主要观点总结
本文讲述了台积电在芯片制造领域的优势及挑战，包括其与芯片设计公司的关系、先进封装技术的运用、与其他芯片制造商的竞争态势以及全球政策对其业务的影响。文章指出，随着技术进步和市场竞争的加剧，台积电需要不断投入研发以保持技术优势，并面临新的挑战，如先进封装技术的推广和全球供应链的稳定性。
关键观点总结
关键观点1: 台积电的优势和挑战
台积电在芯片制造领域的优势地位，通过与芯片设计公司的合作和持续的技术投入，建立了稳固的商业循环。但随着技术进步的放缓，台积电面临新的挑战，如先进工艺的研发和先进封装技术的推广。
关键观点2: 先进封装技术的运用
台积电通过开发先进封装技术，如CoWoS和InFO，提高了芯片的性能和降低成本。先进封装技术的应用对台积电的发展具有重要意义。
关键观点3: 与其他芯片制造商的竞争态势
台积电在芯片制造领域的竞争态势严峻，竞争对手如三星和英特尔在研发投资和技术进步方面面临困难。同时，全球政策对芯片产业的影响也加剧了竞争的不确定性。
关键观点4: 全球政策对台积电业务的影响
全球政策对芯片产业的扶持和补贴对台积电的业务产生了影响。然而，政府投入与市场竞争之间的平衡仍然是一个挑战。同时，地域属性强的企业需要应对不同工作文化和人才招聘的挑战。
正文
随着台积电拿走芯片制造更多利润，产业风险也在进一步聚集。
1990 年代，硅谷诞生数十家只设计、不制造的芯片公司（Fabless）。AMD 创始人杰瑞·桑德斯（Jerry Sanders）在一场行业会议上说：“现在听我说，真正的男人要有晶圆厂”。他认为，只做设计的芯片公司，只能在晶圆厂有空余产能时才能下单，还得把设计图纸无保留地交给竞争对手，容易让公司陷入困境。
十多年后，芯片行业沿着桑德斯预想的糟糕情况发展。按照他的标准，当前最强的一批芯片公司——苹果、英伟达、博通、高通等，都不是 “真男人”。AMD 也变成一家纯设计芯片的公司，经历多年阵痛后，在女性 CEO 苏姿丰带领下走出困境。
晶圆厂依旧重要，只是没几家能建得起最先进的。台积电保持绝对优势，生产全球 60% 的逻辑芯片、90% 的 5 纳米以内先进芯片。先进芯片制造领域，台积电仅剩的两个对手各有各的困境：
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三星的 3 纳米芯片制造工艺，良率问题至今未解决，客户只有芯片设计简单、订单稀少的虚拟货币矿机芯片商。三星下一代旗舰手机 Galaxy S25，可能也会全部使用台积电代工的高通芯片。三星工人们的劳工意识在觉醒，工会组织大罢工。三星芯片业务负责人全永铉在内部信里警告，“如果不改革公司文化，三星将陷入恶性循环。”
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英特尔先进制造工艺被台积电越甩越远，甚至将部分先进芯片交给台积电代工。2021 年上任的 CEO 帕特·基辛格（Pat Gelsinger）制定了重振芯片制造计划，被昂贵的研发和资本开支拖垮，市值只有台积电的 1/8。今年二季度巨亏 16 亿美元后，英特尔宣布收缩，裁员 1.5 万人。基辛格计划出售资产、暂停扩张，甚至最终可能像 AMD 一样剥离芯片制造业务。
与此同时，台积电董事长魏哲家在二季度财报电话会上提出 “Foundry 2.0” 的概念，称台积电的业务范围覆盖先进芯片的制造、封装、测试等流程。芯片设计公司只要给台积电递交设计文件（GDS），几个月后就能收到成品。它继续扩张，想要借助先进制程的优势，拿走芯片制造领域的更多利润。
芯片行业诞生后的数十年里，英特尔、德州仪器等公司，在内部建立了整套芯片设计和生产流程。当时芯片的性能和可靠性还满足不了主流客户的需求，芯片公司必须控制每个关键组件的设计和制造，才能有竞争优势。
随着制程技术的迭代进步，只有极少数公司负担得起越来越昂贵的生产线开支。领先的芯片巨头也需要减负，劳动密集、利润率不高的封装和测试业务率先被分包出去，诞生了专业的封测（OSAT）公司。如今全球近三成封测产能都集中在劳动力成本较低的东南亚地区。
张忠谋于 1987 年创办的台积电进一步迎合了这个趋势。他认为，随着计算成本的降低，芯片需求会在各个领域迸发，催生出很多不具备生产能力的芯片设计公司。台积电先从英特尔等巨头觉得利润低的成熟芯片代工做起，逐渐积累制造经验和规模优势，推动了芯片产业的专业化分工：
设计公司通过 EDA 等软件设计好电路图，交给制作掩膜的公司，形成芯片模版，芯片制造商拿到掩膜，在硅片上加工，经历清洗、光刻、蚀刻、掺杂、沉积、抛光等数百道工艺，经测试无误，切割成一个个的裸片（Die），然后交给专门的封测公司，封装进保护外壳，连接外部电路，经过最终测试后，将芯片成品交付给设计公司，再装进电子设备中。
