Deep Dive
Shownotes Transcript
科技不是少数人的专利大家好,欢迎来到揭秘科技提到人工智能芯片大家都应该知道英伟达英伟达的 GPU 是当今全球人工智能领域的硬通货不可替代
即使是最近 DeepSeek 的火爆给国内市场带来了振奋人们对中国 AI 产业信心满满甚至有说法说绕过了英伟达那最近官媒也发表文章指出赢麻了的苏生论要不得 DeepSeek 虽然展示了超强的产业穿透力但它仍然是在英伟达芯片集群上训练而成的也没有绕开英伟达扣打变成框架
因为它依托于后者,也就是这个库达变成框架构建的软件的生态,被认为是比芯片更高的技术护城河。对库达感兴趣的听友可以去我的第 92 期节目里面了解更多的细节。那除了英伟达,大家可能还经常听说台积电,台积电又是干什么的?它和英伟达有什么关系?今天这期节目就和大家一起来把全球芯片产业的格局聊清楚。
台积电 TSMC 台湾 Semiconductor Manufacturing Company 是世界上唯一一家专注于半导体代工的公司在全球芯片代工市场当中占据主导的地位它是全球最先进的芯片制造公司之一拥有最先进的制造制程技术像 7 纳米 5 纳米 3 纳米技术甚至更低台积电的 2 纳米技术据说今年要量产 1.4 纳米明年要量产
在半导体行业当中纳米是叫做 nm 它是表示长度的一个单位等于十亿分之一米在科技和半导体领域里面纳米用来描述芯片制造工艺的节点大小通常指的是晶体管的最小的尺寸或者是特征尺寸在芯片制造当中较小的纳米的数字
通常意味着芯片上的同样面积的芯片上的晶体管更小更密集能够实现更高的性能和更低的功耗例如 7 纳米 5 纳米和 3 纳米这三个不同的工艺分别代表着芯片制成过程当中使用的晶体管尺寸的不同也就是说纳米的尺寸这个数字越小性能越好越高级当然也就越难设计和制造了
台积电广泛的服务于包括苹果英伟达 AMD 高通等等在内的众多科技公司从这些话里面能够看得出来台积电是为苹果英伟达 AMD 和高通等这些芯片设计公司去生产芯片的一个企业苹果除了大家熟悉的手机电脑等产品之外也自己研发和设计芯片
但苹果自己并不去制造和生产这些芯片就跟苹果并不制造和生产 iPhone、iPad 和 Mac 电脑一样苹果把制造和生产这些电子产品的工作外包给了富士康这样的公司同样的苹果把自己设计和研发的芯片交给了台积电来制造和生产英伟达、AMD 和高通等这样的芯片设计公司他们也是同样的在委托台积电来制造和生产自己设计的芯片
除了台积电目前世界上还有其他的一些个公司也能进行半导体代工生产但是呢他们也在同时做自己的芯片设计所以说前面提到了说台积电是世界上唯一一家只做半导体代工的公司那这些这些家公司的市场份额和技术水平呢通常都没有台积电那么领先这几家公司包括三星电子三星的半导体部门不仅生产自己的芯片
也就是三星公司自己设计的芯片三星半导体还提供代工服务尤其是在高端制程技术上它有一定的竞争力三星的代工能力主要集中在 10 纳米以下的这些个制程技术上三星的客户也包括苹果的 A9 处理器芯片这是苹果的双供应商策略一部分交给台积电一部分交给三星
但也有报道称三星的三纳米的技术量品率比较低导致了部分客户的流失影响了它的市场份额量品率后面我们会有详细的介绍先介绍一下双供应商策略这个双供应商策略是在很多行业当中都有广泛的应用尤其是在半导体和电子制造业行业双供应商策略的好处第一个就是会降低供应链的风险
如果依赖单一的供应商,那任何一方的生产问题,原材料短缺或者技术故障等都可能导致供应链中断。通过引入第二个供应商可以分散风险,确保供应链的连续性。例如,如果一个供应商遇到了产能瓶颈或者质量问题,那另一个供应商仍然能够提供替代产品或者服务,减少生产停滞的可能性。
那双供应商策略的第二个好处是能够提高溢价能力在与多个供应商进行合作的时候那这个企业就是这个甲方能够通过对比不同供应商的价格和服务条件来提升自己的谈判的优势争取更优惠的价格和服务条件这种竞争性呢也可以迫使供应商来提高质量和降低成本这也就是采购当中咱们经常听到的一种说法叫做比高比价多供应商来比
