解析台灣半導體巨擘(三)──台積電要賺錢,得吃蘋果彌補高通轉單

作者 | 發布日期 2015 年 12 月 09 日 7:30 | 分類 手機 , 晶片 follow us in feedly
下載自路透

編按:資深前分析師 Richard 從財務面、技術面、競爭力分析等角度深度解析台積電,科技新報取得獨家授權,4 篇專文報導,帶你了解這間台灣舉足輕重的半導體巨擘。前兩篇已分析了台積電的財務面和技術面,這篇來探討它的客戶面。



台積電靠新版 28nm HPC+ 維持 28nm 製程高市佔率

台積電目前幾個主要製程,依特性概分如下:

High performance:28HP、28HPM、20SoC、16FF+

Mainstream:28LP、28HPC、28HPC+、16FFC

Ultra low power:55ULP、40ULP、28ULP、16FFC(16FFC 同時適合 mainstream 和 ultra low power 市場)

台積電的 28nm 製程技術,從既有的 28LP、28HP、28HPL、28HPM 幾個主要製程,延伸擴大到新發展的 28HPC 和 28HPC+,藉著更廣泛改良的製程應用,來擴大 28nm 的市佔率。去年導入 28HPC 製程,是針對 64 bit 中低階市場 CPU,今年導入的 28HPC+,則是針對四到十核心 CPU + LTE Category 4~6 SoC 產品市場,28HPC+比28HPC 速度快 15%,或耗電少 30~50%。除了 smartphone CPU(AP)/ Baseband 之外,28HPC / HPC+ 也應用在其他產品。另外,28nm transceiver RF 和 28nm flash controller 需求已經開始增溫,台積電認為 2016 年將有更多客戶產品轉進 28nm,包括 Wi-Fi、Wearable、Digital TV、Set-top-box、Image processor,幾乎所有新 tape-out 的 28nm 產品都使用新的 28HPC 和 28HPC+ 製程,這兩個製程的 tape-out 數目已經超過歷史新高紀錄。

因為客戶調節庫存,台積電表示 28nm 整體產能利用率(billing utilization; UTR)將從 3Q15 的 90% 以上,4Q15 降到 80% 以下。台積電預估 2015 年 28nm wafer 出貨量大約和去年差不多,透過新版本的 28nm 製程,台積電希望阻擋二線 foundry,維持高市佔率和良好的毛利率,2016 年的 28nm 全年營收還是有機會比 2015 年成長。

 

客戶分析:Apple

1. Apple AP wafer 需求量預估今年 650K,明年 711K,成長 9%

Apple 的 AP(Application Processor)已經成為台積電的主要營收之一,假設 Apple 2015 年 iPhone 出貨量 233M,2016 年 iPhone 出貨 244M,成長 5%。(本文忽略 iPod、Apple Watch、Apple TV 等小量 AP 需求)。A7 用 28nm 製程 die size 102mm2,A8 用20nm 製程 die size 89mm2,A9 用 14 / 16nm 製程,照科技網站公布的資料,14nm die size 96mm2、16nm die size 104.5mm2,至於用在 iPhone 7 上的 A10,確定還是使用 14 / 16nm,沒有製程微縮的效益,當 A10 電晶體 gate count 增加(每一代 CPU 功能更強電晶體數目一定增加),die size 應比 A9 大,台積電 16FF+ 製程生產的 A10 die size 增加到 120mm2。

iPad 假設 2015 iPad 出貨 53M,以 20nm 的 A8X 為平均數 A8X 20nm 製程 die size 128mm2,只有少部份用 14 / 16nm 的 A9X,猜測 14nm die size 138mm2,16nm die size 150mm2,估計 2016 年 iPad 合計出貨 47M,假設 20nm 和 14 / 16nm 製程的 AP 兩者各佔一半。

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經過良率假設後計算 good dies per wafer,2015 年 Apple iPhone AP 的 12″ wafer foundry 需求量為 492K,2016 年為 561K,加上 iPad,合計 2015 需求量 650K,2016 年 711K,成長 9% YoY。2015 年 Apple AP wafer 需求量 650K 中,估計 20nm 佔 389K 最多,其次是 14nm 105K 和 16nm 90K。另外,因為 Apple 新產品鋪貨前的產量和淡季產量落差很大,單月高峰需求量並不是年度需求量的 1/12,單月高峰需求量可能會到 100K 以上,所幸 Apple 產品生產週期很長,foundry 可以趁淡季預先投片變庫存放著,到旺季再一起交貨。

