这些牛逼的台湾半导体企业 中国大陆怎么追

　　台积电

　　(一)公司简介

　　沿革与背景

　　台积电成立于1987年2月21日，是全球第一家也是全球最大的专业集成电路(IC)制造服务公司，公司经营策略为只提供客户专业集成电路之制造技术服务，而不设计、生产、或销售自有品牌产品，不与客户做商品之竞争。

　　公司在北美、欧洲、日本、中国大陆、南韩、印度等地均设有子公司或办事处，产能亦来自海外子公司为WaferTech美国子公司、台积电(上海)有限公司，及新加坡合资SSMC公司之支援。

　　公司首创建置资讯平台—虚拟晶圆厂(Virtual Fab)，提供整套服务，客户也可从晶圆厂、封装厂、到测试厂整个供应链掌握订单进度。

　　2.营业项目与产品结构

　　业务范围涵盖IC制造服务及其相关项目，提供包括晶圆制造、光罩制作、晶圆测试与锡铅凸块封装及测试等客户支援服务。

　　晶圆代工服务，包括一般逻辑制程技术、非挥发性嵌入式存储(Embedded Non-volatile Memory)制程、嵌入式动态随机存取存储(Embedded DRAM)制程、混合讯号/射频(Mixed Signal/ RF)制程、高压(High Voltage)制程、互补金属氧化物半导体影像感应器(CMOS Image Sensor)、彩色滤光片(Color Filter)、微机电系统(MEMS)、硅锗(Silicon Germanium)制程等。 2015年Q3，16/20纳米占21%、28纳米营收占比27%、40/45纳米14%、65纳米占11%、90纳米占8%、0.11/0.13微米占2%、0.15/0.18微米占12%、0.25/0.35微米占5%。下游应用比重：通讯占59%、消费性电子8%、工业用25%、电脑相关8%。

　　(二)产品与竞争条件

　　产品与技术简介

　　台积电在技术及产能均居产业领导地位，是全球第一家有能力量产40纳米以下技术的晶圆代工厂，其40纳米规模与 良率优于同业，40纳米占全球8～ 9成市占，28/20纳米生产时程至少领先同业三季以上。 先进制程发展上，于2002年，在十二厂完成十二吋支持90纳米(nm)研发试产线;2007年，公司为全球第一家导入45nm量产之晶圆代工厂。至2009年第四季，来自于65nm及其他更先进制程占营收达39%。2011年10月，完成首件采用20纳米制程技术生产的ARM Cortex-A15处理器设计定案(Tape Out)。

　　台积电布局3D IC的硅穿孔(TSV)制程，以CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)制程模式生产，即将逻辑芯片和DRAM放在硅中介层(interposer)上面，然后封装在基板上，公司要提供全套服务，包括下游封装测试。整套流程包括，整合晶圆键合(Wafer Bonding)、薄晶圆(Wafer Thinning)、芯片基板键合(Chip on Substrate)及芯片封测等技术，将各种逻辑和存储芯片精准叠合。

　　2012年下半年起开始20nm制程技术进行试产工作，以平面制程(planar process)为基础，并采用高介电层/金属闸(High-k Metal Gate)、第五代创新应变硅(strained silicon )以及超低介电值铜导线等技术。跳过22nm制程，直接导入20nm制程技术，主因于20nm制程技术的闸密度、芯片效能与成本比，较22nm更具成本优势，台积电的微影技术也跨入下一世代，与Mapper合作无光罩多重电子束微影技术，以及与ASML合作的极紫外光(EUV)微影技术等。

　　2012年10月，CoWoS测试芯片成功地整合Wide I/O介面将逻辑系统单芯片与动态随机存取存储结合于单一模组，在芯片成品制造完成之前，公司的CoWoSTM技术透过将芯片堆叠于晶圆之上(Chip on Wafer)的封装技术，提供客户前端晶圆制造服务，藉由搭配Wide I/O行动动态随机存取存储介面，使这颗整合芯片可提供优化的系统效能，更小的产品外观尺寸，并且明显改善芯片之间的传输频宽。此次合作伙伴结合SK Hynix公司提供Wide I/O动态随机存取存储、Cadence公司支援Wide I/O行动动态随机存取存储硅智财、益华(Cadence)公司与明导国际(MentorGraphics )公司提供电子设计自动化工具。

