決戰10奈米：TSMC 2015恐失價格優勢 - 工程師

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2016決戰10奈米之巔：TSMC腹背受敵 2015恐失價格優勢
－ Intel搶攻行動裝置晶片市場 Samsung、GF 聯手抗敵

李淑蓮╱北美智權報 編輯部

前期文章「十萬青年十萬肝　台積電夜鷹計畫救台灣」報導了台積電 (TSMC)的
夜鷹計畫，國內一些著名媒體也相繼跟隨報導 ，然而，卻沒有對TSMC面臨的挑
戰及砸重金成立夜鷹部隊的背後原因作深入分析。以晶圓製造產業來說，製程
技術要跑得比競爭對手快，才能在市場上搶得先機，成功卡位，這是無庸置疑
的；但是，為什麼是在10奈米的技術節點？為什麼以前在發展20奈米、16奈米
的時候，TSMC就沒有這一股非贏不可的必殺決心？決戰10奈米的關鍵點是什麼
？如果要探討這一場10奈米硬仗背後的主要成因，應該從年初時的2份市場報告
說起。

Jefferies: Intel比TSMC具有更大的價格競爭優勢

在今年初1月24日的時候，investors.com網站首頁上出現了一段新聞標題：「I
ntel看起來比TSMC有更大的價格競爭優勢」（Intel Seen Gaining Huge Prici
ng Advantage Over TSMC）。這一則報導是源自於美國券商Jefferies在同一天
發表的一份關於Intel經營狀況的研究報告。

Jefferies的分析師Mark Lipaci在報告中指出：「我們相信由於Intel投入比較
多的研發預算、公司近年來把焦點放在行動電話及平板電腦的市場，再加上與
其競爭對手TSMC相比，Intel有相對較多的研發支出，讓Intel可以在2014年第4
季第一次生產出比TSMC成本更低的電晶體。我們相信Intel的價格優勢可以持續
2年，到2016年之後。」

長久以來，Intel在晶片的電晶體密度都是落後於TSMC (與製程技術有關)的，
因為Intel的主力市場一直是在低密度及高性能表現的桌上型電腦MPU，而非TSM
C擅長的行動電話及平板電腦晶片，即高密度低功耗MPU。然而，Jefferies相信
從Intel 2014年第2季採用14奈米Airmont製程的Atom晶片開始，Intel即可以生
產出比TSMC更高密度的MPU。

Jefferies的報告以2張圖分別比較了Intel及TSMC在2015年及2016年時，以不同
奈米製程產出的SoC晶片價格。 圖1是Intel 在2015年時14奈米製程時之晶片價
格優勢，由於Intel在今年第3季量產14奈米時，TSMC仍是在20奈米的製程，因
此Jefferies分析師Mark Lipaci以TSMC的20奈米製程晶片來與Intel的14奈米製
程晶片來比較，預估到了2015年，Intel的晶片尺寸會比現在減少35%，而價格
也會降低25%。如果與TSMC的20奈米ARM架構的系統單晶片 (SoC) 相比，估計單
顆晶片可便宜5成。此外，由於電晶體密度較高，因此晶片體積較小，功耗較低
，性能表現也較優。

圖1. Jefferies預估Intel 在2015年時14奈米製程之價格優勢


圖2是Jefferies預估Intel 在2016年採用10奈米製程之晶片尺寸會比現在減少6
4%，而價格則是降低45%；如果與TSMC採用16奈米製程的ARM架構晶片相比，則
估計單顆晶片可便宜66%。　

不過，Intel的晶片之所以比TSMC具價格競爭力，主要不是因為他的製程比較先
進，而是在於傳統IDM跟晶圓代工 (Wafer Foundry)的差別。首先從最初生產成
本的地方，由於TSMC生產晶片採用ARM架構，因此還要付ARM授權金（不管是由
晶片客戶付授權金還是由TSMC負責，這都是生產成本的一部分）；反觀Intel在
生產Atom處理器的時候，便省掉授權金的成本。

