解析台湾半导体巨擘(三)──台积电要赚钱,得吃苹果弥补高通转单

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解析台湾半导体巨擘(三)──台积电要赚钱,得吃苹果弥补高通转单

编按:资深前分析师 Richard 从财务面、技术面、竞争力分析等角度深度解析台积电,科技新报取得独家授权,4 篇专文报导,带你了解这间台湾举足轻重的半导体巨擘。前两篇已分析了台积电的财务面和技术面,这篇来探讨它的客户面。

台积电靠新版 28nm HPC+ 维持 28nm 製程高市佔率

台积电目前几个主要製程,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 同时适合 mainstream 和 ultra low power 市场)

台积电的 28nm 製程技术,从既有的 28LP、28HP、28HPL、28HPM 几个主要製程,延伸扩大到新发展的 28HPC 和 28HPC+,藉着更广泛改良的製程应用,来扩大 28nm 的市佔率。去年导入 28HPC 製程,是针对 64 bit 中低阶市场 CPU,今年导入的 28HPC+,则是针对四到十核心 CPU + LTE Category 4~6 SoC 产品市场,28HPC+比28HPC 速度快 15%,或耗电少 30~50%。除了 smartphone CPU(AP)/ Baseband 之外,28HPC / HPC+ 也应用在其他产品。另外,28nm transceiver RF 和 28nm flash controller 需求已经开始增温,台积电认为 2016 年将有更多客户产品转进 28nm,包括 Wi-Fi、Wearable、Digital TV、Set-top-box、Image processor,几乎所有新 tape-out 的 28nm 产品都使用新的 28HPC 和 28HPC+ 製程,这两个製程的 tape-out 数目已经超过历史新高纪录。

因为客户调节库存,台积电表示 28nm 整体产能利用率(billing utilization; UTR)将从 3Q15 的 90% 以上,4Q15 降到 80% 以下。台积电预估 2015 年 28nm wafer 出货量大约和去年差不多,透过新版本的 28nm 製程,台积电希望阻挡二线 foundry,维持高市佔率和良好的毛利率,2016 年的 28nm 全年营收还是有机会比 2015 年成长。

客户分析:Apple

1. Apple AP wafer 需求量预估今年 650K,明年 711K,成长 9%

Apple 的 AP(Application Processor)已经成为台积电的主要营收之一,假设 Apple 2015 年 iPhone 出货量 233M,2016 年 iPhone 出货 244M,成长 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,照科技网站公布的资料,14nm die size 96mm2、16nm die size 104.5mm2,至于用在 iPhone 7 上的 A10,确定还是使用 14 / 16nm,没有製程微缩的效益,当 A10 电晶体 gate count 增加(每一代 CPU 功能更强电晶体数目一定增加),die size 应比 A9 大,台积电 16FF+ 製程生产的 A10 die size 增加到 120mm2。

iPad 假设 2015 iPad 出货 53M,以 20nm 的 A8X 为平均数 A8X 20nm 製程 die size 128mm2,只有少部份用 14 / 16nm 的 A9X,猜测 14nm die size 138mm2,16nm die size 150mm2,估计 2016 年 iPad 合计出货 47M,假设 20nm 和 14 / 16nm 製程的 AP 两者各佔一半。

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经过良率假设后计算 good dies per wafer,2015 年 Apple iPhone AP 的 12″ wafer foundry 需求量为 492K,2016 年为 561K,加上 iPad,合计 2015 需求量 650K,2016 年 711K,成长 9% YoY。2015 年 Apple AP wafer 需求量 650K 中,估计 20nm 佔 389K 最多,其次是 14nm 105K 和 16nm 90K。另外,因为 Apple 新产品铺货前的产量和淡季产量落差很大,单月高峰需求量并不是年度需求量的 1/12,单月高峰需求量可能会到 100K 以上,所幸 Apple 产品生产週期很长,foundry 可以趁淡季预先投片变库存放着,到旺季再一起交货。

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2. Apple AP wafer foundry 产值预估

