中国or美国？被捧上神坛的台积电，命运已不在自己手中

　　文/科工力量 李沛
　　围绕台积电南京厂的争议在继续。
　　4月22日，台积电（TSMC）召开临时董事会，批准28.87亿美元预算，启动江苏南京工厂扩建项目，规划新增每月4万片12英寸（300mm）晶圆产能，2022年下半年开始投产，2023年实现满产。
　　台积电的投资，并没有收获预期中满堂喝彩的反响。
　　有观点认为，台积电新增12英寸产线工艺制程仅为28纳米，较南京厂现有16纳米技术水平＂不进反退＂，而在规划之初，南京厂二期一度计划导入7纳米先进制程，跨代的落差，不能不让人怀疑台积电是在向大陆倾倒＂落后＂产能，随之而起的，则是对台积电方面动机的种种揣测，倾轧国内芯片代工企业等＂阴谋论＂也层出不穷。
　　公众对芯片产业＂卡脖子＂、＂脱钩＂的普遍焦虑，和对企业竞争博弈的丰富想象，为台积电南京扩产一事蒙上了太多迷雾。
　　基于广泛的业内访谈和案头研究，科工力量将为您拨开迷雾，透彻解析这一事件及其意义。
　　＂我们将再次领导世界＂
　　对台积电南京扩产，美国人的感受或许更为复杂。
　　4月12日，拜登总统召集包括台积电、三星、英特尔在内的19家半导体产业链巨头，讨论芯片制造回归美国本土这一议题，誓言要拿出美国的＂力量和团结＂（ American strength and American unity），再一次领导世界。
　　（将一场行业会议提升到国家复兴的高度，足见美国人对半导体产业的重视）
　　这是美国历史上规格最高的一次半导体产业峰会，凸显出美国朝野对这一产业的重视，或者说，对于中国半导体产业发展的焦虑和敌意，拜登在会上引用的两党议员联名信，开宗明义点名中国＂激进地计划调整和主导半导体产业链＂。
　　在这场举国一致的敌意动员中，上蹿下跳的科技政策智库—信息技术与创新基金会（ITIF），甚至已经将摩尔定律的失速，归咎于中国的半导体产业政策。
　　（美国科技产业智库中影响力最大的ITIF，极具＂创意＂地将摩尔定律减速，归咎于中国半导体产业的后发赶超）
　　出席＂半导体峰会＂的英特尔CEO基尔辛格（Pat Gelsinger），对于＂再次领导世界＂也进行了更直白地解说：＂80%的芯片生产集中在亚洲地区，对世界来说是不可接受的状态＂（＂Having 80% of all supply in Asiasimply isn＂t a palatable manner for the world＂）
　　在这场会议上，台积电方面除了再次重申在亚利桑那州的先进制程晶圆厂投资计划，还近乎谄媚地表示：＂美国领导下，半导体行业水涨船高的好日子来了＂（＂a rising tide of U.S. government investment will lift allsemiconductor boats＂）
　　＂同仇敌忾＂、＂众志成城＂的热烈气氛还未消退，10天之后，台积电突然宣布了在中国大陆的扩产计划。
　　台积电在美国人看来或许＂首鼠两端＂的动作，足以显示出半导体产业这场业已拉开序幕的大国竞赛，并不像美国人所设想的那样，是一场轻松愉悦的美式英雄秀。
　　台积电，以及其他与会半导体巨头更为低调，但不约而同地＂两头下注＂动作，原因并不难理解：美国或许不能够得罪，但中国，同样是一个不能够失去的市场。
　　在半导体产品下游消费上，中国市场所占份额超过世界其他地区总和，即便抛去其中作为中间品组装再出口的部分，中国本土消费量也已经是当之无愧的世界第一。
　　中国消费的半导体产品，此前绝大部分依赖进口，2015年，《中国制造2025》规划发布，其中提出2020年我国芯片自给率（包括海外厂商在华产能）要达到40%，2025年要达到50%，工信部配套实施方案则更为激进，设定2025年力争实现70%芯片自主保障，且部分达到国际领先水平。
　　在顶层规划＂期中考试＂的2020年，根据ICInsights等国内外不同渠道的统计，中国半导体芯片自给率，大体在15-30%区间，与40%的目标显然还有一定距离。
　　＂期中考试＂没有达标，原因是多方面的，但无论是外部环境的巨大变化，还是规划本身＂期末考试＂节点—2025年的临近，都使得芯片国产化的目标，已经不容有失。
