示,这座厂房将设立于美国亚利桑那州,规划月产能为2万片晶圆。该5  nm制程晶圆厂预计将于2021年动工,并将于2024年开始量产,计划投资约120亿美元。

  无独有偶,5月14日,美国总统特朗普宣布延长针对华为、中兴等中国公司的供应链禁令至2021年5月。第二天,美国工业和安全局(BIS)宣布将推出新的出口管制规定以限制华为使用包含美国技术和软件在国外设计和制造半导体的能力,与此同时,美国商务部还宣布将对华为的临时通用许可授权进行最后90天的延期。

  众所周知,美国建厂的成本较高,台积电此前对美国的邀请也一直处在周旋之中。在5月13日的报道中,台积电还表示美国建厂仍在考虑中,但两天后就突然官宣计划建厂,实属反常,结合华为被美国加大限制恰好也在此时间点,这三者之间必定多少会有联系。

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  表面迎合大于实际需求 综合考虑无奈选择

  实际上,台积电现在宣布美国设厂的时机其实并不合适,因为年底美国要进行总统选举,情势如何发展都还不明朗。而如果台积电设厂成功,鉴于美国本土目前几乎没有完整的半导体产业链,一定会带走部分上下游厂商,对于产业链的影响不小。众所周知,去美设厂并不符合台积电成本低廉的标准,台积电这项官宣“投资”,无疑是在各方压力综合考虑下作出的决定。

  从产能的角度看,台积电美国新厂每月2万片晶圆的5nm产能占比非常低,也无法满足像苹果等大客户晶圆产能的需求。而从投资额的角度来看,新厂规模也大不到哪里去,更像是一个象征性意义的“样板厂”。

  毕竟,台积电不想痛失华为这一大客户,若此举有助于台积电与美方协商有利条件,诸如放宽甚至收回限制向华为供货,不仅对台积电有利,也对美国当地半导体相关企业有利。

  实际上,美国离消费市场更近,在美国开设工厂,能够有效的直接接触消费市场。而且,2024年在美量产5nm时,台积电台湾晶圆厂的工艺也会来到2nm节点,届时把台湾厂的一部份旧设备迁往美国运用,符合其资源合理调配的规律。

  不过,关于美国建厂一事,台积电官方随后也对经济观察网表示,公司宣布有意向于美国兴建且营运一座晶圆厂,但并非最终决定的发布。

  显然,台积电美国建厂能否落实还未可知。另外,特朗普也曾经被富士康“放飞机”,后者曾经承诺在美国高额投资,却成为一地鸡毛。台积电现在仅宣布有计划在美国建厂,就有媒体认为会重塑全球供应链,这种看法未免为时过早。

  总的来说,台积电的美国晶圆厂与其在南京晶圆厂类似,似乎是为了宣示其政治中立性付出的“最低代价”。因为,特朗普政府一直在向台积电施加更大的压力,台积电应该是综合考虑权衡利弊,选择一个最大利益化的做法,可以暂时答应去美建厂,讨好美国政府外,或许能换到一些满意的条件,就如放宽条件给华为供货。

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  新规收紧引多方蝴蝶效应 台积电急“挪”产能接单困难

  根据美国BIS的最新出口管理条例中的规定,台积电等晶圆代工厂商,已经根据华为设计规范启动的生产项目,只要这些生产的芯片在新规缓冲期内交付给华为,都不需要向美国申请许可证。

  不难猜测,华为事先或预判美国会进一步制裁其芯片业务,因此会提前在台积电和中芯国际等供应商追加大量订单。交期大约在3个月左右,可在最后期限内完成交付,所以管控升级对华为及相关供应商的短期影响并不明显。

  更进一步,若华为“7亿美元”急单能得到落实,这部分芯片将能够支撑相应的产品一个季度左右。如此一来,华为的安全过渡期甚至可以到今年年底。

  但问题的关键是,一时间大量的订单会打乱台积电其他客户相关的产能排单及相应的产品市场规划,能否优先生产华为的订单,这就需要台积电与各方沟通协调,但前提是需要得到客户的同意。就例如,台积电5nm仅有的两个客户是苹果和华为,要苹果来让利华为先推5nm的手机跟苹果抢市场,苹果肯定难以接受。

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  不过,对于5月15日以后新增的订单,即使能在9月14日之前交付给华为,也还是需要向美国申请许可的。由于很难拿到美国的许可,晶圆厂和封测厂如果继续接收华为的新订单将面临较大风险。

  而日经中文网的最新报道,也再次印证了这个规则。报道称,台积电必须停止接受华为的新订单,来符合美国新的出口管制法律。另外,台积电对日经中文网表示不对单一客户进行评论,但将遵守法律和限制举措,会进一步针对出口管制规定作出评估。

  换言之,尽管台积电早前对外回应称已停止向华为提供新订单的报道是市场传言,但从字面上来看,这个并非严格意义上的“辟谣”,虽然台积电没有承认,但是也没有否认。而后又对媒体表示将遵守法律和限制举措,明显是对美国相关新规服从之意,细品颇有默认的意味。毕竟,半导体产业供应链及客户关系较为复杂,其中又涉及到大国博弈,台积电这段时间应该一直都在进行内部评估,寻求最佳的斡旋及处理方案。

  编者截稿前,台积电还没有最新的动态和回应,后续事态发展要按最新情况来认定。而华为无疑是此事最备受压力的一方,大家再次为其捏把汗,再次加大业内对国产替代话题的兴趣和探讨。

