莫大康：台積電興建8英寸生產線的思考

台積電總裁魏哲家在一年一度的供應鏈論壇上宣布將在南科6廠旁邊新建一座8英寸晶圓廠，這是繼2003年上海松江廠之後，台積電15年來首次再興建8英寸晶圓廠。

儘管魏哲家並未透露投資的具體金額，但有業內人士預計，該晶圓廠的投資金額將超過新台幣500億元（約合16.2億美元）。

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圖片來源：台積電官網

引起業界興趣的是台積電在先進工藝製程方面一路高歌猛進，連三星與英特爾也只能自嘆不如，它全數拿到全球7納米的市場約100-120億美元的訂單，加上未來5納米生產線於2019年4月試產，及2020年第二季度量產，以及全球第一家3納米廠已通過環評，總投資194億美元，計劃2020年建成及2022-2023年量產。

市場經濟下企業的任何決定，一定與它的利益相關，本文要分析興建8英寸生產線，它的利益點究竟在什麼地方。

全球8英寸矽片現狀

據SEMI和相關數據顯示，2017年全球晶圓產能為17.9 M/wpm（百萬8英寸片/月，下同），其中8英寸片產能約為5.2 M/wpm，而前十大8英寸晶圓廠產能佔8英寸晶圓總產能的54%。

其中大中華地區8英寸晶圓產能，片/月；台積電約650K，聯電約300K，中芯國際約220K，世界先進195K，上海華虹168K，上海先進77K，華潤上華60K及力晶科技55K。

部分IDM廠8英寸及以下晶圓產能，片/月；德州儀器的400K，意法半導體約350K，英飛凌約250K，恩智浦約220K及東芝180-200K。

而從全球代工現狀分析，據有關數據，台積電在2018年預測它的銷售額可達377億美元，而矽片年產出量為2,515萬片(8英寸等值計)，所以它的每個8英寸矽片平均產值為1,382美元，同樣比較格芯為1,014美元，聯電為715美元，以及中芯國際的671美元。

數據顯示，全球純代工邏輯晶元，2018年第二季度的代工平均價格，依200mm矽片計算，0.5微米為每片370美元，0.35微米為380美元，0.18微米為625美元及0.13微米為710美元。而依300mm矽片計算，90nm為每片1,800美元，65nm為2,100美元，45/40nm為2,655美元，28nm為3,010美元，以及小於等於20nm為6,050美元。

再依2018年第三季度台積電數據，從工藝節點來看，7nm貢獻了11%的收入，預計第四季度達20%；10nm貢獻了6%的收入，自2017年第四季度以來，10nm的營收持續下滑；16/22nm收入佔比為25%及28nm收入佔比為19%。所以它的28nm及以下先進工藝佔總收入比重為61%。

目前8英寸的產品訂單集中在各種電源管理IC，驅動IC，指紋識別IC及CIS等方面，未來預測MEMS，感測器，以及物聯網等市場會爆發，導致8英寸矽片的市場需求仍保持穩中有升。

總體上全球8英寸矽片生產線呈以下特徵：

1，由於設備大廠早已停止生產8英寸設備，市場上8英寸設備一機難求，導致全球二手設備市場價格急速上升；

2，之前8英寸設備的工藝分界線在90nm，現階段已經上移至65nm等，導致8英寸生產線的投資金額大幅上升；

3，由於10nm及7nm等的設計費用上升，導致全球Fabless繼續跟蹤定律的產品數量減少，加上如台積電等採取從前道代工延伸至後道，採用FOWLP等封裝技術，把不同工藝製程的晶元，集成在一體。

預測未來每一部智能手機內將會使用超過10顆以上採用FOWLP封裝技術生產的晶元，稱之為異質集成IC。因此工藝製程縮小的矛盾可能釆用異質集成等來解決，給8英寸矽片開闢了另一扇市場的大門。

興建8英寸生產線的目的複雜

從台積電的盈利結構分析，目前它的60%營收依賴於28nm及以下，主要是最先進工藝製程，如它的最新7nm製程，據預測訂單可達約100億美元，與之前的28nm一樣是金雞母。

如依台積電2017年營收321億美元計，年產出矽片量為2350萬片(8英寸計)，平均每個矽片產值為1,368美元。而全球8英寸矽片的平均代工價格，按工藝不同大約在700-800美元，即便考慮台積電有綜合優勢，可能溢價20%，它的每片8英寸代工價格也不可能超過1,000美元。

由此表示台積電在進行8英寸代工時，它的每個矽片產值僅1,000美元，要比它的每個矽片的平均產值1,368美元低30%以上，這部分的差額將由它最先進工藝製程代工，如10nm等代工每片10,000美元以上來補償，同時表示它的8英寸矽片產出越多，需要補償的金額越大。因此從"田忌賽馬」的邏輯，現階段中國晶元製造業迅速擴大8英寸代工產能的思路是正確的。

按以上邏輯思維，台積電會不斷地加大投資，年投入100-120億美元，去開發最先進工藝製程來維持它的高營收，而不太可能再擴大它的8英寸產能，這也可解釋為什麼自2003年以來它不再繼續擴充8英寸產能的緣由。

那麼此次重啟8英寸產能擴充的可能原因是什麼？

1，儘管目前台積電十分風光，全球代工市佔達60%，但是不可否認尺寸縮小的路可能已走到盡頭，未來技術上5nm，3nm等雖然仍能前進，但是從經濟層面上已難以為繼。全球Fabless會更加務實，釆用各種不同製程的適用工藝。

2，物聯網、MEMS及感測器等市場會爆發，而目前的8英寸設備中的大部分超過15年的使用期限，部分性能可能難以達到技術上的要求。

3，中國半導體業的來勢兇猛，尤其是8英寸產能擴充迅速，為了保持它的龍頭地位，在8英寸生產線布局方面爭個先手。

所以分析此次台積電再出手興建8英寸生產線，它的內心肯定是複雜的。但是由於資金充沛，為了未來8芵寸代工在全球的壟斷地位，下個先手可能是主要原因之一。（莫大康）

來源：求是緣半導體聯盟

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