第三个优势是技术创新和差异化不同的供应商可能在技术上有所不同这也就为甲方企业提供了从不同的技术路线当中去获益的机会比如如果两个供应商可能采用了不同的生产工艺或者是技术平台企业可以选择最适合自己需求的技术从而获得技术上的多样性和创新这四个好处就是避免对单一供应商的依赖
单一供应商的依赖会使得这种甲方的企业在供应商出现问题的时候失去自主选择的权利双供应商的策略可以使甲方企业在面对不确定性的时候拥有更多的灵活性和选择权不容易被一个供应商的生产能力或者是战略变化所影响最后一个双供应商最重要的一个最后一个但是也是最重要的一个优势就是保障产能
有时候单一供应商的产能是不足以能够满足需求的增长的通过与第二家供应商的合作可以提高整体的产能保证订单的及时交付避免因生产能力不足而出现的延误或者是供应不足咱们国内经常大家会听说产能怕破这纯粹就是一句偏大的谎言在我们国内制造业这么发达的情况之下产能怕破
它只是一件美丽的外衣它掩盖了设计当中研发设计阶段中的问题在量产的阶段才被发现实际上并不是说产能不行而只是设计当中的问题在生产过程当中发现了没有办法继续下去
如果总结一下双供应商策略的好处它就是能够帮助企业甲方企业在成本质量供货时间等方面获得更大的控制权同时有效的分散供应链的风险和提升供应的稳定性因此对于关键零部件的生产比如芯片电子元器件等等双供应商策略是许多大公司采用的重要的战略除了台积电第二个重要的代工厂叫做 Global Funtries
Foundry 这个英文单词本身的意思是制造厂或者是铸造车间指的是进行金属铸造或者是其他制造过程的工厂在传统行业当中传统的行业或者传统工业当中 Foundry 是用来铸造金属物品的地方比如汽车的零部件机械设备等等在半导体行业当中 Foundry 特指那些专为其他公司代工制造芯片的公司
中文通常被叫做是晶圆代工厂晶圆代工厂就等于 Foundry 这些公司不自己设计芯片而是根据客户提供的设计图纸生产和制造这些半导体芯片 Global Foundry 这个名字听起来很霸气但是这家公司本身一点都不如它的名气霸气这家公司实际上是一家走在下坡路上的公司
Global Foundries 是美国的一家半导体代工厂它成立于 2009 年最早它是 AMD 的制导部门后来独立出来为别人代工现在 AMD 除了用自己的 Global Foundries 来给自己生产芯片之外也请台积电等其他的代工厂来代工
Global Foundry 虽然在制成技术上不如台积电和三星先进但它仍然提供了多种的制成技术它的主要生产的能力是在 14 纳米以上的这种制成技术上第四个最重要的代工厂就是大家比较熟悉的中芯国际了 SMIC 中芯国际是中国大陆最大的半导体代工厂
虽然它在先进制程上还落后于台积电和三星目前也主要是集中在 14 纳米机以上的制程节点但中芯国际在中国及亚洲市场具有一定的影响力并且在不断的努力来推进更先进的技术通过这些介绍大家就能发现这四家主要的代工厂里面最能打的就是台积电了第二名的是三星跟台积电比起来其他的几家跟台积电比起来相差还比较远
台积电比三星在半导体代工领域里面的领先主要包括以下几个方面第一个是先进制程技术的良品率和稳定性
台积电在先进工艺节点 3nm 5nm 以上的良品率英文叫做 Eurate 更高这意味着它生产的芯片更少出现缺陷让整体的制造成本更低这个良品率是制造业上的一个概念良品率的定义是说你生产 100 个产品出来其中有多少个是好的能用的产品所以良品率越高你的这个
这个生产的成本就跃低通常呢这个生产制造行业大部分都要达到 80%或者 90%以上这个良品率你的这个整个的这个产能才有意义那在这个 5 纳米的节点上台积电的良品率是远超过 80%的而三星的这个良品率呢基本上只有 60%左右这是导致了三星的部分客户比如说高通对三星的这种代工能力产生了很大的顾虑
第二点,台积电比三星有优势的地方就是它的生产规模和客户的信赖台积电的客户群体非常广泛包括苹果、英伟达、AMD、高通、联发科等全球顶级的芯片设计公司而三星的代工客户相对有限甚至因为量品率的问题丢失过部分包括高通和英伟达的订单
