那年那芯那些事儿
作者 | 曦桐城
数据支持 | 勾股大数据（www.gogudata.com）
7 月 15 日，台积电公布 21 年 Q2 业绩报告，数据显示：
21 年 Q2 公司营收 132.89 亿美元，同比增长 26.9%，前值 103.85 亿美元，预期值 131.67 亿美元；毛利率下滑至 50%，经营利润率为 39.1%；净利润 47.98 亿美元，同比增长 17.7%，但低于市场预期的 48.62 亿美元；净利率为 36.1%。
从以上披露的数据可知，公司毛利率出现下滑。这主要是为了最大程度地满足市场对车载半导体的需求，台积电增加了毛利较低的 MCU（微控制器，主要用于汽车）的产量；另外，台积电产能持续吃紧，工厂一直处于满载负荷状态，相关设备得不到进一步的保养与休整，这都加快了机器的损耗，进而影响良品率，从而无法进一步优化成本，最终导致毛利率的下滑。
另外，按工艺制程划分的收入结构来看，5nm 制程出货量占晶圆总收入的 18%，7nm 制程占比 31%；7nm 及更先进制程合计占比 49%。从这里可以看出，台积电 5nm 的产能在不断放量——20 年 5nm 的全年营收占比仅为 8%，到了 21 年 Q2，便达到了 18%，增速迅猛。在 5G、物联网及新能源汽车大趋势的推动下，5nm 的营收占比将会进一步提升。
那么，就当下的情况而言，台积电在二级市场还值得投资吗？让我们一起来梳理一下它的基本面～
台积电何以能成为半导体一哥？
台积电成立于 1987 年，总部设在台湾新竹科学园，开创了专业集成电路制造服务商业模式。作为一家晶圆代工厂，公司根据客户提供的专有集成电路设计，使用台积电的制造工艺为客户生产半导体。公司只专注于生产由客户所设计的芯片，本身并不设计、生产或销售自有品牌产品，确保不与客户直接竞争；透过释放客户创新动能，台积电助力客户在市场上获得成功，而客户的成功反过来能给台积电带来源源不断的订单，为台积电未来的成功奠定了基础，这也使得公司于 20 年在晶圆代工领域达到 57% 的占有率。
公司的客户包括许多世界上领先的半导体公司，从无晶圆厂半导体公司、系统公司到集成设备制造商，包括 AMD、英特尔、英伟达、高通、赛灵思等企业。公司制造的半导体为全球客户群服务，规模大且种类繁多，并被广泛应用于包括移动设备、高性能计算、汽车电子和物联网在内的各种终端市场。服务对象的多样化有助于缓和需求的波动，从而使公司能保持更高的产能利用率和盈利能力，并为未来的投资创造可持续的回报。20 年，公司以 281 种制程技术，为 510 个客户生产 11,617 种不同产品。同年，公司生产了全球 24% 的半导体产品 (不包括存储器产值)，而 19 年这一比例为 21%。
营收高速增长背后的逻辑与挑战
公司营收的主要来源是晶圆制造，占 20 年总收入的约 88%。其余收入主要来自封装和测试服务、掩模制造和设计，以及特许权使用费收入。显著影响公司营收的因素包括：半导体产品的全球需求量、定价、生产能力、技术发展、外币汇率波动等。
公司在 20 年营收比 19 年增长了 33.3%，主要是由于先进制程的营收比重的提高，使得 ASP（Average Selling Prices，即平均售价）增长了 11%，同时晶圆出货量也同比增长了 23%，较 19 年的晶圆出货量也增长了 15%。另外，公司在 16-20 年的出货量分别为 960 万片、1040 万片、1080 万片、 1010 万片和 1240 万片 12 英寸等效晶圆。其中，19 年由于新冠疫情这一黑天鹅事件的影响，出货量出现下滑。
公司毛利率随产能利用率、价格变动、成本改善、产品组合和汇率等因素而波动。此外，当一项新技术被引进时，公司的毛利率将受到负面影响。20 年，公司的毛利率从 19 年的 46.0% 上升到了 53.1%，主要原因是产能利用率的提高以及成本的持续改善。20 年公司开始量产 5 纳米产品，导致整体毛利率被摊薄了大约 1-2 个百分点。