圖2. Jefferies預估Intel 在2016年時10奈米製程之價格優勢


此外，晶圓代工與IDM營運模式最大的不同在於晶圓代工存在雙重利潤 (double
margin)的問題，意思是指除了晶圓代工業者為IC設計公司代工時需要50%的利
潤外，IC 設計公司把晶片出貨給系統業者時，同樣需要50%的利潤；但反觀IDM
直接負責晶片的設計及生產，因此出貨給系統客戶時利潤需求也只是一重而已
。

舉一個比較實在的例子，相信大家會比較容易明白：像Qualcomm及聯發科是TSM
C的客戶，HTC是Qualcomm及聯發科的客戶；假設TSMC平均一顆晶片成本是5塊美
金，當賣給Qualcomm時加50%的利潤，售價即等如7.5塊美金，待Qualcomm把晶
片賣給HTC時再加50%利潤，則售價便來到11.25美金了。但另一方面，華碩的 Z
enFone 5用的是Intel Atom處理器，假設Intel的一顆晶片成本同為5塊美金，
在加了50%利潤之後賣給華碩，售價也只是7.5塊而已，比起TSMC晶片到系統設
備商手上的價格便宜了5成，這就是圖1所要呈現的。

至於圖2要表達的，是在製程越先進的情況下，晶片的密度提升，晶片的尺寸變
小；如果同為一片12吋晶圓，製程良率又一樣的話，那在Intel採用10奈米製程
，TSMC採用16奈米製程的情況下，Intel的一片晶圓產出的晶片（以良品算）一
定比TSMC多，換句話說，平均每顆成本也會比TSMC便宜。在生產成本更低廉加
上沒有雙重利潤的問題下，價格即比競爭對手低66%。

從圖3主要晶圓廠的製程技術藍圖可見，TSMC在2014年以前，製程技術一直都是
處於領先的地位，尤其是他的20奈米製程率先開出，技術領先同業整整一個世
代；但自2014年開始，TSMC便開始面臨嚴峻的挑戰，因為除了Intel的14奈米上
半年試產、下半年開始量產外，Samsung與Global Foundries合作的14奈米也預
計在今年下半年試產，如果TSMC是以20奈米來對抗10奈米，那在價格性能比上
，當然是沒有什麼競爭力了。

圖3. 主要晶圓大廠製程技術藍圖 (以量產時程算)


不過，如果以選擇晶圓代工業者的角度考量，價格可能不是唯一。前文提到今
年初1月24日的時候investors.com網站首頁上出現了一段新聞標題：「Intel看
起來比TSMC有更大的價格競爭優勢」，但過了3天之後，網站即出現了一則相對
應的標題：「TSMC：作為晶圓代工夥伴，我們比Samsung及Intel優秀許多」 (T
SMC: We’re “Far Superior” to Intel and Samsung as a Partner Fab)。
身為專業晶圓代工廠多年，TSMC和其客戶已經建立很深厚及穩固的互信關係，I
ntel在這一方面有沒有辦法勝過TSMC，是很大的疑問。

IC Insights相信Apple與Intel有可能在10奈米攜手合作

如果說Jefferies的市場報告突顯了TSMC眼前的挑戰，那IC Insights的報告則
是呈現了Intel對TSMC的長遠威脅，這跟Intel策略的轉變有很大的關係。

IC Insights在今年2月14日發表的簡報中指出，桌上型及筆記型電腦的市場自2
010年開始呈現蕭條狀態，與此同時，Intel的中央處理器（CPU）業務也是一直
下滑。在2013年時，Intel的業績已經連續3年呈緩慢成長，當年Intel在晶片部
分的營收呈2%的負成長，與全球晶片市場成長6%相比，整整落後了8個百分點；
另一方面，Intel對2014年的展望也是持平的。

眼見桌上型及筆記型電腦的市場榮景不再，Intel即開始改變策略，積極的希望
打入行動裝置的晶片市場。首先針對平板電腦的部分，為了爭取更多導入設計
（design-in）的機會，Intel在去年11月時即表示如果平板電腦業者採用他們
的系統單晶片MPU，則Intel願意吸收其最新Atom架構 x86處理器及一個ARM架構
處理器之間的價差；此外，Intel也表示如果客戶要在其平板產品中將新一代的
22奈米Atom處理器導入設計，Intel會吸收其設計及再設計（redesign）的費用
。

