台積電,半導體時代的皇者

我們已經到達5G+AI+Cloud的臨界點,這個趨勢造成大量晶片需求,晶片產業鏈中的不同公司,有競爭又有互動,要在成長跑道中找到自己的優勢和位置。

晶片設計是代工生産市場的助燃劑

Nvidia的AI晶片業務和AMD的高效能CPU,已經各自做出成績。一批有實力科技公司走上晶片設計的路 (Apple, Microsoft, Amazon, Alphabet, Tesla, Alibaba, Huawei HiSilicon等等)。

Apple 由iPhone/iPad以至Apple Watch/AirPods使用自家設計晶片,到近來推出Mac使用Apple Silicon M1晶片之運算能力獲得好評,最近又談起傳聞而久Apple Car打入電動車市場。不要忘記Apple Devices的installed customer base之大,相信Apple將會大大加大晶片方面研發事業。

另一方面在個人電腦和伺服器晶片市場,如果Arm架構晶片成為趨勢,是從Intel所壟斷的一條龍式晶片,過渡到代工生產Arm架構晶片。

晶片設計百花齊放,晶片代工生產市場的餅會越做越大。

晶片代工生產的戰場

晶片代工生産模式是由台積電發明,台積電現時在全球晶片代工生產市場市佔超過50%,等於所有競對手加起來的總和都不及它的。

台積電和Intel/Samsung的最大分別是後二者同時有做一條龍式及代工生產。一條龍式包括晶片設計和製造,而當中的設計角色等於對代工生產的客戶是潛在競爭。

例如Apple有上好的iPhone A14和Apple Silicon M1晶片設計,如果找Samsung或Intel做晶片代工生產,會有顧慮。Samsung有自家手機品牌及手機晶片,Intel有自家Desktop CPU,Apple如此做等於把自己公司機密暴露在敵人面前。iPhone A9晶片分別有台積電和Samsung各自生產的版本。自2016年開始,iPhone A10及以後晶片訂單全被台積電吃了,相信有以上考慮因素。

這是台積電只專注做晶片代工生產的先天性優點,從來不與客戶構成競爭,是自稱為 "Everybody's Foundries" 的背後原因。

台積電現已擁有世界最頂尖的晶片生產技術,而且在先進製程上不斷以大約兩年一代的速度推進。近年的經驗說明,每個先進製程的時間表都能兌現。

各競爭對手的情況:
  • Intel核心業務是一條龍式,同時負責晶片設計和生產,只有少部份是做代工生產業務。
  • Samsung都同時有做一條龍式和代工生產,不過代工生產的環球市場的市佔不高,只有10幾%。公司有目標末來在晶片代工生產市場超越台積電,獲得韓國國家層面支持。
  • Global Foundries 宣佈了放棄投資先進製程,因為過去發展先進製程的經驗,不能做到快人一步,等同處於捱打狀態,是否可以賺回投入於研發的資金都是問題。Global Foundries的決定是誘因導致AMD的代工生產訂單轉向台積電。
  • 中芯國際 SMIC 在晶片生產技術上未能做到最高端,而且要發展先進製程需用的EUV光刻機,是依靠ASML提供,因為美國設下的輸出半導體技術的限制,中芯國際的前路仍然困難重重。

優勢如同一種霸權

晶片製造公司在先進製程上尤如軍備競賽,投入大量資金,購買先進器材,例如:光刻機,研發最新技術,期望用最快的時間推出市場,接受客户訂單,生産過程令公司得到寶貴經驗,本身技術再優化,所得盈利支持公司去研發更新技術,形成良性循環令公司成長。相反如果做不到快人一步,即使研發到相同技術,會容易跌入減價戰的命運,拉低毛利率,甚至取回硏發投資成本是疑問,形成惡性循環。

台積電擁有技術領先優勢,加上高市場佔有率,容易乘着良性循環,不斷成長。競爭對手可能跌入惡性循環,隨着時間,越來越難追上,Global Foundries退出先進製程就是一個例子。

Samsung要超越台積電,這是一場硬仗。2020年第三季的晶片代工生產市場,台積電市佔是53.9%,大約是Samsung市佔的三倍。比較第二季,台積電市佔上升,而Samsung市佔是下跌。

當華為海思 (Huawei HiSilicon) 被美國設下半導體供貨限制,市場第一個反應是預期台積電受到負面影響,因為失去華為海思的5nm晶片訂單。事實是一刻間這5nm空出來產能被Apple訂單所取代,對台積電沒有實際的影響,因為現況是5nm產能用盡,而訂單太多,客户要排隊或者去搶Quota。台積電要做的是繼續加大投資,建廠房購器材,去加大產能。