近十年来，公司的研发费用率一直在 7.5%-8.5% 之间波动。由于公司持续推进 3 纳米和 4 纳米工艺制程的研究活动，20 年研发费用同比增长 28.5%，至 38.82 亿美元。为了保持台积电在晶圆代工领域的市场地位，加强技术领先地位，公司将继续大力投资于先进工艺制程（3 纳米和 4 纳米）的研发。同时，公司还将继续投资于成熟技术产品的研发，为客户提供功能丰富的工艺能力。此外，公司不仅加强了对新的专业技术的关注，例如针对 5G 和智能物联网应用的 RF 和 3D 智能传感器；还将继续与学术界和行业财团的外部研究机构合作，目的是延迟摩尔定律失效，为其客户提供成本效益高的技术和制造解决方案铺平道路。
通常来说，体现晶圆代工厂制造能力的两大关键因素是产量和制造工艺技术。而台积电拥有着全球最大的逻辑晶圆产能，掌握着最先进的制程技术。
全球最大的逻辑晶圆产能
20 年台积电年产能（以 12 英寸等效晶圆计）约为 1300 万片，而 19 年约为 1230 万片，这一增长主要来自于 5 纳米和 7 纳米先进技术的扩展。目前公司在台湾设有 4 座 12 英寸超大晶圆厂（GIGAFAB Facilities）、4 座 8 英寸晶圆厂和一座 6 英寸晶圆厂，在大陆设有台积电南京 12 英寸晶圆厂和台积电上海 8 英寸晶圆厂。此外，在美国设有 WaferTech 8 英寸晶圆厂。其中，12 英寸超大晶圆厂是台积电制造策略的重要关键。另外，台积电卓越制造的基础，除了充沛的产能外，还包括：能积极满足客户的多样需求、最佳化的生产时程管理、迅速量产并维持高产品良率、准时交货等，这些都是台积电在制造方面的核心优势。
一流的半导体制造工艺
公司采用从 0.25 微米及以上的成熟工艺，到 5 纳米的先进工艺制程来制造产品。其中，7 纳米技术于 17 年实现量产，并在 20 年为客户输出了 10 亿个优质芯片；7 纳米 Plus 技术进入了使用极紫外 (EUV) 光刻技术量产的第二年；5 纳米技术则在 20 年成功量产。20 年，先进技术（16 纳米及以下制程）晶圆收入占总营收的 58%，高于 19 年的 50%。而 20 年，5 纳米、7 纳米和 16 纳米营收分别占公司晶圆总营收的 8%、33% 和 17%。
作为营收的最主要来源，20 年北美地区营收同比增长 38% 至 294.7 亿美元，直接带动了公司整体的营收；而中国、日本及其他亚太地区是公司营收的新增长点，同样有不错的表现，分别较 19 年增长了 20%、17% 及 59%，侧面显示了疫情后，社会经济复苏对半导体的需求大增。
产能管理和技术升级计划
台积电根据对产品和服务的长期市场需求预测来管理公司整体产能和技术升级计划。根据目前的市场需求预测，公司打算维持扩大制造能力和提升制造技术的战略，以满足市场供不应求的现状。
自从公司的资本开支在 16 年一举突破 100 亿美元大关到达 101.25 亿美元之后，台积电的资本开支便一直维持在 100 亿美元之上。17-20 年的资本开支分别为 111.53、103.1、153.94 和 180.64 亿美元。公司预计在 21 年的资本支出约为 300 亿美元，主要集中在以下方面：
（1）主要面向 5 纳米和 3 纳米节点的装机扩容；
（2）扩大先进封装和专业技术的能力；
（3）在美国亚利桑那州扩建 Fab 18 和 300mm 晶圆厂；
（4）投资于新工艺技术的研发项目。
服务对象多元化
由于 COVID-19 加速了数字化的进程，20 年的营收增长主要来自高性能计算、物联网与智能手机，同比 19 年增长了 48%、36% 及 31%，分别达到 156.63、39.3、229.81 亿美元。
