台積電是三星電子永遠無法逾越的壁壘？
文/ 金洪基
有中國專家主張稱，TSMC很有可能100%掌握世界AI半導體芯片市場，在代工領域，與三星電子的差距日益拉大，三星似乎不可能追趕。特別是最近TSMC作爲世界代工市場的王子，更加展示了存在感。
最近，中國專家論壇(Chian Specialist Forum,CSF)團體表示TSMC的世界AI半導體芯片市佔率有可能接近100%，作為其根據，舉出了韓國媒體的報道。據此，隨着AI產業的發展，蘋果、NVIDIA、AMD等知名企業紛紛向TSMC請求3納米半導體芯片生產，因此TSMC的AI半導體芯片生產佔有率有可能接近100%。
間接宣傳TSMC？ 國際企業向TSMC拋出橄欖枝
這實際上是TSMC和臺灣方面自信的表現，另一方面也有分析認為，這是以專家團體為媒介的間接宣傳戰略。CSF分析，三星電子落後到無法追趕TSMC的程度。
作為其根據，他引用了臺灣市場調查企業TrendForce的調查結果。 據此，雖然三星電子採用了GAA(Gate All Around)新技術，但TSMC和三星電子之間的世界代工市佔率日益加大。 據調查，2023年第3季度兩家公司之差距爲45.5%，但第4季度拉大到了49.9%。
據CSF透露，TSMC的3納米半導體芯片價格爲每顆2萬美元(約2699萬韓元)，比7納米高出2倍，因此去年幾乎被蘋果壟斷。 但是，隨着生成AI熱潮的興起，高通、聯發科、英特爾、AMD等也在2024年推出以3納米爲基礎的產品，似乎要把訂單交給TSMC。
當初，佔全世界AI半導體芯片市場90%的NVIDIA也計劃讓TSMC承攬3納米半導體芯片代工訂單。 但也有消息顯示，TSMC的供應能力有限，排名比現有顧客落後，只能承攬4納米半導體芯片訂單。同時，他還引用彭博社的報導，在TSMC的供應量不能無限增加的情況下，半導體芯片訂單的限制可能會對NVIDIA的AI半導體芯片競爭力產生負面影響。也就是說，連掀起神話旋風的NVIDIA在TSMC面前也只能成爲乙方的處境。
cuLitho、CoWoS等不斷的技術革新
當然，NVIDIA是繼蘋果之後最大的TSMC客戶公司。 在2023年的銷售額中，蘋果和NVIDIA分別佔總銷售額的25%和11%。 包括兩家公司在內，聯發科、高通、博通、馬維爾技術集團、索尼、AMD等10大客戶公司佔總銷售額的91%。
NVIDIA在今年3月19日的年度AI開發會議(CTC 2024)上暗示，將加強與TSMC、Synopsys的三角合作。 NVIDIA CEO Jensen Huang會上表示，通過加強與半導體設計自動化(EDA)企業Synopsys和TSMC的合作，在尖端半導體晶片生產過程中將超越物理局限的速度。
同時，他還期待道，如果採用提高半導體曝光速度的新軟件cuLitho，以現有AI半導體芯片H100爲基礎的350個運算系統可以代替現有的4萬個CPU運算系統，其結果可以縮短半導體芯片的生產時間，改善耗電率。實際上，TSMC也同意這部分。得益於cuLitho，以初期工程測試為準，半導體生產速度加快了45倍，進行傳統方式的工程測試時，生產速度加快了60倍。
另外，cuLitho不僅考慮提高GPU速度，還考慮引進生成AI。 因此，他補充說，更新生產工藝、規格，再加上補修光學接近效果，可以減少運算量劇增帶來的開發瓶頸現象和費用負擔，工程組可以更加集中於2納米級以下的新一代半導體芯片的研究開發。
另外，TSMC正在日本和臺灣進一步擴大半導體生產能力。 CSF表示，計劃在臺灣嘉義科學園區新設兩家CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)工廠，具體事項將於今年4月公開。據悉，CoWoS是通過相互堆疊芯片來提高處理能力，同時節約空間和耗電的TSMC的尖端包裝技術。
CSF表示，TSMC的CoWoS工廠只在於臺灣，但是隨着AI產業的發展，全世界對尖端半導體包裝的需求劇增，正在討論在海外建設CoWoS工廠。
第一個海外對象地很有可能是在半導體材料或裝備領域擁有領先制造企業的日本。 TSMC已於今年2月在日本熊本啓動了第一廠，第二廠也即將建設。但是，Trendforce指出，CoWos的大部分顧客都在美國，目前還不清楚日本方面的需求如何，TSMC的日本CoWos生產能力可能有限。
TSMC的CoWoS能力取決於世界AI半導體芯片市場
對此，高盛還擔心CoWoS生產能力的局限性。他說，目前AI半導體芯片的供應不足是因爲NVIDIA的H100數量不足，H100是利用TSMC的4納米(nm)製程+CoWoS封裝技術來生產。他還說，限制CoWoS生產能力可能成爲AI半導體芯片供不應求的重要原因。也就是說，TSMC的CoWoS能力取決於世界AI半導體芯片市場。
另外，據摩根士丹利透露，2023年TSMC以CoWoS爲基礎的半導體芯片生產能力每月達1.4萬顆。 如果TSMC的新建工廠按照計劃進行，生產能力將增加到每月3萬2000顆，其他業界專家認爲每月將超過4萬顆。