相比台积电只负责芯片制造的 “Foundry 1.0” 时代，魏哲家口中的 “Foundry 2.0” 现阶段多了掩膜版和先进封装，二者都是技术难度高且利润丰厚的环节。魏哲家说，2023 年全球芯片代工行业规模为 1150 亿美元，但是在 Foundry 2.0 的新定义下，行业规模将倍增至 2500 亿美元。台积电在全球晶圆代工市场的市占率也因此从 61% 降到了 28%。
一定程度上，Foundry 2.0 只是一个看似让台积电增长潜力更大、垄断风险更低的数字游戏。台积电在芯片代工领域站稳后，就开始把业务逐渐延伸到掩膜和先进封装环节。
1998 年，台积电开始为客户提供掩膜版。掩膜制作会涉及芯片加工的技术机密，越是先进工艺，晶圆厂越倾向于自主生产。而且，掩膜版制作是芯片设计公司流片（小批量生产，验证芯片设计方案）时的主要成本。台积电提供掩膜版 “拼单” 服务，能让多个芯片设计客户复用部件，分担掩膜成本。
掩膜版的功能类似于传统相机的 “底片”，是光刻工艺中连接设计与制造加工的关键材料。芯片制造商需要借助光刻机和光刻胶，通过掩膜将芯片设计电路图形以曝光方式 “复印” 到基板或晶圆上。
据国际半导体产业协会 SEMI，全球芯片掩膜市场规模接近百亿美元，其中 2/3 来自晶圆厂自有产线。台积电只生产相对先进的掩膜版、而且只供自己的客户使用，就已经是全球最大的掩膜制造商。
台积电的先进封装业务始于 2009 年，退休高管蒋尚义重回公司，提出要做区别于传统封装的先进封装。他认为，芯片制程沿着摩尔定律飞速进步，但芯片之间封装的金属间距却在 110 微米上停滞了 20 年，成为阻碍技术进步和成本降低的瓶颈，比如过宽的金属间距导致 GPU 和 DRAM 离得太远，会影响传输速度。
得到 400 名工程师和价值 1 亿美元的设备支持后，蒋尚义带领团队开发出第一代先进封装技术 CoWoS。CoWoS 由 CoW 和 oS 两部分组成，CoW 代表 Chip on Wafer，指的就是前述芯片封装在硅晶圆上的过程，oS 代表 on Substrate，再将封好的晶圆连接在基板上。oS 更接近传统封装，技术含量和利润率不高，台积电至今仍将这部分流程外包给封测厂。
刚开始，成本高昂的 CoWoS 并没有获得市场认可。台积电牺牲部分性能、大幅低成本，开发出第二个先进封装技术 InFO，借此获得不弱于三星的芯片封装方案，吸引苹果下单。
性能更佳、但成本昂贵的 CoWoS 最终也在坐了十多年冷板凳之后，等来人工智能芯片的需求爆发。即使今、明两年连续翻倍扩产，台积电的 CoWoS 产能仍旧供不应求，预计到 2026 年才能供需平衡。
在先进的 AI 芯片中，先进封装的价值更高。据芯片行业分析师 Robert Castellano，一张英伟达 H100 生产成本约 3000 美元，其中台积电先进制程代工费用为 155 美元，而先进封装 CoWoS 费用为 723 美元。
魏哲家说，目前台积电先进封装的毛利率已接近公司整体毛利率（53%）。这个水平差不多是目前头部封测厂商的三倍。
投资先进工艺 “性价比” 变低，台积电加速进入晶圆代工 2.0
台积电的成功，首先在于它敢烧钱。台积电每年赚的钱，都会在买设备、建厂等资本开支上花个干净。在关键节点，不惜举债投资。
2010 年前后，苹果为自研芯片寻找代工方，英特尔因为报价太低拒绝。但张忠谋认为，苹果的大批量订单，将给台积电带来规模优势，于是找银行借了 70 亿美元为苹果建设产线，这笔钱差不多是当时台积电两年的利润。回报则是台积电拥有了全世界最有能力和意愿为先进芯片制造工艺买单的大客户，推动它建立商业循环——投入资金研发先进工艺，获得更多收入，能继续投入研发，并借此建立技术优势。
过去三年，台积电每年的资本开支都超过 300 亿美元，超过全球前五大芯片设计公司（英伟达、高通、博通、AMD 和联发科）的净利润之和。没有一家芯片设计公司愿意投入这么多钱建产线，但它们在激烈的竞争中持续开发先进芯片，最终都成了台积电的客户，让台积电的商业循环更稳固。
英特尔、三星原本希望借助公司内部的业务订单建立这样的商业循环。但随着摩尔定律走向衰竭，芯片性能提升越来越难，投资研发先进芯片制造工艺更昂贵。建设一座 28 纳米晶圆厂，需要投资 60 亿美元，5 纳米需要 160 亿美元，而到了 3 纳米则需要近 200 亿美元。
但更昂贵的制造工艺给产品带来的收益越来越不明显，以至于去年只有苹果选择在 iPhone 上使用 3 纳米制程的芯片，第一次把高通等竞争对手甩开。客户采购芯片的花费，就是晶圆厂的研发投入。三星、英特尔逐渐在这场竞争中败下阵来。
