上個月，一大批台積電工程師包機前往美國，時值台積電在美國亞利桑那州的5nm晶圓廠建設接近尾聲，創始人張忠謀證實，台積電還會在當地建設一座3nm晶圓廠，這是他們第一次將最先進制程的代工廠建在台灣地區之外。
由於在芯片代工環節的不可替代性，台積電過去幾年一直位於地緣政治的風口浪尖。但實際上，台積電也是一家商業機構，也會面臨商業層面的麻煩。
今年10月，台積電總裁魏哲家在內部溝通時，罕見地鼓勵員工休假，只有一個群體例外：3nm的研發人員。
短短一句話，可以說概括了台積電當下所有的麻煩：
第一，最新的3nm工藝節點，三星幾乎與台積電同時實現量產，台積電的技術優勢並不大。
第二，去年產能利用率動輒突破100%的好日子，台積電也沒那麼多訂單了。
但台積電的煩惱真的只有這些嗎？
3nm的困境：蘋果臨陣退縮
台積電大賺特賺的秘訣，就是先進制程始終領先一步，換來更高的議價權。而蘋果、AMD這類芯片設計公司的訂單又會變成台積電的研發資金和建廠開支，進一步擴大領先優勢。
2011年，台積電率先量產28nm，該節點的營收占比在一年的時間裡從2%提升到了22%。2018年，率先量產7nm後，蘋果、華為、AMD的訂單擠爆了台積電產能，2019年，台積電2470億元的營收創歷史新高。
所以我們看到，即便在2019年失去了大客戶華為，蘋果、AMD這些大客戶立馬就承包了閒置的產能。當時，台積電對未來的預期也很樂觀，宣布在2021年起，把在台灣地區工作的5萬名員工的固定薪酬提升20%。
但這個正向循環運轉到3nm節點時，卻出了一些問題。
首先，在過去十年裡一直落後台積電的三星，在3nm節點罕見的率先量產，足以令台積電感到緊張。
但這並不是核心因素，畢竟三星在5nm節點能耗翻車，坑哭了高通嚇跑了英偉達，導致沒幾家客戶敢吃3nm的螃蟹，只吸引了一家中國礦機企業。
其次，這些大客戶雖然沒找三星，但也沒用台積電的3nm。
三星宣布3nm量產後不久，台積電也順利量產自己的3nm工藝。但坊間盛傳，台積電的最大客戶蘋果在A17芯片上有可能跳過N3，而採用密度相對更低，但經濟性更高（便宜）的N3E工藝打造。
至於其他半導體公司，放起鴿子就沒有蘋果這麼含蓄了：
·英特爾原本宣布，14代酷睿CPU的集顯模塊使用台積電3nm，結果在8月份反悔，說自己其實要用的是5nm。
·英偉達剛剛發布了基於台積電4N工藝的RTX 40系列顯卡，考慮到英偉達的顯卡兩年迭代一次，就算要用3nm，也得等到2024年了。
·依靠台積電5nm工藝上演絕地反擊的AMD，新一代Zen 4使用的還是台積電的4nm工藝，就算Zen 5系列更新到3nm工藝，也得等到2024年。
為數不多有希望大規模採購3nm的玩家，只剩了在手機芯片行業的兩個老冤家，高通與聯發科。
其中，高通是三星芯片代工的主要客戶，近些年來一直在三星與台積電之間反覆橫跳；聯發科近些年來，一直對高端市場虎視眈眈，但成本依舊是一個不得不考慮的問題。
總結一下，台積電的大客戶，無一例外對3nm的態度很曖昧。原因很簡單：不划算。
根據市場研究機構International Business Strategies（IBS）的數據，3nm芯片的設計費用約達5-15億美元，興建一條3nm產線的成本約為150-200億美元。
這筆費用也會傳導到代工的報價上：3nm工藝12英寸晶圓的報價高達3萬美元，幾乎是5nm工藝的一倍，7nm的三倍多[3]。
但3nm帶來的性能提升卻不盡人意。舉例來說，7nm的A12芯片（iPhone XS/XR）相比10nm的A11（iPhone 8/X），性能提升了足足50%。但同樣相隔一年，4nm的A16（iPhone 14 Pro）相比5nm的A15（iPhone 13 Pro），性能提升不到10%。
這點提升說出去很沒面子，所以蘋果在發布會上宣傳A16芯片時，雞賊的和三年前的A13相比，勉強得出了性能提升40%的結論。
雖說性能提升變少不能怪台積電，也不能說蘋果、AMD這些芯片設計公司不努力，摩爾定律的衰減是整個電子產業需要面對的問題。但性能提升變少，消費者購買意願不足，終端品牌減產的壓力，卻結結實實的砸在了台積電身上。
7nm的尷尬：手機看不上，汽車用不起
3nm的訂單主要影響資本市場對台積電的預期，而台積電業績乏力的主要因素，其實出在了7nm身上。
觀察台積電的營收結構，可以發現一件很有意思的現象：儘管5nm量產許久，但截至今年上半年，營收主力依舊是7nm製程。今年二季度，5nm和7nm營收占比分別達到21%和30%。
但到了三季度，5nm依舊堅挺，占比達到28%，7nm卻拉了大胯，占比僅為26%。DIGITIMES報道，台積電7nm系列的產能利用率，已經從去年的一度超過100%，跌到如今的不足50%，為此，台積電甚至無限期擱置了高雄Fab 22廠的7nm擴產計劃。
台積電的7nm工藝創造了很多經典產品，比如蘋果的A12芯片，AMD的Zen 2/3架構處理器，以及海思的麒麟985芯片。