2021年,地沿政治風險加上疫情末解决,為避免供應鏈出現問题,客户偏向增加庫存,代工訂單數量相信保持偏強。2021年是3nm風險試產,預計2022年量產。

台積電有另一秘密武器,設立自己的處理器團隊,據說有2000-3000人,有能力做出高質素晶片参考設計,但不是用來和客户競爭。一個例子,AMD在短時間內推出Multi-Core CPU,在運算能力上壓倒Intel,由台積電代工生產,關鍵不單只是台積電的先進製程技術優勢,台積電派人員和AMD一起合作,Multi-Core CPU內需要高速資料傳送,其設計就是台積電處理器團隊提供。

台積電的晶片參考設計 IP只送不賣,AMD還有沒有理由不到台積電下訂單?這個可以說是晶片代工生產模式的昇華,設計和生產互相依靠和強化,透過更深合作,是共羸方式,一同成長。台積電不因為短期利益而賣出IP,期待換來更長遠的合作夥伴關係及不斷加添的訂單。

  • AMD利用Multi-Core CPU對Intel展開激烈攻勢,台積電就是如同幕後黑手。
  • Nvidia的大部份晶片都是由台積電代工生產,已經在AI業務做出成績,搶佔Intel未能拿到的市場。Nvidia CEO Jensen Husng說過:”沒有台積電,就沒有Nvidia“。
  • Arm架構CPU,在流動裝置應用上十分成功,未來會否在個人電腦和伺服器晶片市場繼續搶佔而成為主流(現在兩個市場仍然是被Intel所壟斷),是有可能。如果假設是正確,又會是晶片設計公司的大量代工生產訂單,都會是台積電等候的獵物。
  • Apple Mac棄Intel而用自家設計Apple Silicon晶片,都是由台積電代工生產。

Intel是半導體行業的一代巨人,處境是充滿危機,每一個失誤,差不多同時都見到旁邊就是台積電的名字。

晶片設計行業是百花齊放,晶片製造行業如三國鼎立,由Intel,Samsung,台積電負起。Intel表現乏力,Samsung有不少限制但都是對台積電的一個風險。台積電可否繼續獨大,很視乎Samsung未來幾年的發展。

台稹電的優勢如同一種霸權,似乎正在一步一步的步向半導體時代的皇者地位。

半導體時代的皇者

在過去五年的股價,Nvidia增長了約16倍,AMD增長了約36倍,兩間公司的PE可以高達100附近不是沒有理由。 這兩間公司受到投資市場的重視,投資者應該意識到背後的頂尖晶片生産技術來自台積電是功不可沒。

Intel的PE通常是介乎10-20範圍,這可以說是一直以來半導體公司的慣常。同是半導體股,Nvidia / AMD的PE是可以高至100附近。半導體行業正在經歴着巨變,價值重估(re-value)只是一個開始。

台積電現在PE約30-40。2010年到2020年的十年間,收入和每股盈利大約增加了兩倍 (+200%),股價大約升了7倍。股價上升通常是來自每股盈利 (Earning Per Share, EPS)增長,和市盈率PE上升(PE Expansion),後者是由於市場對於公司的前景看法改變,可以參考一下Nvidia和AMD。

近年台積電不斷加大研發投資,管理層在一個訪問中,用下一個"黄金十年"來形容末來發展。這是借鏡上一次"黄金十年"的時代,正是金融海潚之後,台積電加大研發投資,乘着智能手機流行,令公司高速成長。

在2020年第三季,台積電(Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, TSMC)首次踏入全球十大市值公司排名 (參考 Wikipedia )。上一次在十大市值排名出現半導體公司,在2000年Intel曾置身全球十大市值公司,之後名次滑落。在最近十年,在全球十大市值公司排名之中,一批銀行和石油相關公司退場,取而代之不少是科網公司,是做軟件,沒有一點半導體的份兒。

半導體時代正在來臨,晶片是硬件,是科技基建的基本,正在等待投資市場反影。

以上不是投資建議,只是我對於半導體行業的分享,歡迎大家留言討論。


參考文章

半導體系列 (1) 半導體產業鏈

半導體系列 (2) 半導體時代,這次不一樣,THIS TIME IS DIFFERENT ?

半導體系列 (3) 半導體行業的改朝換代

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