抗衡台积电，曙光乍现

在全球半导体市场，IDM的生长势头和行业影响力似乎越来越弱，而晶圆代工营业模式的行业职位却在连续提升。从行业龙头厂商的生长现状，也可以看出这种生长态势，眼下，市值最高的两泰半导体企业，一个是英伟达，市值已经跨越2万亿美元，火爆异常，另一个是台积电，在2022和2023年，英伟达股价暴涨之前，台积电的市值是半导体企业里最高的，一度跨越7000亿美元，厥后有所下滑，但现在又恢复到7000亿美元以上。

英伟达和台积电是晶圆代工营业模式下的典型企业，一个设计，一个生产，而且都聚焦先进制程工艺，珠联璧合，成为当下半导体行业最抢眼的存在。

相比之下，老牌的IDM企业，并稳固在各自领域内排名前三的企业，有两大代表，一个是英特尔，一个是德州仪器（TI），一个做数字逻辑芯片，一个做模拟芯片，这两家都是各自领域的龙头。但它们最近今几年的日子似乎都不太好过，稀奇是德州仪器，无论是市值，照样营收、利润，或是营业拓展能力，与早些年相比都在下滑，而且裁员不停。

晶圆代工正在周全打压IDM。也正是由于云云，在全球晶圆代工厂商中综合实力最强的三家：台积电，三星，英特尔，其中的两家——三星和英特尔——都从IDM进入了晶圆代工业，且投入力度越来越大。

01

生长战略各有差异

对于台积电、英特尔和三星这三大厂商来说，原来接纳的晶圆代工战略各有差异，但近两年越来越趋同，那就是把越来越多的资源投入到最 先进制程工艺手艺上。

台积电的基调一直没变，持之以恒地将晶圆代工营业做到极 致，稀奇是在先进制程方面，是台积电投入的重点，每年都市有大量资金砸进去，而生长到10nm的时刻，台积电相对于行业竞争对手（主要是三星）的优势越来越显著，在7nm和5nm制程芯片量产方面，台积电形成了对竞争者的碾压态势，并将这种优势延续到了3nm。

三星方面，在20nm及以上制程时代，与台积电之间的差距没有现在这么大，而到了14nm（台积电称为16nm），三星依附在制程工艺方面的突破，在这一节点处压了台积电一头，然则，这种优势并没有连续太久，台积电很快就赶了上来，并在10nm以下制程领域使三星越来越难受。为了追赶台积电，三星电子于2017年决议分拆晶圆代工营业部门，以追求更多客户，稀奇是行业大客户的信托，但从效果来看，这样的分拆并不算乐成，或者说，对于三星这样在韩国处于巨无霸职位的企业来说，要想完全将晶圆代工营业分拆出来，难度太大。

英特尔方面，在上一位CEO的设计里，晶圆代工营业险些被无视掉了，而是将主要精神和资源投入到了焦点产物CPU，以及种种新型处置器产物（如手机处置器和AI处置器），但从现实效果来看，都不理想，在CPU方面，AMD在已往5年里，依附架构和设计创新，以及互助同伴台积电的制程优势，快速逆袭，抢夺了大量原本属于英特尔的CPU市场份额。与此同时，GPU在AI领域的主要性不停凸显出来，而台积电的制程工艺优势依然施展着要害作用，相反，在那段时期，英特尔并没有重视GPU市场，错过了最 佳的生长时机期，这也导致该公司在最近几年鼎力投入GPU研发时，总是有种事倍功半的效果。

在新任CEO的率领下，英特尔大幅调整了生长战略，将晶圆代工营业放在了头等主要的位置，险些是要All in式的投入，从近两年以及未来的生长来看，英特尔的这个决议照样值得期待的，虽然时间稍晚了一些，但并没有错过，生长效果若何，估量5年后可以见分晓。