2016 年 wafer 需求量虽然需求量只有微幅成长,但因为主力产品从 20nm 转换成 14 / 16nm,wafer 的 blended ASP 售价增加不少,假设 2015 年 foundry wafer 代工价格 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,估计 2015 年 Apple AP 的 foundry 产值 US$4.4bn、2016 年 US$5.2bn,+16% YoY,符合一般高阶手机的 silicon content 还在成长的趋势。

3. 台积电在 Apple AP foundry 市佔率预估

2015 年台积电是 Apple AP 的 20nm 製程(A8和A8X)独家供应商,在 A9 的供应比率众说纷纭,本文判断台积电和 Samsung LSI 各供应 50%,因此 2015 年台积电出货给 Apple 12″ wafer 479K,市佔率 74%,2016 年预估 A9 维持 50% 供应比率,计划于 mid-2016 开始量产的 A10,如果台积电 InFO 封装技术能顺利量产,将使得产品和 Samsung LSI 及相对应的封装技术,有了差异化,Apple 无法将 A10 分配两家供货,必须选择其中之一成为独家供应商,台积电因此有很大的机会取得 A10 100% 的供货比率,按此假设,2016 年台积电 12″ wafer 出货给 Apple 估计为 519K,成长 8%,市佔率稍微降到 73%,因为 2015 年最大量的 A8 由台积电 100% 供应,2016 年最大量的 A9 供应比降到 50%,如果 A10 恢复 100% 供应的话,2017 年出货量佔有率应会再度上升。

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估计台积电 2015 年 Apple 贡献营收 US$3.4bn,佔公司营收 13%。其中 16nm 约 US$719M,佔全年公司营收约 2.7%,如果以季度来看,估计佔台积电 3Q15 营收2%,佔 4Q15 营收 9%。2016 年 Apple 贡献台积电营收 US$3.9bn,成长 12% YoY,其中 16nm 佔 US$2.9bn。台积电在 Apple 的产值市佔率则由 2015 年约 77%,微降到 2016 年约 75%。

客户分析:Qualcomm

1. Qualcomm「恢复」分散 foundry 投片策略

早期,使用先进製程的 Fabless 公司,time to market 比 cost 重要,其 foudnry 策略有两种,一种是选定一家做长期伙伴,这样 RD 可以熟悉这家 foundry 的 design rule、製程能力,有助于在设计阶段就充分利用这家 foundry 的能力,追求第一个 cut 就成功,以及良率快速提升,也可以提高採购时的忠诚客户的议价优惠,早期的 Nvidia、Marvell、Altera、ADI 都是 100% 在台积电投片,Xilinx 绝大部份在 UMC 投片就是此类。另一种 Fabless 则艺高胆大,本身 RD 对半导体製程能力有相当掌握,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,并充分利用二线 foundry 优惠的价格,这类 Fabless 包括 ATI、Qualcomm、Broadcom 等,至于使用成熟製程的公司,考量的则是 cost performance,而不只是良率。Qualcomm 早期就属于分散投片的公司,台积电、UMC、Chartered(Globalfoundries)都有投片。后来到了 45 / 40nm 製程技术时代,台积电的竞争力大幅提升,这类客户已经没有选择,通通变成以台积电为主要供应商的类型,到 28nm 更进一步,台积电几乎垄断 28nm HKMG 市场,毫无选择,大部份需要先进製程的 Fabless 公司都变成倚赖台积电的客户。

但经过几年的学习,UMC、Globalfoundires、SMIC 的 28nm Poly / SiON 製程已惊渐渐成熟,HKMG 也有进展,Samsung LSI 和英特尔也利用先进製程的优势积极切入 foundry 生意,Qualcomm 从几乎 100% 在台积电投片,到「恢复」早期分散投片模式,并不特别意外,SMIC 有中国政府用市场吸引,Samsung LSI 有 Samsung 手机採用 Qualcomm 晶片的吸引,有机会先驰得点,瓜分 Qualcomm wafer 代工市场。

