目前，台积电作为世界铸造霸主的地位似乎不可动摇。

13年前，张仲谋在金融危机中复出，为台积电在28纳米关键工艺节点崛起奠定了坚实基础。2015年，台积电成功量产16 nm工艺技术，并在与三星的14 nm对抗中击败对方，随后的5年，台积电一路大胜，与竞争对手的差距越来越大。在2020年的5nm大赛中再次击败三星，彻底奠定了台积电在先进晶圆代工领域不可战胜的市场地位。

赢得这些激动人心的技术比赛无疑给台积电带来了丰厚的回报最近，台积电发布了截至12月30日的2020年第四季度财务报告。从财务报告的表现来看，营收和利润的稳步增长证明了台积电先进制造技术赢得了更广泛的市场认可。

似乎台积电又一次进入了先进制造工艺带来的技术和资本双向良性循环。然而，事实真的像看起来那么美好吗？

收获十年来最好的季度报告

在综合表现方面，台积电在新季度获得了过去十年来最好的季度报告。以美元计，2020年第四季度台积电营收达到126.8亿美元，同比增长22%。净利润达到50.08亿美元，同比增长31.7%。收入和利润都创下了新纪录。

更让投资者惊讶的是，其第四季度的利润率极其亮眼。毛利率达到54%，净利润率达到惊人的39.5%，这也创造了新的历史记录。同时，如果和其他科技巨头相比，这个净利率甚至比苹果的21%还要高，其吸金能力也是可怕的。

台积电第四季度出色表现的关键在于，其16纳米及以下的先进制造技术贡献了其62%的收入。毕竟，对于台积电，来说，与成熟的工艺技术相比，先进的工艺技术具有更高的定价和更大的利润率。

其中5nm的贡献尤为突出，营收占比从三季度的8%飙升至四季度的20%。目前，台积电在5纳米工艺节点上还没有真正的对手。全球范围内，除台积电外，只有三星掌握了5nm工艺的量产能力，但三星的量产规模只能达到台积电，的1/5，产品的性能和性价比并不占优势。因此，可以肯定的是，在未来很长一段时间内，台积电5nm仍将在代工市场展现其强大的实力。

从这个角度来看，台积电寻求在领先先进制造工艺的基础上建立自己的核心优势的逻辑没有错。然而，当先进制造工艺非常接近物理极限时，台积电继续坚持进一步增加对R&D的投资和先进制造工艺的生产，这实际上已经成为一种有风险的行为。

对高级流程的持续加码已经成为一种冒险

目前先进制造工艺带来的芯片性能和功耗回报正在大幅下降。最近几个月，搭载5nm制程SOC的智能手机相继推出。从这些手机的实际性能来看，无论是台积电的5nmFinFET工艺，还是三星的5nmLpE工艺，都无法达到市场预期。

在台积电，随着5纳米技术的快速发展，实际性能有所提高。以苹果A系列处理器为例，基于台积电7nm工艺，A13处理器的CpU性能较A12处理器提升20%，GpU性能提升20%；与A13相比，基于台积电5nm工艺的and GpU性能提升约16.7%，GpU性能提升约8.3%。也就是说，在苹果的A系列处理器上，5nm工艺进步带来的进步，很可能比不上苹果自己对处理器架构的优化升级。

虽然有媒体人猜测这是由于5nm初期良品率低，但苹果A14屏蔽了部分核心。然而，与官方数据相比，同样采用台积电5nm技术的麒麟9000在功耗控制上有很大差异。

在三星，电力翻车问题更为突出。根据知名数码博主geek bay Geekerwan对小米，手机的实测，与上一代骁龙865处理器相比，三星搭载5 NML PE工艺的骁龙888处理器单核功耗和多核功耗大幅提升，而能效表现却大幅下降。而同样采用5nmLpE工艺的Exynos1080芯片，能效表现也同样蹩脚。

5nm先进制造工艺的实际性能普遍不尽人意。对于目前使用5nm工艺的产品，其营销价值可能远远超过先进制造工艺本身的实用价值。

更令人不安的是，虽然目前台积电5nm工艺的实用价值非常值得怀疑，但台积电继续加大对下一代工艺节点3nm工艺的研发投入。在最近的财务报告会上，台积电管理层宣布，计划将年度资本支出从2020年的170亿美元大幅增加至2021年的250亿美元至280亿美元，增幅为45%至63%，其中约80%将用于3nm工艺研发，这意味着今年将有超过150亿美元的资本支出投资于台积电的3nm工艺。

根据台积电，之前宣布的计划，他们的3纳米工艺计划今年试生产，2022年量产。也就是说，根据台积电，的规划，明年我们可以在市场上看到一些配备台积电3nm技术的产品。

这仍然符合台积电近年来先进制造工艺升级的步伐。然而，从产品的实际表现来看，高昂的价格并没有完美地达到预期的效果。换句话说，台积电可能触及了资本投资和技术实现之间的瓶颈。忽视这一瓶颈，渴望实现3纳米先进工艺技术的台积电，实际上已经陷入了一场极端的技术冒险。

极端科技冒险是福是祸？

台积电目前面临技术风险的原因是非常危险的，这是受许多其他风险因素的影响，包括三个显而易见的因素。

首先，成本会进一步增加。这从台积电今年的非经常开支将会激增45%至63%可见一斑。在设备成本方面，7nm以下工艺必不可少的是EUV 光刻机，所有3nm工艺均采用EUV 光刻工艺，层数从5nm工艺的14层增加到20层，每增加一层成本巨大。此外，台积电此前透露，其3nm工艺将继续使用成熟的FinFET晶体管，但一些必要的技术升级将不可避免地进一步增加成本。

第二，生产消耗更多的能源。大量用电似乎被列入成本增加的范畴，但台积电的用电问题并不只是电费增加那么简单。早在2015年，张忠谋就指出，困扰台积电发展的唯一因素就是缺电和停电。到2019年，台积电用电量飙升至143.3亿千瓦时，台湾， 中国过去五年增加的用电量有三分之一被台积电占据越来越多的EUV 光刻机器将用于在台积电，建设5nm和3nm生产线但EUV的能量转换率只有0.02%左右，所以台湾， 中国的电力供应无法承受台积电的进一步发展，这已经成为一个非常现实的问题。

三是技术难度升级。事实上，尽管台积电和三星通过一些有效的技术手段缓解了这些问题，但很难克服7纳米以下先进工艺频繁出现的量子效应和类似的微观尺度问题。但从5nm工艺的产品良率以及具体性能和功耗提升表现来看，负面影响依然存在，未来能优化到什么程度还有疑问。

台积电肯定已经制定了应对这些风险的相关计划，但不可否认的是，如果台积电出色的表现表现出来，他就能真正理解这些风险。那么很难不担心，台积电下一步的发展道路真的会像大多数人想象的那么顺利吗？

文字/微信官方账号，刘旷， ID:柳矿110

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