　　因为嵌入式Flash MCU持续成长，且随ARM架构Cortex系列处理器发展、行动终端装置走向轻薄化，公司于2013年量产CoWos模型，以整合TSV与Silicon Interposer，并与晶圆代工业务结合。

　　台积电3D IC技术进程表

　　2013年4月，ARM与台积电完成首件采用16纳米FinFET制程技术生产的ARM Cortex-A57处理器产品设计定案(tape-out)，双方在6个月内完成从暂存器转换阶层到产品设计定案整个流程。Cortex-A57处理器，可支援行动运算、伺服器等高阶产品。16纳米FinFET量产时间提前至2015年。

　　台积电的28纳米产品线有低耗电(28LP)、高效能(28HP)、高效能低耗电(28HPL)、高效能行动运算(28HPM)、高效能精简型(HPC)五大制程。

　　28纳米HKMG制程采用的是后闸极(gate-last)技术，对手提供的则是前闸极(gate-first)技术，后闸极技术能提供更佳的芯片效能。另外20纳米将于2014年1月试产，产能规划达1万片，2014年底产能预估达6万片。28纳米HKMG制程又可分为HPM、HPC两种。公司的28纳米HPM制程已获得约60个客户的tape-out，相较于同业的LP制程，在耗电相同的情况下，产品速度可提升30%。另外，公司推出28纳米HPC的低价版本，以供应中低阶智慧型手机客户。

　　台积电的16/20纳米有90%的机台设备均相容，故16纳米FinFET制程的良率改善速度快，其良率已近20纳米制程。此外，16nm FinFET制程区分为“16nm FinFET(CLN16FF)”及其改良版“16nm FinFET+(CLN16FF+)”两种，已取得20个以上的设计定案(tape-out)，产品包括基频、AP应用处理器、网通、绘图芯片、CPU、伺服器等，规划于2015年Q3量产。

　　公司先进制程进度

　　资料日期：2015年10月

　　2015年台积电资本支出预估在105~110亿美元之间，主要用于8/12吋产能布建、先进制程研发，以及先进封装产能;其中，16纳米FinFET+月产能Q4将提升至5万片，2016年Q1将达8.7万片，2016年Q2则可达10万片目标，将成为公司未来营收成长主力，产品比重将逐步超越20纳米比重。公司宣布积极布局10纳米制程，规划2016年底前投产，2017年Q1出货，主要竞争对手英特尔、三星等预计最快在2017年内进入量产，三星则规划于2017下半年量产。 公司另跨足封装领域，InFo封装技术预计2016年开始挹注获利。 2015年12月，台积电向投审会申请赴南京设立16纳米制程的12吋晶圆厂，初步规划月产能为2万片，预计2018年下半年投产。

　　2.重要原物料及相关供应商

　　IC制造从硅晶圆开始，经过一连串制程步骤，包括光学显影、快速高温制程、化学气相沉积、离子植入、蚀刻、化学机械研磨等制程，需要原物料包括硅芯片、制程用化学原料、光阻、气体，以及研磨液、研磨垫与钻石碟等。

　　3.产能状况与生产能力

　　公司在台湾设有3座先进的十二吋超大型晶圆厂(fab 12、14 & 15)、4座八吋晶圆厂(fab 3, 5, 6 & 8) 和1座六吋晶圆厂(fab 2)，并拥有二家海外子公司：WaferTech 美国子公司、台积电(中国)，以及新加坡(与NXP合资)SSMC公司之八吋晶圆厂产能支援。全球总部以及晶圆二厂、三厂、五厂、八厂及十二厂皆位于台湾新竹科学园区;晶圆六厂及十四厂则位于台湾台南科学园区)，大陆厂则位于上海松江。

