台积电，被高估了
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在关于晶圆厂激励措施和芯片法案的辩论中，我（指代本文作者Scotten Jones，下同）不断看到这样的评论：台积电 (TSMC) 生产超过 90% 的先进芯片，有时台湾生产超过 90% 的先进芯片。这种不明确且极不准确的说法让我发疯。我刚刚在 SemiWiki 论坛上看到有人提出了同样的主张，我决定是时候对此发表评论了。
让我们首先定义什么是先进半导体。由于具体评论是关于台积电的，所以我们先从台积电的定义开始，台积电突破7nm及以下为先进。这是一个很好的逻辑断点，因为三星和台积电 7nm 的密度均为每平方毫米约 1 亿个晶体管 (MTx/mm^2 )。Intel 10nm也有大约100 MTx/mm^2，因此我们可以算三星和台积电7nm及以下以及Intel 10nm及以下。
这一切都适用于逻辑，但整个讨论忽略了其他先进的半导体。我认为，当今世界上存在三种真正领先的先进半导体，它们的最先进设备正在被推向可实现的极限：3DNAND、DRAM 和逻辑。在每种情况下，都有三个或三个以上世界上最大的半导体公司以人性化的方式尽可能快地推动该技术。是的，挑战是不同的，3DNAND 的光刻要求相对简单，但沉积和蚀刻要求绝对处于可实现的边缘。DRAM 面临着光刻、材料和高纵横比的挑战。Logic 具有最多的 EUV 层和工艺步骤，但它们都同样难以以良好的良率成功生产。
包括 3DNAND 和 DRAM 意味着我们需要对这两种工艺进行“先进半导体”限制。当 7nm 首次引入逻辑时，3DNAND 处于 96/92 层世代，DRAM 处于 1y 世代。我们将使用这些作为先进半导体的限制。
为了在不花费我不必要的工日的情况下完成此分析，我只是将 3DNAND 96/92L 层及以上、DRAM 1y 及以下以及逻辑 7nm (i10nm) 及以下的全球安装容量相加。此外，我将逻辑分解为台积电和其他公司。
图 1 显示了按这些类别划分的全球装机容量百分比。
图 1. 全球先进芯片装机容量（按类别）
从图1可以看出，台积电仅占全球“先进硅”的12%，与外界猜测的90%相差甚远。现在，利用率可能会改变这些数字，由于时间限制，我没有将其包括在内，但我认为这不会改变那么多，并且随着内存扇区的恢复，它将不再是问题。
我还用第二种方式看待这个问题，这是世界范围内的先进逻辑，见图 2。
图 2. 按类别划分的全球高级逻辑装机容量
从图2中我们可以看到，即使我们看Advanced Logic TSMC，也只有64%，而不是“90%”。
我们达到 90% 的唯一方法是将“先进硅”定义为 3nm 逻辑。这需要对 3nm 逻辑有一个很好的定义。在密度基础上，台积电是世界上唯一的 3nm 逻辑工艺，三星和英特尔在密度基础上实际上是 5nm 工艺，尽管英特尔 i3 在我看来是可用的最高性能工艺。
总而言之，台积电实际上只占全球先进硅的 12％，先进逻辑的 64％。这并不是要淡化台积电对全球电子供应链的重要性，但在讨论像全球半导体供应链这样重要的事情时，我们至少应该得到正确的数字。
台积电重新跻身全球前10
随着人工智能的持续乐观情绪将其股价推至创纪录水平，台积电重新跻身全球 10 家最有价值公司之列。
上周上涨 14%，使这家芯片制造商的市值创下历史新高，但周一早盘交易中，该公司市值下跌 2%，跌至 6,340 亿美元。这一数字仍高于博通公司 (Broadcom Inc.)，使其在台北首次上市的公司自 2020 年以来首次重返前十名。
摩根士丹利和摩根大通的分析师预计，随着人工智能相关收入的飙升和强大的定价能力，这家半导体巨头将进一步前进。投资者对生成式人工智能的狂热最近推动了全球芯片股的上涨，随后英伟达公司在周五因获利回吐而止住了九个月来的最大跌幅。