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2. Apple AP wafer foundry 產值預估

2016 年 wafer 需求量雖然需求量只有微幅成長,但因為主力產品從 20nm 轉換成 14 / 16nm,wafer 的 blended ASP 售價增加不少,假設 2015 年 foundry wafer 代工價格 20nm US$7,000、14nm US$8,500、16nm US$ US$8,700,2016 年降到 20nm US$6,700、14nm US$7,300、16nm US$8,000,估計 2015 年 Apple AP 的 foundry 產值 US$4.4bn、2016 年 US$5.2bn,+16% YoY,符合一般高階手機的 silicon content 還在成長的趨勢。

3. 台積電在 Apple AP foundry 市佔率預估

2015 年台積電是 Apple AP 的 20nm 製程(A8和A8X)獨家供應商,在 A9 的供應比率眾說紛紜,本文判斷台積電和 Samsung LSI 各供應 50%,因此 2015 年台積電出貨給 Apple 12″ wafer 479K,市佔率 74%,2016 年預估 A9 維持 50% 供應比率,計劃於 mid-2016 開始量產的 A10,如果台積電 InFO 封裝技術能順利量產,將使得產品和 Samsung LSI 及相對應的封裝技術,有了差異化,Apple 無法將 A10 分配兩家供貨,必須選擇其中之一成為獨家供應商,台積電因此有很大的機會取得 A10 100% 的供貨比率,按此假設,2016 年台積電 12″ wafer 出貨給 Apple 估計為 519K,成長 8%,市佔率稍微降到 73%,因為 2015 年最大量的 A8 由台積電 100% 供應,2016 年最大量的 A9 供應比降到 50%,如果 A10 恢復 100% 供應的話,2017 年出貨量佔有率應會再度上升。

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估計台積電 2015 年 Apple 貢獻營收 US$3.4bn,佔公司營收 13%。其中 16nm 約 US$719M,佔全年公司營收約 2.7%,如果以季度來看,估計佔台積電 3Q15 營收2%,佔 4Q15 營收 9%。2016 年 Apple 貢獻台積電營收 US$3.9bn,成長 12% YoY,其中 16nm 佔 US$2.9bn。台積電在 Apple 的產值市佔率則由 2015 年約 77%,微降到 2016 年約 75%。

 

客戶分析:Qualcomm

1. Qualcomm「恢復」分散 foundry 投片策略

早期,使用先進製程的 Fabless 公司,time to market 比 cost 重要,其 foudnry 策略有兩種,一種是選定一家做長期夥伴,這樣 RD 可以熟悉這家 foundry 的 design rule、製程能力,有助於在設計階段就充分利用這家 foundry 的能力,追求第一個 cut 就成功,以及良率快速提升,也可以提高採購時的忠誠客戶的議價優惠,早期的 Nvidia、Marvell、Altera、ADI 都是 100% 在台積電投片,Xilinx 絕大部份在 UMC 投片就是此類。另一種 Fabless 則藝高膽大,本身 RD 對半導體製程能力有相當掌握,可以分散投片,有信心靠自己的能力,在不同的 foundry 都能有好的良率,並充分利用二線 foundry 優惠的價格,這類 Fabless 包括 ATI、Qualcomm、Broadcom 等,至於使用成熟製程的公司,考量的則是 cost performance,而不只是良率。Qualcomm 早期就屬於分散投片的公司,台積電、UMC、Chartered(Globalfoundries)都有投片。後來到了 45 / 40nm 製程技術時代,台積電的競爭力大幅提升,這類客戶已經沒有選擇,通通變成以台積電為主要供應商的類型,到 28nm 更進一步,台積電幾乎壟斷 28nm HKMG 市場,毫無選擇,大部份需要先進製程的 Fabless 公司都變成倚賴台積電的客戶。