　　2013年台积电竹科12吋厂Fab12生产线投片，Q4于南科12吋厂Fab14以20纳米量产苹果A7处理器。台积电规划2014年底之前，20纳米及16纳米月产能达11万片，其中Fab14的P6厂采用16纳米制程FinFET技术，预计在2014年5月投产，Fab14的P7厂预计于2015年4月开始量产。18吋晶圆在新竹12厂第8期研发与试产，预计于2017年在中科15厂第5期正式量产。20纳米已于Fab 12、Fab 14开始量产，出货时间于2014年Q2，2014年Q3放量。

　　2014年全年总产能1845万片相当于8吋晶圆。

　　2014年Q2，竹科12 吋厂Fab12第6期、南科12吋厂Fab14第5期均进入量产，Fab14第6期将于7月量产，第7期于2014下半年装机，规画2015年开出16nm鳍式场效电晶体(FinFET)制程产能。

　　2014年11月，公司扩展后段封测布局，收购Qualcomm龙潭厂，将该厂作为封测生产据点，以InFO技术拓展3D封装市场，以强化一条龙服务，提升接单能力，预计2016年上半年可量产16纳米芯片的整合扇出型(InFO)晶圆级封装。2015年，上海松江厂规划月产能增加至120千片。

　　2015年2月，台积电于中科的晶圆厂投资案已通过，公司10纳米级8纳米的投资金额为7,000亿元，其中中科厂占5,500亿元，竹科研发中线与实验性产线占1,500亿元;竹科十二厂规画于2015年6月装机，10纳米制程于2016年Q4投片，2017年量产，期初月产能1万片;竹科十五厂方面，则是规画兴建3座厂房，主要为10纳米制程，至2018年三座厂房产能全部启用时，月产能可达9万片。 2015年政府开放半导体业者赴陆独资设立12吋晶圆厂，公司选定南京浦口经济开发区作为设厂点，预计2016年动工兴建，2017年下半年进行试产。

　　台积电晶圆厂产能(千片)：

　　资本支出

　　2014年资本支出为95~100亿元，但折旧金额将年增35%。其中，95%用于提升先进制程，包括28nm扩展及布建16nm、20nm制程。 台积电董事会于2014年11月11日决议投入1,672亿元，用来建置、扩充28纳米以下先进制程及40纳米以上制程产能。 2015年资本支出原订为105～110 亿美元，8成用于提升先进制程。2015年10月，考量公司投片及生产效率提升，加上设备采购时间延至2016年，将资本支出调降至80亿美元。 2015年11月，公司透过董事会核定资本预算为1253.58亿元，将用于扩充先进制程及先进封装产能，以及兴建厂房、安装厂务系统等。

　　4.新产品与新技术

　　2018年量产18吋晶圆，届时导入的技术将以10纳米鳍式场效电晶体(FinFET)制程为主，希望可以导入新一代的微影技术，除极紫外光(EUV)方案外，多重电子束(Multi E-Beam)也是考虑之一。

　　20纳米之产能于2014年6月起量产，公司预期2014Q3、2014Q4及2015年将贡献营收分别为10%、20%与20%以上。

　　10纳米制程则预定2015年下半年进行风险试产，10纳米与16纳米相比之下，速度快20%、功耗减少45%，电晶体密度也高出2.2倍，将于2016年量产。

　　16纳米制程方面，公司规画FinFET制程于2014年Q3进行试产，量产时间为2014年Q4，首批晶圆已于8月试产成功，产品为海思的64位元手机芯片Kirin 930，FinFET Plus制程则于2014年Q4试产，2015年Q1量产。

　　2014年9月，台积电推出全球最低功耗及成本效益最佳的28纳米高效能精简制程(28HPC)，该制程已开始量产，主要应用于智慧型手机、平板电脑等地64位元CPU ，且可将芯片尺寸缩小，功耗减少30%，速度在增加近两成。

　　台积电于2014年9月25日宣布，公司以16纳米FinFET制程，为海思生产4G基地台及网通设备用的处理器。公司表示16纳米FinFET制程可改善速度与功率、降低漏电流，且解决先进系统单芯片技术微缩时产生的障碍。