　　这意味着拉下的＂功课＂，在2025年前，需要更大的力度来补上。
　　（业内权威机构IC Insights甚至认为，中国芯片自给率到2025年仍然只能达到20%）
　　这种政策方向的＂明牌＂，是2020年以来半导体产业掀起＂国产替代＂热潮的主因，产业、金融资本均将之视为有高度确定性的投资机遇。
　　海外半导体产业巨头们同样不难感受到中国芯片国产化的决心和意志，根据科工力量对半导体产业相关人士的访谈和了解，这些巨头也同样想方设法试图搭上芯片国产化（本土生产）的浪潮。
　　在强有力的产业政策引导下，国内外半导体产业的资源正在向国产替代的＂风口＂汇聚。
　　而制造能力，则是当前资源涌入的核心＂拥堵点＂。
　　作为现代制造业的结晶，芯片的设计和制造早已分化为两个高度专业的产业链环节，大部分普通消费者耳熟能详的芯片品牌商，如AMD、高通、英伟达、联发科乃至华为海思，并不拥有自己的制造能力，属于无工厂（Fabless）模式，需要通过台积电这样的制造环节代工厂商（Foundry）,实现芯片从设计图到实物的转变。
　　显然，无论是国内雨后春笋般出现的芯片研发初创企业，还是试图满足国产化指标，避免在中国市场出局的海外巨头，其规划都需要大陆本土制造产能，特别是代工企业产能来承接和实现。
　　可以说，芯片制造国产化率要达标，本土代工产能是一个必要条件。
　　从这个视角上不难看出，作为芯片代工业巨头的台积电，在大陆扩大代工产能，无疑是一个有益的动作。
　　更关键，也更少为外界所注意到的是，由于台积电南京厂扩产可以利用现成的厂房设施，节约了审批和土建周期，很可能将成为本轮大陆境内代工厂产能扩张潮中，第一条实际投产的28纳米新线，在现有国内65纳米以下工艺代工产能普遍满载的情况下，将为众多嗷嗷待哺的芯片设计企业，提供难能可贵的支援。
　　909的教训
　　台积电南京厂扩建的28纳米生产线，确实算不上＂先进制程＂，大量的图形化工艺、材料和工装还沿袭自传统平面结构晶体管路线，和台积电自16纳米开始导入的FINFET路线有较大区别。
　　尽管28纳米制程并不＂先进＂，通常被划入成熟制程，但对中国芯片产业而言，却绝对＂够用＂，甚至非常＂好用＂、＂抢手＂。
　　少有人注意的是，更＂根正苗红＂的大陆代工企业，如中芯国际、华虹，在新一轮产能扩张中，同样把主要资源投入到了28纳米乃至更宽制程上，中芯京城、深圳两地新产线，工艺均为28纳米，而非中芯已经实现量产的更先进制程。
　　（除了主营逻辑芯片代工的中芯国际，专注于特色工艺的华虹，新产能的制程同样并不算＂先进＂）
　　为什么28纳米制程如此受到青睐？
　　从纯粹的技术角度看，虽然消费电子，特别是智能手机厂商的竞争，使公众有一种普遍的想象，即7纳米、5纳米等先进制程统治着芯片市场，但事实上，28纳米及以上栅宽的成熟制程，对于绝大部分半导体产品，特别是功率器件、工业芯片的性能、成本和功耗要求而言，已经完全够用，许多＂高大上＂的军用先进装备，里面的辐射加固芯片主流制程甚至还在0.35微米（350纳米）乃至更＂落后＂的节点。
　　更重要的是，芯片设计企业（Fabless）研制一款成熟制程芯片，从设计到最终代工厂流片，即便算上购买IP的授权费，大体投入也不会超过3亿元人民币/5000万美元，符合初创企业、中小企业的能力范畴，特别是28纳米制程，作为一个成熟工艺的＂大节点＂，其片上百万门电路换算的平均生产成本，甚至优于先进制程，在未来的很多年内，都将作为一个＂黄金＂制程继续活跃。
　　（28纳米制程是现有芯片性价比＂黄金＂节点）
　　基于上述现实商业逻辑，大部分中小芯片企业，只会依托成熟制程设计产品，这也导致格方等曾经与台积电缠斗多年的芯片代工企业，先后宣布不会跟进先进制程研发，而是专心在成熟制程领域，服务好上游海量中小客户。
　　而研发一款7纳米或5纳米制程的芯片，最终流片的成本可能高达5亿美元以上，这样的芯片，必须要确保有数十亿美元的下游订单（对应成百乃至上千亿美元的终端整机市场），才能收回成本，具备经济可行性。毫无疑问，先进制程应用领域的玩家，短期内仍将是少数几家现有芯片设计巨头。
　　（设计不同制程芯片的悬殊成本差异）