02

行业职位此消彼长

总的生长战略会导致响应的效果，这在台积电、英特尔和三星晶圆代工营业上有显著体现，稀奇是行业排名，最为显著。

就近两年的排名来看，这三强的转变很显著，台积电市占率已经提升到60%，三星下滑显著，英特尔在十 强榜单中进收支出。

前些天，TrendForce宣布了2023年第四序度全球十大晶圆代工厂营收排名榜单，如下图所示。

可以看出，台积电的市占率已经提升到了61.2%，环比上升，而三星的市占率为11.3%，环比下降。英特尔方面，该公司的代工营业IFS（Intel Foundry Service）在2023年第三季度历史首次泛起在该榜单中，那时排名第九位。而在第四序度榜单中，英特尔被挤出了前十。

2022年第四序度，排名情形基本稳固。市占率方面，台积电为58.5%，三星的市占率为15.8%，那时，英特尔还没有泛起在榜单中。

2021年第四序度，在榜单中，台积电的市占率为52.1%，三星为18.3%，那时，英特尔也不能能泛起在榜单中，由于该公司是在2021年正式推出IFS服务的，一切才刚刚最先。

综合以上3年内的市占率来看，台积电年年稳步提升，而三星则正相反。英特尔经由两年的筹备和生长，在2023年第三季度首次泛起在该榜单中，但在第四序度又消逝了。这些，从一个侧面体现出这三家厂商晶圆代工营业生长战略所发生的效果，即台积电从一最先就走纯代工模式，最 大化地获得客户信托，同时将先进制程生长到行业极 致水平，才气将市占率稳步提升，三星则介于IDM和纯代工模式之间，且在先进制程方面未能生长出行业顶  尖水平，此消彼长，市占率在下滑。英特尔在榜单上的出现与消逝，则体现出其在营业生长初期的不稳固性。

03

工艺手艺比拼

行业市占率的转变，在很洪水平上取决于制程工艺手艺水平的崎岖。无论是已往照样现在，台积电的综合实力是最强的，稀奇是在晶体管密度和能效方面，手艺积累的优势短时间内难以被逾越。不外，最近几年，英特尔追赶的脚步很快，在解决了困扰多年的10nm制程工艺（在未攻克该节点之前，英特尔在14nm制程上倘佯了近5年时间）以后，该公司的制程节点演进速率显著提升，正在拉近与台积电的距离。在这种情形下，三星压力越来越大，由于前有（台积电）切断，后有（英特尔）追兵，未来，三星的晶圆代工营业日子生怕欠好过。

最近，TechInsights宣布了一份台积电、英特尔、三星制程手艺对比讲述，主要关注先进制程的晶体管密度、运算效能和能耗效率。

晶体管密度方面，台积电3nm（N3）制程及其强化版N3E，晶体管密度到达283MTx/mm²（每平方毫米百万晶体管数）和273MTx/mm²，都高于Intel 18A的195MTx/mm²。Intel 18A接纳后头供电手艺（Backside power），对降低能耗有一定辅助，但英特尔没有宣布能耗数据。总体来看，Intel 18A大幅逾越台积电3nm性能照样不太可能。

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三星领 先台积电跨入GAA架构Nanosheet制程，力争弯道超车，不外，对照晶体管密度、性能、能耗后，同年内，三星的制程工艺都落伍于台积电，台积电晶体管密度约是三星的1.5倍以上，;先进制程客户数目方面，台积电也远超三星。

另有一点很主要，那就是良率，它直接影响生产成本和客户认可度。

自从进入5nm制程时代以来，良率一直是三星晶圆代工营业所面临的最 大问题，稀奇是在3nm制程节点上，三星率先引入了全新的GAA架构晶体管，与以往使用的FinFET晶体管有较大区别，也使良率问题进一步放大。

据Notebookcheck报道，现在，三星的3nm工艺良率在50%周围倘佯，依然有一些问题需要解决。三星2023年曾示意，其3nm工艺量产后的良率已到达60%以上，不外，现在看来，那时过于乐观了。