Charlie Chan 等摩根士丹利分析师在 3 月 7 日的一份报告中写道：“生成式 AI 半导体是台积电明显的增长动力。”他们表示，该公司的海外扩张也有助于缓解地缘政治担忧。
台积电 1-2 月营收增长 9.4%，人工智能浪潮对高端芯片的需求抵消了 iPhone 销售放缓带来的潜在影响。包括摩根士丹利和摩根大通在内的一些券商最近将该股目标价提高了约10%。
期权市场显示投资者仍然看好台积电的美国存托凭证。根据彭博社编制的未平仓合约数据，看跌期权与看涨期权比率跌至一个月低点，这表明期权交易员买入的看涨合约多于看跌合约，尽管该股股价不断创下新高。
台积电，世界上最重要的公司
如今，谈论地缘政治或经济似乎绕不开台积电，世界上约九成最先进的芯片都是来自该公司。在新竹，如果该公司超干净、超安全的大楼里灯光熄灭，你可能就买不到新手机、汽车或手表了。军队的精确制导导弹可能会消耗殆尽，医院可能难以更换先进的X光和核磁共振成像仪。这可能就像新冠病毒导致的供应链芯片中断——再乘以10倍——不幸的是，台积电位于一个可能发生战争的地区，其生产可能会受到威胁。
“台积电是世界上管理最好的公司之一，也是重要的公司，”沃伦·巴菲特去年表示。但他卖掉了持有的台积电价值40亿美元的股份，因为他说，“我不喜欢它的地理位置。”
“硅这个东西，谈得越多，人就越不理性，”台积电董事长刘德音告诉我。‘
所以，让我们试着对台积电进行细致的讨论，谈谈它的重要性和弱点。
在这些工厂里，每天24小时、每周7天的工作是由没有工会、不会抗议的机器完成的，这些工厂里发生的事情令人震惊。台积电已经改变了一个以纳米（一米的十亿分之一）计量的行业。一个人类红细胞的宽度约为7000纳米，而台积电目前正在开发1.4纳米的芯片。
“没有什么能与台积电的工厂相提并论，”资深的亚洲事务专家、曾在特朗普政府担任国家安全副顾问的博明(Matthew Pottinger)告诉我。“这真的是黑魔法。”
但是黑魔法需要大量的能源——台积电这一家企业就消耗了台湾大约7%的电力——这就带来了风险。
全球经济依赖于一个易受地震地区的芯片，这绝对不是最佳选择。这也是美国通过《芯片法案》投资390亿美元在国内生产芯片的原因之一。但事实证明，将一大部分先进的芯片制造工艺带回美国比通过这项立法要困难得多。
对美国来说，复制台湾支持芯片制造的生态系统是一项巨大的挑战，从建造晶圆厂的专业技术到清洗晶圆厂工作人员所穿工作服的公司，不一而足。美国是一个办事迟缓的官僚主义国家，与其他国家相比，获得环境审批和建筑许可要更困难，成本也更高。
一个麻烦的迹象是，台积电和三星都不得不推迟在美国的建厂计划。这些美国制造的芯片将有多先进还存在一些不确定性，在拜登总统签署《芯片法案》成为法律18个月后，美国的补贴迟迟没有到位。
还有一个让人警醒的故事：上世纪90年代末，台积电在华盛顿州建了一家晶圆厂，多年来，它成本高昂，是个令人头疼麻烦。
“这只是一系列丑陋的意外，”台积电创始人张忠谋在2022年的一个播客上说。他还说，尽管付出了巨大的努力，积累了25年的经验，该工厂的生产成本仍然比台湾高出50%。
也许是因为他已经92岁，并且已经退休，张忠谋对美国战略所面临的挑战直言不讳。
“我认为这将是一项耗资巨大、徒劳无功的行动，”他在谈到美国的努力时说。“美国将在一定程度上增加国内半导体制造。但所有这些都会带来很高的成本增长，很高的单位成本。这将在世界市场上失去竞争力。”
也许美国制造没有竞争力的芯片以确保获得这些芯片是有道理的，但这让我们认识到，这是有代价的：如果花在晶圆厂补贴上的数百亿美元用于减少儿童贫困和改善美国教育，也会提高美国的竞争力。如果美国人的数学和台湾人一样好，台积电的晶圆厂可能也会更好。
END
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