　　台积电于2014年9月30日与ARM(安谋)共同宣布，完成验证以ARM的big.LITTLE技术及16纳米FinFET制程的Cortex-A57与Cortex-A53处理器。2014年10月2日，携手合作研发10纳米FinFET制程，规划2015年Q4完成首颗10纳米制程64位元的ARM架构处理器设计定案。 2014年11月13日，台积电宣布已完成16纳米FinFET+制程的网通IC及手机AP试产，规划于2015年7月量产。 公司28nm制程及16nm制程皆具备成本优势，2015年推出HPC plus可大幅提升省电效能。此外10nm制程于2015年进入认证阶段，7nm制程于同年开始研发，预计2017年上半年可进入量产。

　　台积电之物联网计画

　　一、超低功耗平台

　　利用开放创新平台的硅智财与设计流程，建置物联网生态系统。台积电于2014年下半年进行研发，其0.18微米极低漏电、90纳米超低漏电制程已进入量产，而50/40/28纳米制程也将于2015年内逐步进入量产，且提供加入RF及eFlash技术。超低功耗制程可降低操作电压近三成，物联网与穿戴式装置电池寿命可延长2倍以上。

　　二、MEMS

　　公司提供整合型制程，包括以晶圆级封装将CMOS影像感测器与DSP整合，以及开发CMOS MEMS取代传统以封装打线制程生产ASIC MEMS。

　　(三)市场需求与销售竞争

　　产业结构与供需

　　IC产业链由上而下为设计、制造、封装及测试，提供晶圆制造服务包括整合元件厂(IDM)及专业晶圆代工(Foundry)，其中IDM业务涵盖IC设计、制造、封装和测试整个流程;Foundry如台积电，仅从事IC制造之专业分工。

　　因为先进制程需要不断投入资本并且因成本考量，IDM厂陆续将制造与后段封测等制程委外，大多IDM厂逐渐转型成Fabless(无晶圆厂)经营型态，或Fablite(轻晶圆)趋势。

　　受到IDM厂委外代工的趋势，以晶圆代工产值按客户型态之比重，Fables与IDM各占7：3，自2009年起扩大到8：2，2010年IDM长期外包比重超过2成，IDM厂对12吋产能需求持续提升，也是未来主要委外的部分。

　　在晶圆代工领域，全球前四大包括台积电、联电、GF(Global Foundries)和中芯国际，即占7成的营收比重，显示产业为寡占市场。

　　2013年全球半导体市场约成长4%，2014年成长约5%，Fabless产业方面，2013年成长9%，至于晶圆代工产业，将成长11%，2014年成长约9%。

　　台积电预估2014年全球半导体产业将年增7%、Fabless IC设计将年增9%、晶圆代工则年增14%。

　　2.销售状况

　　2014年Q1台积电客户以Fabless占87%、IDM厂占13%，前5大客户为Qualcomm、NVIDIA、TI、Marvell、ADI等。

　　公司28纳米市占率为100%，主要客户有Altera及Xilinx、Nvidia、AMD和Qualcomm。

　　2013年上市的iPhone 5s改采A7芯片，逾五成订单由台积电负责。

　　2013年客户营收比重为高通为16%、博通9%、NVIDIA 9%、MTK7%、AMD/ATI 7%、其他53%。

　　2013年Q4销售区域比重为北美74%、亚洲11%、大陆5%、欧洲7%、日本3%。

　　2014年Q2，公司获得Apple A8处理器代工订单。 2015年，公司获苹果扩大释出A9处理器代工订单，自6月起正式量产，并以16纳米鳍式场效电晶体加强版制程(FinFET Plus)量产，月投片量超过2万片。公司所生产的16纳米A9芯片体积为104.5mm，较三星的14纳米芯片体积稍大，但在效能测试软体测试结果显示，台积电的芯片运算功耗较三星的领先近2小时，有助公司取得iPhone A10订单。 公司争取苹果16纳米制程的A10处理器订单，已规划2016年3月开始量产投片。而10纳米制程陆续有客户导入产品设计阶段。