Intel估計此一補助計劃 (buy-in)會使其2014年的利潤減少約1.5%，即約5億美
元，這是很重大的決定，也顯示了Intel要搶攻行動晶片市場的決心。

此外，IC Insights也作了一個很大膽的推斷：Intel位美國亞利桑那州的Fab 4
2目前仍是空置狀態，但Fab 42計畫中的產能為每月產出40,000片12吋晶圓，而
且Intel也已明確表示Fab 42會供10奈米製程使用。Apple一直想要找新的代工
夥伴，這已經不是新聞了，加上TSMC已經明確表示不會將一整座廠的產能提供
給單一公司，因此IC Insights認為如果Intel把Fab 42留給Apple單一客戶使用
，會有很大機會贏得Apple的代工訂單。

擺脫對Samsung的依賴

長久以來Apple對Samsung的依賴很深，圖4是IC Insights對Samsung晶圓代工產
能的分析，可以看出其Apple系列產品處理器的產值年年攀升；IC Insights估
計Samsung在2013年生產Apple處理器的產值高達34億美元，約占Samsung全部晶
圓代工產值86％之多。

為了取得Apple在14奈米的訂單，Samsung甚至與Global Foundries結盟，將自
家研發出來的14奈米製程技術授權予Global Foundries，以擴大產能。日前電
子時報指出Samsung和Global Foundries已聯手取得Apple及Qualcomm的14奈米
訂單，如果消息屬實，則Apple處理器對Samsung於2014年的晶圓代工產值之貢
獻應會再創新高。

圖4. Samsung 晶圓代工產能分析


不過，Samsung不管是在手機或是平板電腦，都是Apple的最大競爭對手，如果
在10奈米製程時有更好的選擇，Apple應該會藉此機會擺脫對Samsung的依賴。
目前Intel在製程技術上是領先的，再加上其對平板及智慧型手機晶片開發的投
入（見圖5），除了Apple之外，也有可能搶走行動裝置業者的訂單。最後值得
一提的是，Apple的桌上型及筆記型電腦的處理器一直都是由Intel代工的，所
以2家業者本來就有合作關係，因此，只要Intel在行動裝置晶片的製程技術能
迎頭趕上，則2大巨人是有可能再次攜手合作的。

圖5. Intel平板電腦及智慧型手機晶片產品之推出時程


從以上各晶圓大廠及主要客戶的發展及布局來來，TSMC可以說是腹背受敵。TSM
C在2013年前率先量20奈米製程，成功贏得Qualcomm的Snapdragon 810及880訂
單，這說明了製程技術跑得比別人快就是比較容易搶到訂單（因為Qualcomm的8
10系列就是特別針對20奈米製程打造的）。同樣的道理，到了10奈米的世代，
當然也是先搶先贏。

由於TSMC沒有投入14奈米製程，與對手相比已輕微落後，再加上對手個個志在
必得，使得TSMC砸重金成立夜鷹部隊，以縮短研發時期，提早投產。不分敵我
，目標一致，就在2016！

附表. 十大半導體業者2013年之資本支出及產能市占比　　　　　　　　　　
　　　　　　單位：百萬美元

業者（資本支出）
資本資出

業者 (市占比)
產能市占比
1
Samsung
12,000
1
Samsung
12.6%
2
TSMC
11,200
2
TSMC
10%
3
Intel
10,500
3
Micron
9.3%
4
Global Foundries
5,500
4
Toshiba
8%
5
SK Hynix
3,700
5
SK Hynix
7%
6
Micron
3,000
6
Intel
6%
7
Toshiba
2,900
7
ST
3.5%
8
UMC
1,500
8
UMC
3.5%
9
Infineon
889
9
Global Foundries
3.3%
10
ASE (OSAT)
770
10
TI
3%
Source: SolidState Technology

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