  “造芯”不止设备受限 国产替代主旋律再次加深

  根据Gartner的数据显示,美国半导体设备厂商AMAT、LAM、KLA和泰瑞达在多个细分领域在全球市占率约40%,并在刻蚀、沉积等晶圆代工生产工序上有技术优势。目前,全球晶圆代工厂难以做出一条没有美国设备的生产线,国内更是无法建设一条完全由国产设备组成的生产线。

  美国商务部加强对华为的管制,主要会冲击海思与晶圆代工之间的合作关系。不过,设备掐断命脉,也会让国产设备知耻后勇。

  全球半导体设备市占及竞争情况

设备

市场规模占比

外资品牌及市占

国产品牌

光刻设备

18%

ASML75%)、Nikon11%)、Canon6%

上海微电子

刻蚀设备

20%

LAM45%)、TEL21%)、AMAT20%

中微半导体、北方华创

薄膜设备

20%

AMAT40%)、LAM15%)、TEL15%

北方华创、沈阳拓荆

离子注入

5%

AMAT60%)、Axcelis10%

中科信、凯世通

过程控制

15%

KLA50%)、AMAT、日立

上海睿励、东方晶源

清洗设备

5%

Screen54%)、TEL23%)、KLA10%)、LAM

盛美半导体、北方华创、至纯科技

化学机械研磨

5%

AMAT60%)、Ebara20%

华海清科、中电四十五所

测试设备

10%

泰瑞达(45%)、爱德万(40%

长川科技、精测电子等

  资料来源:Gartner 制表:华强电子

  随着资金投入和技术突破,国内半导体设备厂商在细分领域也正在逐步打破国外垄断,国产化率加速提升。例如,中微公司刻蚀设备技术水平已达国际同类产品标准,7nm和5nm刻蚀设备得到台积电认证并进入生产线。

  众所周知,华为芯片的诞生,主要包括设计、制造和封测等环节。除了大众熟知的台积电掌控的制造环节的相关设备会受到美国限制外,在EDA、IP等方面都会因限制而受到巨大影响。

  芯片设计就需要电子设计自动化软件EDA,同时需要购买一些现成的知识产权模块(IP核)。

  若EDA无法更新,将影响先进制程设计。目前,全球EDA行业主要由Synopsys、Cadence、以及Mentor  Graphics三大EDA厂商垄断。国内最大的EDA公司华大九天目前只能够提供产业所需EDA解决方案的部分,短期内难以实现国产替代,EDA工具会随着芯片工艺制程进步而不断更新升级。如果EDA厂商停止供货,华为的EDA工具将无法获得EDA厂商支持而更新升级换代。换言之,华为目前已有的7nm设计不受影响,但未来5nm设计可能会受到影响。

  另外,近日华为海思与意法半导体也正合作开发EDA设计技术。因受制于美国技术禁令,联合设计或是国产替代外的另一选择,比如由STM应用EDA芯片设计工具做前期线路设计,后期再由海思接手。

  国产EDA方面,国内早已出现多个EDA厂商。以往,国内从事EDA研究的公司就已经有华大电子、华天中汇、芯愿景等等。而今,华大九天、概论电子、芯禾科技、广立微等几个企业更是在国产EDA阵型中逐渐崭露头角。

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  IP核方面,ARM架构需独立自主开发。公开资料显示,华为是架构授权,目前已拥有最新的商用架构ARM  V8架构的永久授权。如果ARM停止服务,华为仍能采用ARM V8及之前公版架构进行设计,独立自主开发完善自用ARM架构。

  对于国内IP厂商芯原股份,其已拥有五类处理器IP、1400余个数模混合IP和射频IP。芯原在传统CMOS、先进FinFET和FD-SOI等全球主流半导体工艺节点上都具有优秀的设计能力。根据IPnest统计,芯原是国内排名第一、全球排名第六的半导体IP授权服务提供商,日后发展备受期待。

  另一方面,随着华为的供应链国产化推进,中芯国际近一年来与海思的关系愈发密切。日经报道指出,海思订单目前占据了中芯国际营收的20%。据透露,中芯国际目前产能扩充计划中,多数都是为海思准备。而根据中芯国际第一季度财报,也能看出其当季新增了大量订单,而其中大部分可能来自海思。

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  结语:

  台积电在此次事件中无疑属于一个“中间人”,美国对华为的“封杀”,无疑也会“误伤”台积电,但其又不敢得罪双方。毕竟,一方是“生母”,一方是“养母”,表面要迎合美国积极建厂,暗地里又要帮助华为调配产能。目前看来,台积电赴美设厂的举动难以换来美方的优待条件。美国对华为的封杀,无疑会误伤相关半导体产业链,台积电今后也要开始提防美国,加大扶持非美系半导体材料与设备供应商,来对非美系的客户进行服务,虽然这不是简单的事情。

  美国认为技术领先是美国霸权的基础,因此任何国家及公司可能都会因损害美国霸权的领先技术都会受到打压。华为又是当今“号令天下”的ICT领域中的佼佼者,被进一步的打压,似乎也在预料之内。

  尽管美国对华为的打压已经上升到空前高度,但由于华为未雨绸缪提前备货,国产替代的步伐也在加快,短期内的运营及业务影响有限。不过,华为芯片业务的未来将陷入“战时状态”,如果美国的打压没有缓和的余地,那么只有主动求变才能够绝处逢生。毕竟,造“芯”远不止设备受限,国产替代刻不容缓,不受制于人才是生存自强的主旋律。



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