　　本轮国内半导体产业投融资热潮，恰恰是以芯片设计初创企业的蓬勃涌现为特点。
　　经济实力和技术实力的现实制约，使绝大部分新的国内芯片企业都必然集中于＂成熟制程＂的上下游产业环节。
　　正因为如此，成熟制程，特别是成熟制程中性能和性价比＂双料冠军＂—28纳米制程的产能，就成为中国半导体产业再一次向上冲击的成败关键。
　　一条运行成熟稳定的代工产线，往往就能滋养一大批芯片设计企业，台积电南京厂一期项目建成后，对南京芯片产业的集聚带动效应，即是明证。
　　实事求是地说，在一拥而上，泥沙俱下的芯片国产替代热潮中，不乏很多骗补骗贷骗政绩骗融资的＂套路＂玩家，通常的模式是花些小钱，瞄准冷门需求市场，在中小代工厂实现55纳米或更落后制程的芯片流片（更有甚者直接把别家芯片贴上自己商标），随后以此为杠杆，利用技术信息的高度不对称，撬动更大的外部资源。
　　然而芯片热潮中，更多的创业者还是真诚的，星光不问赶路人，这些新入场的企业经历一轮轮优胜劣汰，产品逐渐得到市场认可和检验，设计生产能力逐渐迭代升级，最终一定会诞生出一批真正能够走到国际产业前沿的＂真金＂。
　　先夯实成熟制程产能，孵化下游国内Fabless生态，再逐步优化升级的产业发展路径，对芯片＂卡脖子＂倍感焦虑的公众，难免会觉得太过缓慢，更见不得鱼龙混杂的阴暗一面，疑惑为什么不能通过各种精妙的商务手腕，或者两弹一星式的举国攻关，直接突破5纳米乃至3纳米等半导体制造＂制高点＂。
　　半导体产业发展，应该先追求技术拔尖还是先培育产业生态？
　　二十多年前的＂909工程＂，就为我们提供了最好的答案。
　　1997年4月，中国电子工业有史以来投资规模最大的国家项目—909工程，即华虹NEC合资项目正式签约，中日双方将投入百亿人民币（10亿美元）资金，在上海金桥建设一条8英寸晶圆生产线，无论是晶圆尺寸，还是0.35微米的制程，都可以说一步到位，瞄准了当时的世界一线技术水平，根据测算，华虹NEC建成后，中国与世界最先进半导体制造技术的差距，将从7-8年缩短到2年。
　　（90年代的国家超级工程：投资百亿人民币的华虹NEC项目）
　　909工程实施不可谓不高效，直接由总理基金下拨项目资金，绕开繁琐审批，从签约到建成投产的时间之短，创造了当时的国内记录。
　　909工程技术不可谓不先进，日本合资方NEC尽心传授先进半导体生产制造经验，安排数千人次中方人员赴日实训，并承诺在工厂满产稳定运行后，完全退出日常管理。2000年6月，又向华虹转让了0.24微米制程全套技术。
　　然而寄托着国家厚望，动用巨额外汇建设的华虹NEC，此后却很快在半导体工艺的飞速发展和代工厂崛起的浪潮中＂泯然众人＂，中国与世界半导体生产技术的差距，没有缩短，而是进一步在拉大。
　　909工程的一位决策者，在其回忆录《＂芯＂路历程》中，总结了这样几条教训：
　　1，把芯片工厂的建设简单地当成一条生产线的引进，以为有了设备就能生产；
　　2，单纯追求技术的先进性，不从市场需求出发，误认为集成电路的线宽越细越好；
　　3，认为只要有钱就能搞半导体;
　　这位高级管理者沉重地感慨道：＂引进某高科技项目，往往首先向导为填补国内该领域的空白，容易导致从技术出发，忽视市场导向…如果与市场不合拍，即使技术水平再高，也得不到市场的回报，就会被淘汰出局。＂
　　华虹NEC建设中，传统制造业的思维影响无处不在，重生产，轻研发，即便是技术消化吸收，重心也主要放在机台设备等工装硬件，按照传统分立器件电子厂风格设立的＂设计科＂，人力配备完全无法和国际厂商相比，除了NEC分包的存储芯片订单，长期没有合适逻辑芯片设计产品，＂等米下锅＂的华虹，甚至相当一段时间只能制作交通卡、IC卡芯片。
　　和生产线的百亿投资相比，909工程用来扶持外部芯片设计企业的资金只能用杯水车薪来形容，然而就是这寥寥几家第三方芯片设计企业中，未来走出了华为海思这个中国芯片产业的骄傲（当时的华为公司集成电路设计中心）。
　　假如历史可以重来，当年芯片设计业得到更多的资源注入，909工程会不会效果更好？
　　两兆双星的余晖
　　台积电南京扩产，当然不只是对产业政策指挥棒的被迫适应，同时也有着自己的精细盘算。