苹果的 A 系列和 M 系列的芯片长期都是由台积电主要来代工的苹果也是台积电 3 纳米工艺的最大客户之一 AMD 和英伟达的高性能的 GPU 也基本上是完全依赖于台积电来生产而三星的 GPU 的客户非常非常的少台积电的第三个优势是在工艺研发与节点的推进速度方面
台积电的 3 纳米的制程比三星的 3 纳米早了一年多投入大规模量产台积电是在 2022 年三星是在 2023 年在 2 纳米的供应方面台积电是计划 2025 年量产也就是今年三星也是计划 2025 年但台积电的技术路线和可靠性更受市场的认可台积电的第四个优势是供应链的整合和光刻机的使用能力
台积电与全球唯一一家的光刻机的供应商 ASML 的关系非常密切它掌握了更多的 EUV 光刻机确保了先进工艺制程的推进的速度要快于三星光刻机是制造生产半导体芯片不可缺少的设备对光刻机和 ASML 这家公司这家荷兰公司感兴趣的听友可以去我的第 98 期节目里面了解更多的细节
台积电的第五个优势是在于它的业务的专注度台积电是纯代工模式 Foundry only 只做代工没有自己的芯片品牌因此也不会与客户形成竞争关系而三星同时还在生产自家的芯片也在代工高通英伟达等公司的芯片可能导致潜在的利益冲突这一点也让大部分的客户更加倾向于去选择台积电
总结一下台积电比三星更加领心的核心点包括第一量品率更高第二客户更加信赖第三是技术推进的速度更快更稳定第四是光刻机的资源更加丰富第五是专注于代工模式不与客户竞争虽然三星也在不断的追赶并且在某些技术领域里面也尝试去超越台积电但目前在全球整体的半导体代工市场上台积电依然是绝对的领导者
也正因为如此台积电占据全球芯片代工的绝大部分的市场份额 2024 年台积电市场份额大约占 68%台积电主要客户包括前面说到的大客户苹果 AMD 英伟达等等而三星的市场份额只有大概 11%其余的大概 20%的市场份额是被其他的这些个代工厂来评分了
全球代工厂全球代工芯片代工厂 2024 年的总收入大约是 1317 亿美元台积电的营收是 900 亿美元台积电的 900 亿美元的收入甚至高过了英伟达的 609 亿的收入台积电收入的大概的一半来自于 HPC 叫做 High Performance Computing 高性能计算 GPU 的代工费大概率是被台积电归到了 HPC 这个品类当中
虽然外界无法准确知道 GPU 的代工费尤其是来自于英伟达的代工费到底有多少但我问了一下马斯克的最新的 AIGorg3Gorg3 给出了一个数字 Gorg3 说英伟达在 2024 年可能支付给台积电约 134 亿美元用于芯片代工负这一估计基于台积电 2024 总收入约为 896 亿美元分析师估计英伟达贡献了其中的约 15%
我好奇又问了一下 Gork3 那台积电给光合基公司荷兰的 ASML 贡献了多少收入 Gork3 说 2024 年台积电可能为 ASML 贡献了约 83 亿欧元的收入这个估计来自于台积电 2023 年给 ASML 贡献了大概 30%的收入并且假定了 2024 年这一比例保持不变所以如果说英伟达是给全球人工智能行业卖铲子的人
那台积电就是给英伟达卖铲子的人而 ASML 则是卖给台积电铲子的人那台积电依靠先进的制程技术高的良品率和稳定的供应链牢牢占据了全球芯片代工的主导地位即使英伟达是当前 AI 芯片的王者它的核心供应链依然离不开台积电但未来的格局会一成不变吗也不好说大家知道我们国内正在加速推进半导体制造能力的突破
中芯国际虽然在先进制程上仍有差距但在成熟制程的市场上已经基本上站稳了脚跟并且在 14 纳米级以上的工艺上在持续的进步此外随着本土半导体设备材料产业链的完善中国的芯片的自给率有望进一步的提升而最近国产 AI 大模型如 DeepSig 的崛起也让人看到了中国在算力生态上新的一个探索
从长期来看全球芯片产业链将继续分化台积电和三星仍然将在最前沿的先进工艺上竞争而中国将加速国产替代补足自身的短板逐步打造更加完整的芯片制造体系未来我们或许会看到一个不再完全依赖单一代工巨头的全球芯片格局甚至在某些领域中国芯片制造或许能够开辟出新的道路来这场变革呢
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