台积电，尽力而为

如果你必须从半导体行业的角度来总结2022年下半年和2023年上半年，那就是我们为PC、智能手机和服务器制造了太多的CPU，而没有为我们的数据中心制造足够多的GPU。或者更确切地说，世界上最大、最重要的芯片代工厂台积电没有做到。

今年全世界可能会购买 100 万到 200 万个数据中心 GPU，但显然 Nvidia 今年只能生产大约 50 万个最先进的“Hopper”H100 设备，而且这受到芯片可用性的限制基板上晶圆 (CoWoS) 2.5D 封装的限制——一个在过去十年中一直与 HBM 堆栈内存一起用于 GPU 和其他类型计算技术。

因此，即使收入和利润持续低迷，并且每个连续制造工艺节点的成本变得越来越昂贵，台积电也必须充分利用这种情况。

截至9月份的第三季度，台积电营收下降14.6%至172.8亿美元，净利润下降28.1%至66.6亿美元。各种 IT 渠道仍在消耗客户端设备的 CPU 和 GPU 容量，超大规模提供商和云构建商也在消化他们在 2022 年购买的数百亿美元的服务器和存储，只购买他们现在需要的东西。他们等待下一代设备以及明年可能开始的另一个大规模投资周期。

随着生成式人工智能热潮的顺利进行，每个人都在将数据中心的部分服务器、存储和交换预算转移到成本更高、更具战略意义的人工智能训练和推理系统上，而且没有迹象表明这种热潮会在一段时间内停止。因此，GPU 和任何可以进行矩阵数学运算的东西（例如 GPU）几乎都物有所值，因为各公司试图找出如何在需求旺盛和供应有限的时期将生成式 AI 功能融入其应用程序中。

在这些情况下，台积电可以对其先进的芯片刻蚀和封装产能收取更高的费用，但不足以抵消其其他业务的下降。与 Nvidia 不同的是，Nvidia几乎可以对工厂出厂的任何 GPU 收取任何费用。其财务状况将在一段时间内继续挑战地心引力。但最终，随着产能限制的缓解，供应将赶上需求，价格将正常化。但今年不会，即使 Nvidia 将其 CoWoS 产能增加了一倍，并寻求到 2024 年进一步增加。

台积电必须应对其工作中的许多压力，其中之一是它必须进行大量的研究、开发和资本投资，以确保其能够不断推进半导体领域的技术水平。当业务放缓时，就像最近几个季度的情况一样，有时是因为无法控制的原因，有时是因为很难为 2022 年底 GenAI 起飞的繁荣做好规划，该公司不得不多次打电话询问何时削减资本支出而又不至于让自己措手不及。这是因为台积电的客户可以从供应短缺和高需求中受益比它更多。Nvidia 再次是一个很好的例子。

在9月份的季度中，台积电确实收紧了资本投资控制，仅支出71亿美元，同比下降18.9%，也比该公司在工厂上的支出81.7亿美元环比增长13.1%，台积电首席财务官在与华尔街分析师的电话会议上表示，台积电预计 2023 年全年资本支出仅为 320 亿美元，其中 70% 用于先进芯片制造最小节点（目前为 5 纳米及以下）的设备，20% 用于通常在较大节点（12 纳米至 28 纳米）的专业技术，约 10% 用于封装、测试和掩模制造设备。这意味着 2023 年第四季度的资本支出将约为 68 亿美元，下降 32.7%。

这是因为 3 纳米工艺的升级正在顺利进行，而 2 纳米技术正在为升级提供动力。

第三季度是台积电首次销售基于 3 纳米工艺的产品，该节点已占收入的 6%，即略高于 10 亿美元。采用 5 纳米工艺蚀刻的芯片带来了 63.9 亿美元的收入，占总收入的 37%，而 7 纳米工艺仍占收入的 16%，即 27.6 亿美元。所有其他工艺（从 12 纳米一直到 250 纳米）推动了剩余的 70.8 亿美元销售额。所有这些旧节点都有大量用途——英特尔忘记了这一教训，因为它是一家只有一个客户的代工厂，而且总是需要处于最前沿才能在 CPU 领域竞争。

台积电首席执行官 CC Wei 在电话会议上解释道：“N3 已经投入量产，良率良好，在 HPC 和智能手机应用的支持下，我们预计今年下半年将出现强劲增长。” “我们重申 N3 将在 2023 年贡献我们晶圆总收入中个位数的百分比，并且在多个客户强劲需求的支持下，我们预计 2024 年的百分比会更高。”

请记住，当台积电说“HPC”时，它意味着任何类型的高性能芯片，可以是 PC 或服务器 CPU 或 GPU 或网络 ASIC。台积电并不是指专用于 HPC 模拟和建模或 AI 训练或推理的 ASIC，尽管这些肯定属于台积电 HPC 定义的范围。3 纳米节点将是一个持久的节点，N3E 刚刚通过资格认证，正在进一步增强 N3P 和 N3X 工艺。N5 节点自 2020 年第三季度以来一直在生产，只是为了让您了解这些节点可以在该领域使用多久，而且它刚刚成为主要的收入来源。当然，N7 节点正在衰落，但也将在产品组合中存在很长一段时间。

与英特尔 18A 一样，台积电 N2 将采用纳米片晶体管结构，并将提高晶体管密度和功率效率。对于推动业务发展的智能手机和 HPC 应用程序，Wei 表示，在开发和生产周期的同一阶段，对 N2 的兴趣等于或高于对 N3 的兴趣。N2的背面电源轨辅助技术将于2025年下半年推出，并于2026年投入生产。

至于 2025 年谁将在制程上领先，Wei 对英特尔 18A 与台积电 N2 的争论并不在意。

“我们不会低估任何竞争对手，也不会掉以轻心，”魏说。“话虽如此，我们的内部评估表明，我们的 N3P（现在我再次重复一遍，我们的 N3P 技术）表现出与我竞争对手的技术 18A 相当的 PPA，但上市时间更早，技术成熟度更高，成本也更低。事实上，让我再说一遍，我们的无背面电源 2 纳米技术比 N3P 和 18A 都更先进，并且在 2025 年推出时将成为半导体行业最先进的技术。”

最后，台积电没有透露其收入有多少是由人工智能训练和推理工作负载驱动的，正如它在 2023 年第二季度电话会议上所做的那样。但如果 AI 收入与台积电 HPC 收入之间的比率一致，那么它应该略低于 10 亿美元。对我们来说，这个数字似乎很低，但这可能只是表明像 Nvidia 和 AMD 这样的公司如今可以从 GPU 销售中获得多少利润。

如果你可以花几百美元为 Nvidia 或 AMD 制造一个计算引擎，并以几千美元添加 HBM 内存，那么 Nvidia 或 AMD 可以将整个设备出售 30,000 美元，然后可能会获得另外 2 倍的销售额将计算引擎集成到具有大量 CPU 计算、CPU 内存、闪存和网络的系统中，这将成为一项非常大的业务。因此，台积电 10 亿美元的人工智能训练和推理芯片销售额可以使最终用户层面的硬件支出激增至数百亿美元 ，即使这些最终用户是超级 8 或前 10 名中的超大规模用户和云构建者他们从 Nvidia 和 AMD 等公司获得大幅批量折扣。

也许台积电及其下游芯片合作伙伴以及更下游的合作伙伴可以采取新的短期策略：买得越多，付出的就越多。在这一点上，说那些需要 20,000 个 GPU 的人应该比只需要 200 个甚至 2,000 个 GPU 的人支付更多的每单位费用，就像说他们应该支付更少的费用是“合乎逻辑的”，正如 IT 市场几十年来一直相信的那样。