从台积电财报，看2023年半导体行业
2023-05-25 15:46:07
相较于更上游的半导体制造设备供应商，台积电在今年q1感知到下行期大趋势也比较合理，一般更上游会对市场趋势的感知会滞后一些。所以过对台积电数据的观察，能更及时掌握半导体行业的周期性变化。
通常观察半导体行业发展阶段的全貌，很难只通过综合统计数据来判断趋势。更何况，半导体不同子产业或者子应用的发展阶段也存在差异。但有一些管中一窥的方式：其一是藉由产值达到行业约1/4的存储市场来观察，其二则从资源相对集中的foundry厂来做观察。
在众多foundry厂之中，最具代表性、体量最大的当属台积电(tsmc)。不过，基于台积电在不同应用的覆盖，即便在全球电子产业下行期内，业界去年也未看到这家foundry厂的颓势——而且有关台积电的新闻也较多围绕“产能不足”来报道。2022年全年，台积电的营收达2.2639万亿新台币，相比2021年的同比大幅增长了42.6%，这一数据反映前景大好。
不过，作为半导体制造的核心力量，要说台积电不受行业下行的不良影响，于情于理也说不通。今年4月底，台积电发布了2023 年q1季报，其cfo(首席财务官)黄仁昭(wendell huang)指出，当季业务受到了宏观经济环境式微和终端市场需求疲软的影响。他透露称：“预计到2023年第二季度，我们的业务会持续受到客户更进一步的库存调整的影响。”
台积电今年q1的营收为5,086.3亿新台币，同比增幅只有3.6%，考虑到汇率问题，换算成美元则为167.2亿美元，营收同比下降4.8%，环比下降16.1%。另外，q1的毛利率(gross margin)环比滑坡了将近6个点，从去年q4的62.2%，降至今年q1的55.6%。但以上数字大部分在台积电的预测范围内，甚至部分数据还要略好q4的预期。
其实，相较于更上游的半导体制造设备供应商，台积电在今年q1感知到下行期大趋势也比较合理，一般更上游会对市场趋势的感知会滞后一些。比如，asml今年q1的营收虽然有67.5亿欧元，但q1的新订单只有37.5亿欧元。这一数字暂且对asml今年的业绩不会有太大的影响，但对其明年的业绩可能会有比较大的影响——因为今年业绩的强势由去年的大量订单所贡献。所以过对台积电数据的观察，能更及时掌握半导体行业的周期性变化。
营收、价格、产能利用率都有滑坡
基于黄仁昭在今年q1财报电话会议上分享的信息，预计台积电q2的业绩情况也不会太乐观。许多半导体大厂都认为，行业将在今年q2、q3触底。而台积电的针对q2业绩预期是：季度营收为156亿美元，同比滑坡幅度将达14.6%。
在去年q4的电话会议上，台积电预期除了存储市场之外，今年全年半导体市场将下滑4%，其中foundry行业会下滑3%。台积电还强调称，虽然行业整体会面临下滑，但自己的业绩仍会保持增长。尤其在2023年下半年，台积电的业务会回暖，但其业绩仍难出现强力反弹的趋势。笔者预计，受惠于新工艺 (包括新iphone要采用的3nm工艺)，以及行业的部分回暖，台积电今年q4的业绩或将出现涨势。
对于foundry厂而言，除了营收数字之外，产能利用率也是衡量产业发展的重要指标。在疫情刚爆发时，许多foundry厂都保持着满负荷运转，也即是产能利用率接近100%。
在去年q4，台积电的产能利用率表现出了颓势。更低的产能利用率，会造成毛利率更大程度的滑坡。今年q1，semianalysis表示，台积电7nm工艺的产能利用率下降严重，主要是因为pc和智能手机应用的颓势。5nm和7nm大约占到了台积电营收的一半(截至2023年q1，台积电5nm工艺营收占其总营收的31%，7nm则占20%，如图1)。
