臺積電怎樣成為全球最重要的半導體公司？

毋庸置疑，短期內臺積電在半導體產業鏈上的地位無可取代。通過資金的配置，臺積電更築起自己的護城河。

4月14日，臺積電發佈第一季度按財報，淨利潤為69.9億美元，同比增長45%，創下新高。

在三星身陷良率造假、3nm製程延期的風波之中的同時，產業鏈傳出臺積電3nm製程將於今年8月如期量產，無疑這將進一步鞏固臺積電在晶圓製造領域的領先地位。

近日，ASML在投資者會議上表示，半導體的需求依舊旺盛，但產能不足問題依舊存在，半導體制造設備的交貨期已經增長到一年半甚至更久。

半導體市場供不應求將拉動半導體產品的價值升高，前景更是廣闊，各大半導體公司也都在增加投資。IC Insights預計2022年半導體行業資本支出將增長24%，達到1904億美元的歷史新高。

可以看到，臺積電在2022年計劃的投資總額以420億美元成為投資最高的半導體公司。有錢更要會用錢，臺積電的420億將會如何分配？鉅額投資與臺積電的領先地位關係孰先孰后呢？

01 技術為先，研發投資持續加大

面對每兩年大幅提升半導體計算能力從而擴展摩爾定律的持續挑戰。2021年，臺積電持續投入研發，研發總支出佔營收的7.9%，等於或超過許多領先高科技公司的研發投入。

臺積電雖然是晶圓加工廠，但其研究的技術領域包括：邏輯電路方面，晶體管結構、高流動性管道、低維器件和材料；存儲方面，隨機存取存儲器、PCRAM、鐵電體、選擇器；互連方面，片上互連、片外互聯；以及人工智能。

隨着臺積電在研發方面的投入，讓臺積電的技術資源不斷豐富。目前臺積電在各類技術方面的IP組合包含超過40000個項目，比2020年增長14%。

02 臺積電投資哪些公司？

除了在研發上投資，臺積電也投資一些半導體公司，ICViews整理了其中非臺積電子公司的半導體公司。

• 採鈺科技股份有限公司（臺積電佔股72.83%）

採鈺成立於2003年，主業為圖像傳感器組件服務，主要從事圖像傳感器后端工藝的生產和服務，包括彩色濾光片製造、晶圓級測試服務、晶圓級光學膜製造。

• Systems on Silicon Manufacturing（臺積電佔股38.79%）

SSMC於 1998 年 12 月成立，是 NXP 和 TSMC 的合資企業。通過保持設備齊全的 SMIF 潔淨室環境、100% 的設備自動化和經過驗證的晶圓製造工藝，提供靈活且具有成本效益的半導體制造解決方案。

• 世界先進積體電路股份有限公司（臺積電佔股28.32%）

世界先進於1994年12月5日在新竹科學園區由張忠謀設立。自成立以來，公司在製程技術及生產效能上不斷精進，並持續給客户提供最具成本效益的完整解決方案及高附加價值的服務，成為「特殊積體電路製造服務」的領導廠商。世界先進目前擁有五座八吋晶圓廠，分別位於中國臺灣與新加坡。2021年平均月產能約24.1萬片八吋晶圓。

• 精材科技（臺積電佔股41.01%）

精材科技成立於1998年，位於中國臺灣中壢工業區，是第一家將3D堆疊晶圓級封裝技術（3D WLCSP）商業化的公司。精機科技從事生產WAD級封裝的CMOS圖像傳感元件，提供最佳的生產周期和極具競爭力的生產成本。由於產品集成度高，3D堆疊晶圓級封裝技術可應用於各種不同的市場領域，如消費電子、通信、計算機、工業和汽車。產品應用包括：圖像傳感器、光學傳感器、電源管理集成電路、電源分離元件、模擬集成電路、混合信號集成電路、機電一體化系統傳感器和集成無源元件。精財科技從事創新的立體堆疊晶圓級封裝製造服務，以誠信、創新、客户為導向作為公司的核心價值觀。Sefinance Technology是世界領先的先進封裝服務提供商之一。

• 創意電子（臺積電佔股34.84%）

創意電子是ASIC廠商。提供全面的ASIC設計服務，包括Spec-in和系統單芯片整合(SoC Integration)、實體設計(Physical Design)、先進封裝技術(Advanced Packaging Technology)、量產服務以及世界頂尖的HBM和die-to-die互連IP。

創意電子領先服務於人工智能(AI)、高速運算(HPC)、5G /網絡、固態硬盤(SSD)和工業領域等市場，致力於為客户提供最具競爭力的PPA(功耗、性能和麪積)，並以專業的方式確保質量和良率。