一般來說，當一個新製程量產後，蘋果、高通、AMD這類公司都是第一個吃螃蟹的。而隨着工藝升級，蘋果、高通、AMD會更新到下一代製程，上一代製程的產能會降價，給服務器芯片、汽車芯片等等產品代工。
對台積電來說，老製程雖然已經落後了，但產能不會被浪費。隨着產線的成本慢慢折舊完，持續開動的產線反而能貢獻可觀的利潤。在台積電的營收里，將近1/3都是40/45nm以上的成熟製程貢獻的。
了解了這個背景，就能看出7nm的尷尬之處：說它是先進制程，也沒有那麼先進；說它是成熟製程，也沒有那麼成熟。
一方面，高端手機芯片和PC芯片，已經過渡到了5nm/4nm製程；另一方面，汽車芯片、服務器芯片、物聯網設備芯片這些替補隊員，又遲遲沒能跟上。
原因很簡單：太貴了。
對設計公司來說，28nm節點上的開發需要投入5310萬美元，16nm需要1億美元，而到了7nm，則需要將近3億美元[1]。在這之中，僅僅流片一項付出的成本，就從14nm的300萬美元躍升至7nm的3000萬美元。所以7nm就算降價，還是貴。
這麼貴的原因有二：第一，7nm流片時，用於對向硅片上投影芯片圖像的耗材掩膜版急劇增加，這一項就能花掉一千多萬美元；第二，7nm芯片的生產設備從DUV光刻機變成了EUV光刻機。
所以，芯片代工成本的增加並不是線性的，這也是為什麼28nm和14nm成為了兩代經典製程。比如28nm用的是HKMG，之後的製程就變成了FinFET工藝，成本暴漲。而14nm則是DUV光刻機能生產的最先進的製程，之後的成本也會暴漲。
蘋果、英偉達這類消費電子霸主，自然有底氣盯着先進制程採購。但汽車/服務器/物聯網設備芯片公司在豪情一擲之前，肯定得先掂量掂量，自己有沒有蘋果那個出貨量。
掂量的結果，就是替補隊員集體賴在14nm/28nm當釘子戶，7nm只能靠AMD還沒停產的老產品。在2010年就已經量產的28nm，近年仍能給台積電貢獻10%左右的營收。
2021年，在台積電7nm節點的營收中，英偉達和AMD兩家公司是主要支撐。但如今它們都轉移到了5nm。英偉達之所以把旗艦的40系顯卡定價上萬，台積電5nm工藝的超強能耗比（英偉達用的4N在統計口徑中歸5nm）是一個核心賣點。
先進的3nm沒人用，「落後」的7nm也沒人用，台積電只能大手一揮：砍。
寒氣傳遞的太快了
時間撥回2022年初，半導體代工廠的畫風還是這樣的：多家廠商業績創下新高，台積電、聯電2021年營收增幅在20%左右，中芯國際則為40%。
隨後，廠商陸續上調了資本開支，台積電2022年資本開支預計400-440億美元，其中八成運用在7nm及以下先進制程的開發。
而到了10月，台積電的來了個大轉彎：預計2023年整個半導體行業可能會下滑，台積電見風使舵，下調資本支出至360億美元。
其他半導體廠商也都和台積電一樣，一邊公布慘澹的業績，一邊為自己當初豪邁的資本支出找個台階下：
·英特爾第三季度營收同比下降20%，淨利潤同比下降85%，同時將資本支出計劃從270億美元下調至250億。
·韓國內存大廠SK海力士第三季獲利下滑60%，明年資本支出削減50%以上。
·三星電子預計，第三季度的營業利潤將比去年同期下降近三分之一；英偉達公布的第二季度收益出現了驚人的51%的下滑。
·全球第三大芯片代工廠格羅方德直接裁員，5.7%的員工感受到了寒氣。
廠商集體過山車背後，其實反映的是一個現象：供需錯配。
疫情以來，居家辦公使得人們對手機和平板的需求增加。2021年，全球智能手機系統級芯片SoC出貨量達到13.5億顆，同比增長了4.1%。與此同時，供給端卻是吃緊的；自2020年夏天，半導體設備利用率從未低於90%[4]。
於是半導體廠家紛紛尋求擴產。但芯片行業的特殊之處在於，擴產需要時間，晶圓代工廠從建設到量產，需要兩年左右的時間。在這段時間裡，一旦需求回落，芯片行業就會陷入衰退。
現在的情況，就是廠商們最不願意看到的。
作為台積電最大的兩個客戶，蘋果在iPhone 14系列發售一個月後，在中國的市場份額下降了5%[2]。高通在季度業績預告中，將今年5G手機的出貨量，從之前的7.5億下調到了6.5億，對當前財季的銷售額逾期，也比華爾街的要低20億美元。
需求萎縮，產能過剩，庫存爆表。無論寒氣有沒有傳遍松山湖，它都傳遞給了全球幾乎所有的半導體公司：英偉達的股價從年初高點跌了65%；AMD跌了62%；ASML跌了56%；英特爾最慘，一路跌回了22年前。
2月21日，台積電成立35周年之際，創始人張忠謀回顧起往日的崢嶸歲月：如果35年前成立時就投資台積電，如今能賺1000倍。
從這個角度看，張忠謀其實準確預警了自家公司的高點。畢竟只過了半年多，當年那批投資者就只能賺500倍了。
參考資料
[1] 2納米芯片，巨頭的金錢競賽，財經十一人
[2] iPhone在華周銷量暴跌27%，14系列後勁不足，蘋果也不行了？天極網
[3] 3nm之爭加劇 客戶開始「一邊倒」，三星危險了？愛集微
[4] 5張圖說明全球芯片短缺的原因，悅智網
[編輯：劉芮*視覺設計：疏睿*責任編輯：李墨天*製圖：周哲浩*研究支持：劉芮/來源:遠川研究所]