图1：台积电1q23不同制造工艺的营收情况(图片来源：台积电)
具体而言，台积电的7nm工艺产能利用率，从2022年 q3的100%下探到了q4的83%。虽然台积电去年q4季报的表现尚可，但是7nm工艺营收的环比减少了9亿美元。此外，其5nm和16nm工艺的表现不错，同时q4的业绩也受到了汇率的正向影响。
今年q1的数据显示，台积电7nm工艺产能利用率降到了70%以下，预期在q2可能会进一步滑落至60%。这仍然和pc、智能手机的低迷行情密切相关，造就了台积电毛利率的持续下探。笔者乐观估计，台积电n7工艺可能会在今年q3回暖。另据semianalysis数据显示，台积电5nm工艺也受到了影响，当前该工艺的产能利用率在88%左右。
从晶圆出货与价格的角度来看，去年q4的晶圆出货量下降得比较严重，从q3的将近4,000k(400万片)掉到了q4的3,700k(370万片)，7nm和更早的工艺销量不佳是主要原因，而今年q1的出货量数字下滑到3,200k(320万片)。因此，台积电晶圆均价多年来首次出现下降，当然5nm之类的工艺价格不会走低。
另外，还有个比较重要的数字是“capex固定成本投入”。台积电在2023年q1就提到，其2023年的capex投入约为320亿-360亿美元。在具体分配上，高端市场受到的影响可能相对更小，但低端市场的情况会比较惨烈。今年q1，台积电已经支出了大约99.5亿美元，预计下半年的capex投入会进一步减少，这对上游设备供应商而言并非好消息，预计这波寒潮将持续向上游传递。
台积电2023年的资本密度(fab厂成本投入/营收)大致在46%左右，基于长期发展趋势这一数字会往30% 走，预计2024年的capex成本投入还会进一步减少。
3nm先进制造工艺今年能担大任？
无疑问的是，台积电在下半年就要靠3nm工艺来拉高营收。去年，台积电在财报电话会议上透露，其n3和n3e的流片数量超过了n5前两年流片数量的两倍。对此，台积电预期，在2023-2025年甚至之后，n3工艺的需求量会非常旺盛，该工艺的应用方向主要是hpc和智能手机。但就先进制造工艺而言，其中还存在着一些变数。
台积电的hpc和一般常规定义中的hpc不同：前者的hpc包括了pc、网络设备、边缘服务器、数据中心，其hpc范畴内不止是amd、英伟达的gpu，亚马逊的数据中心cpu，还包括了苹果mac设备用的m系列芯片。
2023年q1，hpc应用方向的业务营收，占到了台积电总营收的44%，智能手机则只有34%。但从基数的角度来看，hpc应用营收环比下滑14%，智能手机营收环比滑坡多达27%(图2）。这还导致了一个客观后果：随着hpc应用开始采用chiplet，并且在功耗与能效上下工夫，hpc也更积极地寻求尖端制造工艺，过去基本上是智能手机ap soc的专利，这对3nm工艺而言自然是好事。台积电ceo魏哲家指出，2023年3nm工艺总的晶圆营收会贡献中间个位数(mid-single-digit)的占比。
图2：台积电1q23不同应用平台的营收情况(图片来源：台积电)
但台积电3nm工艺的良率并不是很理想，在最初3nm起量的阶段，其毛利率会受到负面影响。而且台积电大客户苹果目前的iphone销售策略是，只有pro系列才应用尖端制造工艺。3nm在pc和智能手机上的应用短期内较难有所起色，而估计规模较大的ai芯片要用上n3工艺要等到2024年。
笔者认为，基于晶圆asp(平均单价)，以及台积电现有客户的需求量，3nm在出货量和营收上较难达到，或者可能差不多达到当年n5的同期水平。当然，n3前期产能受限也是个客观问题。不少分析师认为，n3可能会成为台积电爬坡最慢的尖端制造工艺。即便台积电声称其n3工艺2023年的营收，将高于n5工艺在2020年q4的营收。实际上，n5在2020年4月之后才真正大规模量产，其晶圆价格也更低，而n3开始量产的时间相对更早。