可以看到，臺積電投資的公司主要在晶圓製造、CMOS領域。這也是臺積電主要的業務範圍。投資這些公司，可以讓臺積電在產能不足時，將部分業務分給「臺積電系」企業，而不是競爭對手。

03 提前佈局市場需求

臺積電2022 Q1的財報顯示，高性能計算相關業務收入增長26%，佔Q1收入的41%，超越智能手機成為第一大收入來源；智能手機相關業務收入較前一季度增長1%，佔全部收入40%。

除了HPC業務大幅度增長，汽車業務也迎來了26%的漲幅，臺積電表示，汽車製造商在短缺一年多后對汽車芯片的需求也保持穩定。

臺積電表示這HPC和汽車領域很可能成為臺積電今年及以后收入的最大貢獻者。

而臺積電的研究方向已經早就傾向於這兩個領域，臺積電2021年年報顯示臺積電的研究已經面向 AI 和 HPC 應用的新興高密度、非易失性存儲設備和硬件加速器。

可以看到，臺積電能夠保持行業領先離不開對關鍵技術的掌控。 通過對趨勢的預判，提前佈局，從起點上就保證了優勢。

目前臺積電正在攻克3nm和2nm高級CMOS邏輯節點、新存儲器和低R互連等領域，臺積電的3DIC先進封裝研發部門正在開發子系統集成方面的創新，以進一步增強先進的CMOS邏輯應用。

此外，在新技術方面臺積電着重RF和3D智能傳感器，瞄準5G和智能物聯網應用。而這或許可以成為其他半導體公司的參考。

04 除了砸錢，臺積電還靠什麼？

臺積電發展初期，技術節點落后，但良率卻非常高。因此通過成為晶圓代工廠，臺積電避開弱點，強化了優勢，因為代工廠不需要設計、只需製造。「人畜無害」的臺積電，作為中立的角色，收穫了最多的客户，也逐漸建立了自己的地位。

作為純代工廠，臺積電能夠穩定發展就是因為不涉及設計業務，不會與自己的客户產生競爭。與之相反，雖然英特爾在努力發展IDM2.0計劃，也加入了RISC-V聯盟以展示自己的開放。但也正因為英特爾本身在設計業務也有着相當資深的積累，難免與一些客户出現競爭關係。

爲了與客户更好的合作，臺積電設置了開放式創新平臺計劃。該計劃是一個全面的設計技術基礎設施，涵蓋所有關鍵 IC 實施領域，包括EDA聯盟、設計中心聯盟、雲端聯盟等，以減少設計障礙並提高首次硅片成功率。開放式創新平臺利用臺積電的 IP、設計實施和可製造性設計 (DFM) 能力、工藝技術和后端服務，促進半導體設計界及其生態系統合作伙伴快速實施創新。

開放式創新平臺由臺積電發起和支持的生態系統接口和協作組件，它們可以更有效地推動整個供應鏈的創新，進而推動創造和分享新的收入和利潤。臺積電的主動精度保證 (AAA) 計劃是開放式創新平臺的關鍵，可提供生態系統接口和協作組件所需的精度和質量。

截止 2021 年，臺積電通過與生態系統合作伙伴合作，向客户提供了 38000 多個技術文件和 2600 多個工藝設計套件，從 0.5 微米到 3 納米。

除了與客户合作，臺積電也很看重與各研究機構以及領先高校的合作。臺積電與美國SRC、比利時IMEC等多家世界級研究機構保持緊密合作。公司還繼續擴大與世界領先大學的研究合作，以實現兩大目標：推動半導體技術的進步和培養未來的人才。

正是這樣的平臺，可以讓臺積電第一時間瞭解到客户的需求，調整技術方向。而與研究機構的合作讓臺積電有能力在技術上快速滿足客户的需求。這樣的循環之下，臺積電與客户、研究機構之間的聯繫越來越緊密。

臺積電在3nm製程上的一馬當先，就是這種合作價值的最佳體現。

05 可以從臺積電的戰略中借鑑什麼？

張忠謀認為「人」是臺積電最寶貴的財富」。但透過臺積電的產業聯盟可以發現，臺積電的人既是內部的人也是產業鏈上的夥伴。

半導體的發展，不能只靠一家公司。通過投資建築屬於自己的生態圈，入股合作伙伴或者客户，臺積電有許多經驗值得我們借鑑。

臺積電的經營中，最重要的一點就是開放合作。這種開放是面向學術界、產業同行、客户的開放，也正是這種開放，讓臺積電建立了極其有價值的平臺。

這點對於尚在發展中的國內半導體產業極其重要。當國產半導體發展出健全的生態，產業下游可以及時向上一環節同步行業趨勢、技術需求，那麼上游環節就可以提前佈局，讓技術成果第一時間落地，少走彎路。

中國作為半導體最大的消費市場，能給國產半導體帶來的比想象中更多。

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