　　正如前文所述，台积电南京厂28纳米产线，很可能将是最早能够进入市场的新增产能，中芯华虹等大陆代工厂新产能预计投产时间均在2023乃至2024年后，这就意味着，面对焦急等待新产能释放的大陆芯片设计企业，台积电将赢得一个难得的溢价窗口，可以从容拣选其中最有实力的公司进行合作。
　　吃掉蛋糕坯上的奶油，正是台积电惯常的经营风格。
　　芯片代工行业，根据利润的多寡，可以分为台积电和＂台积电以外企业＂两个类别，台积电的营收毛利率，常年可以达到50%以上惊人水平，而其余代工企业，则普遍在个位数毛利率的水平波动，行业周期底部甚至难免亏损。
　　（一骑绝尘的台积电盈利能力）
　　之所以形成这样的现象，源于台积电过去十余年在制程迭代上的速度优势，使得其在每个制程节点，都能够形成阶段性的独家供给能力，以此吸引最优质的客户，或者带来定价上的优势地位，而芯片设计企业在与某家代工企业合作后，由于不同代工产线工艺工装和良品率的差异，往往需要设计团队在工厂进行大量现场调试，更换代工企业因此存在不小的迁移成本，为台积电提供了一道额外的竞争壁垒隔绝对手，久而久之，行业最优质的客户就被台积电揽入囊中，其他代工厂则陷入难解的内卷：制程落后》客户质量差》利润低》资本开支受限》制程持续落后。
　　即便是中芯国际这样能够得到国家级资源支持的企业，可以短期内超越经济逻辑。强行跟随台积电涉足先进制程，但由于下游客户已经大半选择台积电，好不容易突破的先进制程，反而无法满产，利润和台积电更是有云泥之别。
　　在国内市场，台积电成熟制程产能扩张的节奏，显然透露出类似的＂以快打慢＂用意。
　　然而这一次，台积电的算计可能不会产生打压竞争对手的理想效果。
　　众所周知，当下的世界，正陷于一场突如其来的＂芯片荒＂之中，全球半导体供应链极度紧绷，涨价、断货、交期延迟...芯片供应紧张，已经在以汽车为代表的下游产业产生了明显影响
　　过去的每一次＂芯片荒＂，都是世界半导体产业版图变更的导火索，这一次，也不会例外。
　　在信息产业革命的号角声中，1995年的第一次全球芯片荒，暴露出设计制造一体化企业（IDM）的缺陷，为台积电为代表的代工模式打开了市场空间，迎来了高速发展期，1995芯片荒后的产能过剩，叠加东南亚金融危机，又为三星、海力士等逆周期投资的韩国企业，带来了打破日本存储芯片垄断的天赐良机。
　　（1995全球芯片荒及其后的产能过剩周期后，台积电首创的代工模式，开始得到市场认可）
　　四分之一个世纪后，得益于上一次芯片荒而崛起的韩国和台湾两大半导体生产基地，会不会在又一次芯片荒中被后来者颠覆？
　　这并非不可想象的一幕。
　　2017年闪存（NAND）芯片的一轮局部短缺和其后的产能过剩，就在这个曾经看起来毫无悬念的产业，开启了洗牌大幕，在产能周期底部大手笔招揽研发人才，抄底生产设备，帮助紫光集团长江存储项目实现了堪称技术奇迹的突破，一举打入NAND这个韩国厂商长期垄断的市场，一步到位追平世界一流产品，在初步站稳了脚跟后，按照中国企业惯常的逆周期投资风格，只要再有一两轮产能周期，存储芯片领域就有望真正崛起一家世界级的中国巨头。
　　（除了先进制程逻辑芯片以外，其他半导体微电子产品，中国企业都已经开始形成实质性竞争力）
　　在逻辑芯片代工业，随着本轮芯片荒后，新产能释放必然带来的一轮过剩和洗牌，看似如日中天的台积电，并非稳坐钓鱼台。
　　按照2025年预期的芯片自给率做一个简单推演，未来几年国内芯片产能，特别是成熟制程代工产能，还需要有以翻倍计的扩张，才能够满足需求，台积电经营战略的路径依赖，使其在成熟制程扩张上，远不会如中芯等国内企业那般果断和激进，这意味着澎湃的下游市场需求，台积电一家只能吃到一小部分，大部分还有待中芯国际等大陆代工企业去摘取，而一旦吃下芯片国产替代这个确定性＂红利＂，中芯的业务规模有望超越三星，占据芯片代工环节仅次于台积电的市场地位，在这样的基础上，中国企业攻坚先进制程，也将获得更大的动能。
　　世纪之初台湾芯片和面板两大优势产业如日中天之时，曾经提出过两兆双星的自傲总结，如今，面板行业的风流早已被雨打风吹去，作为两兆双星里硕果仅存的＂孤星＂，被捧上神坛的台积电，在大国争竞、产业革命的＂大争之世＂，其未来命运已经逐渐脱离了自己的掌控。