但經過幾年的學習,UMC、Globalfoundires、SMIC 的 28nm Poly / SiON 製程已驚漸漸成熟,HKMG 也有進展,Samsung LSI 和英特爾也利用先進製程的優勢積極切入 foundry 生意,Qualcomm 從幾乎 100% 在台積電投片,到「恢復」早期分散投片模式,並不特別意外,SMIC 有中國政府用市場吸引,Samsung LSI 有 Samsung 手機採用 Qualcomm 晶片的吸引,有機會先馳得點,瓜分 Qualcomm wafer 代工市場。

2. Snapdragon 820 轉單 Samsung 14nm FinFET 製程生產

從 Qualcomm 揭露的公開資訊,中高階手機使用的 Snapdragon 8xx 系列,2015 年主力產品八核心 810 和六核心 808 都是用台積電的 20nm 製程,下一代主力產品 Snapdragon 820,將使用 Samsung LSI 的 14nm FinFET 製程,從標準 ARM 核心 A57 和 A53,改為 ARM 授權自行改架構的 Kyro 核心,雖然只有四核心,但整體 performance 應該比 Snapdragon 810 大幅改進,預計 foundry 4Q15 量產,晶片 1Q16 出貨,這將讓 2016 年台積電的 Qualcomm 訂單比 2015 年衰退。

3. Snapdragon 412 可能轉單 SMIC 28nm 製程生產

另外,SMIC 公布 4Q15 即將量產 Snapdragon 400 系列產品,判斷應該是最新 cost down 版的 Snapdgragon 412,採用四核 ARM 標準的 A53,研判 SMIC 製程上還是用比較落後的 28nm Poly-SiON,而非台積電主力的 28nm HKMG,預計 4Q15 量產,1Q16 出貨。猜測 SMIC 要不就是用價錢取勝,要不就是有政府支持本地半導體產業的考量,否則實在看不出來,同樣四核 A53,用 SMIC 28nm Poly-SiON 製造的 Snapdragon 412 和一年前台積電同樣 28nm Poly-SiON 製造的 Snapdgron 410,performance 會改進到哪裡去。

4. Snapdragon 616 是否轉單不太清楚

至於同樣規劃於 4Q15 量產、1Q16 出貨的 Snapdragon 616,有點奇怪,因為其他 600 家族成員,都已經改用台積電 28nm HPM / HKMG 的時候,做為取代一年前 615 的 Snapdragon 616,據報導還是使用舊的 28nm LP / Poly-SiON,如果 616 繼續在台積電投片,似乎沒有必要從 28nm HPM 改回 28nm LP 製程,是不是也可能轉到其他 HKMG 還沒有很成熟的二線 foundry 生產?訊息還不明顯。

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5. 2016 年台積電的 Qualcomm 業績將衰退,Apple 變成最大客戶

這兩、三年,拜 Smarphone 興起、AP 複雜化、Qualcomm 高市佔率及台積電在 Qualcomm 市佔率提高之賜,Qualcomm 一直維持是台積電最大客戶,2014 年貢獻營收約 1,576E,佔全公司營收約 21~22%。估計 2015 年隨著:1. Qaulcomm 在 Samsung 手機市佔率下降、2. Qualcomm 在中國手機客戶市佔率下降、3. Snapdragon 820 於 4Q15 轉單 Samsung LSI 之前,Snapdragon 810 消化庫存減少 foundry 訂單,全年對台積電的營收貢獻應該稍微下降,蓋估 1,300E,佔全公司營收估計將到約 15%,僅略高於 Apple 13% 的佔比,2016 年 Apple 則有機會超越 Qualcomm 成為台積電的最大客戶。

 

台積電產能

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2015 年台積電 20nm 製程主要在 Fab 12 和 Fab 14 生產,台積電 20nm 產能有 90% 可以轉換到 16nm,因此 Fab 12 和 Fab 14 也是 2H15 16nm 的主力工廠,估計到 2015 年底,台積電約有 65~70K/m 16nm FinFET + 產能。1Q16 估計 16nm 產能增加到 80~90K/m。Fab 15 在 2015 年主要製程是 28nm,預測 2016 年將大量裝機 10nm 製程設備,成為 4Q16 10nm 投產的主力工廠。VIS 和 SSMC 的部份產能也由台積電接單,外包生產。

(全文未完;本文由 Richard’s Research Blog 授權轉載;首圖來源:達志影像

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