三星与台积电在先进制程上的“资本游戏”

据IC Insights报道，在过去的25年中，跟上前沿IC技术的发展步伐变得越来越昂贵。现在实施最先进的逻辑器件处理技术所需的投资已将市场中仅有的三家公司（三星，台积电和英特尔）赶出了市场。此外，在这三家制造商中，只有两家可以真正地处于领先地位（三星和台积电），它们都可以批量生产7nm和5nm IC。相比之下，预计英特尔不会在自己的制造工厂中大批量生产7nm器件，直到2022年，届时三星和台积电预计将使用3nm制程技术生产商业量的IC。

从历史上看，具有最高资本支出水平的IC公司也是能够生产最先进设备的公司。尽管在过去27年中，英特尔已连续25年位居半导体行业前两大资本支出者之列（图1），但该公司的支出仅是三星在2020年支出的一半左右，而且预计将再次远低于三星支出的一半。三星和台积电预计今年将支出（各自约280亿美元）。

三星在2010年首次在半导体资本支出上花费了超过100亿美元。在2016年在半导体资本支出上花费了113亿美元之后，三星在2017年为该半导体集团的支出增加了一倍以上，达到242亿美元。

自2017年以来，三星的半导体资本支出一直非常强劲，2018年的支出达到216亿美元，2019年达到193亿美元，去年达到281亿美元。 在半导体行业的历史上，三星在2017-2020年期间的庞大支出达到932亿美元，这是前所未有的！这个数字是同期所有中国本土半导体供应商的447亿美元总和的两倍以上。尽管三星尚未为其2021年的支出提供指导，但IC Insights估计该公司的支出将基本与2020年持平。

图1

台积电是唯一提供领先技术的纯晶圆代工厂。它对7纳米和5纳米工艺的需求非常强劲，占其2020年下半年销售额的47％。它目前的大部分投资都针对其7nm和5nm技术的额外产能。台积电的5nm产品占到2020年总销售额的8％（35亿美元），说明去年台积电转向了更先进的工艺有多快，而去年上半年基本上没有5nm收入。

2021年1月14日，台积电发布了“重磅炸弹”消息，称其计划将今年的资本支出增加至250-280亿美元。

现在看来，三星和台积电都意识到了眼前的千载难逢的机遇。三星在2017年开始支出激增的同时，台积电将在2021年开始大规模的多年支出增长。ICInsights预计，三星和台积电今年的资本支出将至少达到555亿美元，占总支出的5％。前两个支出最多的时间是半导体行业总支出中的高百分比（图2）。由于目前尚无其他公司能够与这些庞大的支出相匹敌，因此三星和台积电今年可能会在先进集成电路制造技术方面与自身和竞争对手展开更大的距离。

图2

像欧盟，美国和中国这样的政府能否投资于其本土IC产业并赶上与三星和台积电（TSMC）的IC技术竞赛？考虑到差距还很大，IC Insights认为，各国政府至少需要在五年内每年花费300亿美元以上，才能获得成功机会。这还涉及到一个问题，他们是否有意愿和/或能力兑现这一承诺？此外，对中国而言，即使有钱，也肯定会受到贸易问题的阻碍，因为贸易问题禁止一些最关键的过程设备出售到中国。

如果没有其他IC生产商或政府采取迅速而果断的行动，三星和台积电就将成功占领世界领先的IC工艺技术，而这将是未来所有先进的消费电子，商业和军事电子系统的基石。