　　晶圆代工应用市占率

　　2014年Q2，公司20纳米制程用于手机，已于6月出货，而28纳米受惠FPGA、LTE手机IC、GPU、车用IC等客户订单，为营收成长动能。

　　截至2014年底，台积电16纳米客户包括Avago、Freescale、LG、MTK、NVIDIA、Renesas、Xilinx等。

　　3.竞争厂商

　　台积电为全球第一大，就先进制程上，根据研调机构统计，2013年全球晶圆代工市占率：台积电(46%)、联电(9%)、GF(1%)及Samsung(9 %)。

　　GlobalFoundries是从AMD分拆出来的，并且合并特许(Chartered)半导体后，成为全球第3大专业晶圆代工厂，GF在先进制程已追上联电。 市调机构Gartner(顾能)公告2014年全球晶圆代工市场统计，台积电因’28纳米领先同业，市占率提升至53.8%，排名市场第一。

　　(四)财务相关

　　主要转投资事业

　　(1)晶圆代工方面，包括持股38%世界先进与SSMC，SSMC是NXP和台积电在新加坡合资的8吋晶圆厂，台积电持股40%，NXP为60%。还有转投资美国子公司-WaferTech。 2014年4月11日，公司以每股42.55元出售世界8200万股，约5%股权，总金额为34.9亿元，持股比例降至33%

　　(2)创意：提供IP设计服务，持股35%。

　　(3)采钰：提供CMOS影像感测芯片测试业务，并于2007年跨入LED硅基封装。2015年8月董事会通过以不超过39亿元额度，取得CMOS影像感测器厂豪威(OmniVision)在台投资公司、双方合资公司采钰(VisEra)股权，持股比重提升至98.2%。

　　(4)精材：提供晶圆级芯片尺寸封装技术(WLCSP)封装。持股比重77%。

　　(5)普瑞光电(BridgeLux)：为美国LED磊晶大厂，于2008年投资。

　　(6)茂迪：2009年12月，台积电与茂迪签署认股结盟合约，正式入股太阳能电池大厂茂迪，以认购茂迪公司私募发行之普通股新股共7,532万股，认购之总金额约62亿元(约美金1.93亿元)，掌握茂迪二成持股成为该公司最大股东。

　　(7)Stion：2010年6月，宣布旗下VentureTech Alliance公司投资美商Stion公司5000万美元(折合新台币约16亿元)，并持有该公司约21%的股份，取得薄膜CIGS制程技术，双方并在技术授权、生产供应以及合作开发方面签订协议。

　　(8)太阳能方面：2009年12月，入股结晶硅太阳能电池茂迪，成为最大股东;2010年6月，入股薄膜太阳能电池厂Stion，取得CIGS(铜铟钾硒)制程技术，Stion授权并移转其CIGS薄膜制程给台积电，同时公司提供太阳能电池模组给Stion。在太阳能领域，公司同时发展结晶硅与薄膜太阳能电池。

　　(9)2011年4月，将太阳能事业独立分割为新公司-台积太阳能股份有限公司，基准日为8/1。 2015年8月，公司宣布旗下持股100%的台积太阳能，因业务发展已不具长期经济效益，于8月底结束工厂营运。

　　(10)2008年投资美国LED磊晶大厂普瑞光电(BridgeLux)，BridgeLux开发出氮化镓上硅(GaN-On-Silicon)之LED技术，达每瓦135流明，为硅基板LED业界第一家具商品化等级效能的厂商。

　　(11)2011年4月，将LED事业独立分割为新公司-台积固态照明股份有限公司，基准日为8/1。

　　2014年台积电决定将台积固态照明的94%持股售予晶电。

　　(12)2008年投资设备大厂ASML，预计于2015年Q2~Q3处分ASML持股。

 (13)2015年8月董事会通过收购台湾豪威控股公司100%股权。

　　由于篇幅原因，这里只介绍了上游知名的IC设计企业和中游的台积电，另外还有另一个代工厂和封测厂商，在以下的文章会分析，敬请期待。