所以，从出货量的角度来看，今年将出货的n3晶圆，比2020年出货的n5晶圆少很多。值得一提的是，台积电预期2023全年的营收将比2022年有所增长，按照其2023年q1业绩和q2的预测，台积电今年下半年要达成的业绩压力并不小：n5和n3肩负的担子将会非常沉重。前文提到，今年3nm的营收只会占到总营收的个位数，n7能否在下半年全面反弹也还是未知数，再基于n5前几季的营收数字会发现，台积电的预期仿佛有些过于乐观——除非pc和手机应用在下半年再度活跃，就现在的这波周期情况来看，这两个先进制造工艺的应用场景要反弹，可能还有些难度。
通过观察台积电的营收来分析业务热点，比如汽车应用等。台积电数据显示，汽车应用2023年q1的营收环比增长50%。魏哲家也指出，虽然汽车市场需求还比较平稳，但是有迹象表明，该市场在2023年下半年不会维系高增长。
现在讨论2nm工艺为时过早。n2是台积电首度应用gaafet(环绕栅极场效应晶体管)的工艺，乐观估计该公司的量产时间将在2025年，n2工艺的营收起码要到2026年才会体现出来。台积电认为，n3会是当前业内先进的工艺节点，未来的n2将帮助其持续领先于行业。
先进封装工艺和其他相关更新
随着chiplet和2d/3d先进封装成为搭配先进制造工艺的皇冠球网手机网址的解决方案，台积电在先进封装方面的营收理论上也会水涨船高。在3d封装这种尖端工艺上，台积电也具备技术优势。
2022年，台积电有7%的营收来自先进封装，基于客户需求的变化，预计到2023年，先进封装所贡献的营收占比仍为6%-7%。台积电定义的“先进封装”包含了fan-out(扇出型)的封装方案，显然移动市场新的一年需求也并不怎么看好。
不过，cowos(晶圆基底芯片)是大热门。比如，英伟达数据中心gpu、谷歌tpu，以及一些大规模ai芯片，它们都采用了cowos封装方案。通常这类芯片应用cowos是将ai芯片本体与hbm存储部分进行2.5d连接封装。相对地，这表明2023年先进封装的营收基数可能还会下滑。与此同时，前沿技术应用的3d堆叠soic(系统级集成芯片)仍在发展的初级阶段。
在成熟制造工艺方面，台积电在将更多的注意力放到面向射频、图像传感芯片之类的特种工艺上。此前，台积电计划对高雄工厂28nm工艺做扩容，但魏哲家表示，台积电日本(熊本)工厂、南京工厂都有28nm产线。针对汽车应用，未来可能考虑在欧洲增加第三条28nm产线。所以，再增加高雄工厂28nm产线不具备“经济上的可行性”，故将其改做先进工艺来满足更先进工艺的产能需求。
此外，台积电在最近的电话会议上，还更新了台湾以外的地区的建厂计划：亚利桑那工厂仍预期在2024年晚些时候上线n4工艺，其制造成本会高于台湾当地，台积电认为其地理位置优势，对于服务客户仍存在价值；而日本的28nm特种工艺工厂，也预计于2024年晚些时候开始量产；南京28nm工厂的扩容也将用于支持客户；针对欧洲28nm工厂的评估，还在等待客户反馈，以及正在考察当地政府的支持力度。
从台积电的2023年q1季报来看，今年半导体行业的整体氛围不会很轻松，即便下半年逐渐恢复已经是业内共识，但是其恢复速度如何仍未见明朗。格外值得关注的是，今年q3、q4，台积电3nm工艺的市场情况，对该集团及整个市场而言都至关重要。另外，包含7nm在内的先进制造工艺，在下半年的市场表现，也能直接反映行业的整体发展情况。
来源：国际电子商情微信公众号