今年2月，据韩媒报道，三星新版3nm工艺存在重大问题，试产芯片均存在缺陷，良率为0%。报道指出，接纳3nm工艺的Exynos 2500芯片因缺陷未能通过质量测试，导致后续 Galaxy Watch 7的芯片组也无法量产。报道指出，由于Exynos 2500芯片试产失败，三星推迟了大规模生产，现在，尚不清晰是否能够实时解决良率问题。

为了追赶台积电，三星的3nm制程工艺接纳了对照激进的战略，主要体现在GAA晶体管架构上，台积电的3nm依然接纳FinFET。2nm才会转向GAA晶体管，激进的效果就是要在良率方面支出一些价值。

昔时，英特尔的10nm一直难产，最 大的障碍就是多年未解决的良率问题，致使14nm制程被一改再改，才气维持其CPU的更新换代。厥后，经由5年左右的攻关，终于解决了10nm制程良率问题，那之后，英特尔的制程工艺生长就显得顺遂多了，眼下，Intel 4量产准备停当，Intel 3也快了。

04

制造成本深不见底

International Business Strategies（IBS）的剖析师以为，与3nm处置器相比，2nm芯片成本将增进约50%。

IBS估量，一个产能约为每月50000片晶圆（WSPM）的2nm产线的成本约为280亿美元，而具有类似产能的3nm产线的成本约为200亿美元。增添的成本，很大一部门来自于EUV光刻装备数目的增添，这将大大增添每片晶圆和每个芯片的生产成本，而能够接受云云高成本芯片的厂商，只有苹果、AMD、英伟达和高通等少数几家。

IBS估量，2025~2026年，使用台积电N2工艺加工单个12英寸晶圆将破费苹果约30000美元，而基于N3工艺的晶圆成本约为20000美元。

预计三星、英特尔和AMD等公司将在未来几年加速接纳由差异制程节点制造的小芯片（Chiplet）组设计，以降低成本。同时，智能手机处置器可能会在一段时间内保留单片设计，由于先进封装的成本也很高。

相对于三星和英特尔，台积电的客户规模优势，可以将成本控制在一定水平内。

2023年，苹果公司占台积电收入的25%，为其孝顺了175.2亿美元营收，英伟达为台积电孝顺了77.3亿美元，占其2023年营收的11%。

2023年，台积电的前10大客户占其收入的91%，高于2022年的82%，这些公司包罗联发科、AMD、高通、博通、索尼和Marvell。

随着对AI处置器需求的增添，英伟达在台积电收入中的份额可能会在2024年增添，该公司已经预订了台积电晶圆代工和CoWoS封装产能，以确保其用于AI的优质处置器的稳固供应。今年，AMD在台积电总营收中的份额有望跨越10%。

有这些大客户下单，台积电就有资源大规模投资最 先进制程，否则，像3nm和2nm这样烧钱的制程产线，是很难连续支持下去的。

相对于台积电，三星的良率和出货量是问题，而对于初来乍到的英特尔来说，另辟蹊径是一个好的选择，短期内只管阻止与台积电的最 先进制程正面交锋，照样要找一些手艺和应用突破点，争取稳固住产能、良率和客户。在已往的一年里，英特尔已经在做类似的事情了，如扶持RISC-V的生长，与联电互助开发制程工艺等。

05

结语

在2023年12月举行的IEEE国际电子元件峰会（IEDM）上，台积电示意，将在2nm后推出1.4nm制程，预计在2027~2028年量产，根据设计，其2nm将在2025年量产。

三星紧追台积电，对外宣布设计2027年推出1.4nm。

英特尔CEO基辛格则示意，该公司将在往后4年内推出5个制程节点，现在希望一切如预期。现在，Intel 7已进入量产阶段，Intel 4现已量产准备停当，Intel 3也会按设计于今年底推出，Intel 20A已经试产，很可能用于生产2025年推出的Arrow Lake处置器，Intel 18A将在2025下半年量产。

从这三家的先进制程生长情形来看，决胜战很可能泛起在1nm~2nm制程节点上，那时，成本、晶体管效能和功率效率方面，台积电的优势生怕会弱于现在，三星和英特尔会有更多时机。

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