2. Snapdragon 820 转单 Samsung 14nm FinFET 製程生产

从 Qualcomm 揭露的公开资讯,中高阶手机使用的 Snapdragon 8xx 系列,2015 年主力产品八核心 810 和六核心 808 都是用台积电的 20nm 製程,下一代主力产品 Snapdragon 820,将使用 Samsung LSI 的 14nm FinFET 製程,从标準 ARM 核心 A57 和 A53,改为 ARM 授权自行改架构的 Kyro 核心,虽然只有四核心,但整体 performance 应该比 Snapdragon 810 大幅改进,预计 foundry 4Q15 量产,晶片 1Q16 出货,这将让 2016 年台积电的 Qualcomm 订单比 2015 年衰退。

3. Snapdragon 412 可能转单 SMIC 28nm 製程生产

另外,SMIC 公布 4Q15 即将量产 Snapdragon 400 系列产品,判断应该是最新 cost down 版的 Snapdgragon 412,採用四核 ARM 标準的 A53,研判 SMIC 製程上还是用比较落后的 28nm Poly-SiON,而非台积电主力的 28nm HKMG,预计 4Q15 量产,1Q16 出货。猜测 SMIC 要不就是用价钱取胜,要不就是有政府支持本地半导体产业的考量,否则实在看不出来,同样四核 A53,用 SMIC 28nm Poly-SiON 製造的 Snapdragon 412 和一年前台积电同样 28nm Poly-SiON 製造的 Snapdgron 410,performance 会改进到哪里去。

4. Snapdragon 616 是否转单不太清楚

至于同样规划于 4Q15 量产、1Q16 出货的 Snapdragon 616,有点奇怪,因为其他 600 家族成员,都已经改用台积电 28nm HPM / HKMG 的时候,做为取代一年前 615 的 Snapdragon 616,据报导还是使用旧的 28nm LP / Poly-SiON,如果 616 继续在台积电投片,似乎没有必要从 28nm HPM 改回 28nm LP 製程,是不是也可能转到其他 HKMG 还没有很成熟的二线 foundry 生产?讯息还不明显。

解析台湾半导体巨擘(三)──台积电要赚钱,得吃苹果弥补高通转单

5. 2016 年台积电的 Qualcomm 业绩将衰退,Apple 变成最大客户

这两、三年,拜 Smarphone 兴起、AP 複杂化、Qualcomm 高市佔率及台积电在 Qualcomm 市佔率提高之赐,Qualcomm 一直维持是台积电最大客户,2014 年贡献营收约 1,576E,佔全公司营收约 21~22%。估计 2015 年随着:1. Qaulcomm 在 Samsung 手机市佔率下降、2. Qualcomm 在中国手机客户市佔率下降、3. Snapdragon 820 于 4Q15 转单 Samsung LSI 之前,Snapdragon 810 消化库存减少 foundry 订单,全年对台积电的营收贡献应该稍微下降,盖估 1,300E,佔全公司营收估计将到约 15%,仅略高于 Apple 13% 的佔比,2016 年 Apple 则有机会超越 Qualcomm 成为台积电的最大客户。

台积电产能解析台湾半导体巨擘(三)──台积电要赚钱,得吃苹果弥补高通转单

2015 年台积电 20nm 製程主要在 Fab 12 和 Fab 14 生产,台积电 20nm 产能有 90% 可以转换到 16nm,因此 Fab 12 和 Fab 14 也是 2H15 16nm 的主力工厂,估计到 2015 年底,台积电约有 65~70K/m 16nm FinFET + 产能。1Q16 估计 16nm 产能增加到 80~90K/m。Fab 15 在 2015 年主要製程是 28nm,预测 2016 年将大量装机 10nm 製程设备,成为 4Q16 10nm 投产的主力工厂。VIS 和 SSMC 的部份产能也由台积电接单,外包生产。

(全文未完;本文由 Richard’s Research Blog 授权转载;首图来源:达志影像)