在数据爆炸和应用创新的推动下，高性能计算已经成为公司业务增长的关键动力之一。基于先进的制程节点，公司已经推出了包括 CPU、GPU、FPGA 等在内的各种高性能计算产品，这些产品可用于当前和未来的 5G、AI、云和数据中心。公司还提供多种先进封装技术，以满足客户对高性能、高计算密度和高效率、低延迟和高集成度的要求。
未来展望
5G、高性能计算和物联网的大趋势，预计将在未来几年推动对半导体技术的强劲需求。跟智能手机不同的是，这些设备对功耗和成本比较敏感，自然要求配置的芯片价格低廉，因此所需要的芯片大都使用 200mm 晶圆厂生产。然而，由于更大的晶圆意味着芯片制造商可以在每个晶圆片上切割出更多的裸片（据 SEMI 分析师称，一般来说 300mm 晶圆面积比 200mm 大 2.25 倍），从而降本提效，再加上 21 世纪前十年，供应过剩导致半导体行业的一系列并购，基本将没有规模优势的 200 毫米晶圆厂商排挤了出去。因此，在全球范围内，工艺制程早已成熟的 8 英寸晶圆厂数量有限，而现有的 8 英寸晶圆厂产能都已饱和，快速增加新的晶圆厂也不大可能（一般新晶圆厂的从建设到投产的周期为 2 年）。
另外，台积电在车载半导体方面的研究，有助于缓解当下汽车领域的芯片短缺问题。据 IHS Markit 数据，台积电生产了全球约 70％ 的 MCU 芯片。而在上周四的业绩电话会议上，台积电也表示 21 年上半年关于 MCU（微控制器，主要用于汽车）的产量较去年同期增长了 30%，21 年全年预计会将 MCU 的产量提高近 60%，以缓解全球汽车业芯片短缺的问题。
据 IC Insights 发布的《2021-2025 年全球晶圆产能报告》，截至 20 年 12 月，台积电拥有最多的 200 毫米晶圆产能。然而，在其产能中，采用 300mm 晶圆的先进制程占了一大半——其先进工艺制程营收占比从 19 年的 50% 升至 20 年的 58%。因此，为扩大产能，21 年 4 月份台积电宣布追加投资 28.87 亿美元，在南京扩建 28 纳米产线，量产目标为 22 年下半年。预计到 23 年年中，其 28 纳米工艺芯片产能将由当下的 2.5 万片/月提高至 4 万片/月，以满足日益增长的汽车芯片需求。
针对先进制程的提前布局，台积电也早有准备：20 年 11 月，台积电在美国成立了一家全资子公司——亚利桑那台积电公司，主要从事集成电路的制造和销售，计划在 21 年至 29 年期间投入约 120 亿美元。子公司将利用台积电的 5 纳米技术制造半导体晶片，每月可容纳 2 万块半导体晶片。工程已于 21 年 6 月动工，5nm 芯片批量化生产目标为 24 年 Q1。另外，对于饱受业内关注的 4nm 及 3nm 进程，公司将于 21 年 Q3 展开 4nm 试产，22 年量产，终端应用包含智能手机与高性能运算（HPC）；同时，公司计划于 21 年进行 3nm 风险生产，22 年下半年开始量产。
在电话会议中，台积电 CEO 还预计全球的半导体供应紧张局面将会持续到 22 年，因此公司大概率会产能满载至 22 年。而为了缓解全球缺芯的问题，公司计划在 21 年内投入 300 亿美元资金，加班加点地扩产，并争取在 22 年之前在全球新增 5 座 3DFabric 晶圆厂。随着新晶圆厂的扩建投产，毛利较低的车载半导体的需求将逐步得到满足，而台积电势必会提高毛利较高的先进制程占总营收的比重，并开展相关机器设备的维护整修与保养，这将使得良品率得到提高，毛利率下滑的趋势也得以止步。而公司还承担着苹果 21 年下半年将要推出的 iPhone 13 的手机芯片供应的重任，预计其下半年业绩将会十分耀眼。
除非有政治经济环境的巨大变化，否则，作为大基建的关键一环，台积电出产的芯片在未来五年都将继续称霸全球，其股价也会水涨船高。涨出来的风险，跌出来的机会，时间会给我们答案，让我们拭目以待吧！
