如果台積電停產，影響幾何？_風聞
半导体行业观察-半导体行业观察官方账号-专注观察全球半导体最新资讯、技术前沿、发展趋势。2021-05-07 17:32
來源：內容來自半導體行業觀察（ID：icbank）編譯，作者：湯之上隆，謝謝！筆者曾祈禱4月14日產生、4月18日達到895hPa（百帕）的2號強烈颱風能夠“接近台灣、並降一場大雨”，之所以如此祈禱是因為去年（2020年）降雨量低，台灣出現了嚴重的供水不足的問題，因此全球第一的半導體代工廠（Foundry）--TSMC的工廠生產陷入瞭如履薄冰的形勢。
然而，筆者的心願並未達成，颱風2號在日本南部海域改向東前進，且在4月25日轉為了温帶低氣壓（如圖1），因此，2號颱風並未能解決台灣的供水不足問題。
深陷危機的TSMC
據説TSMC一天的用水量近20萬噸，TSMC的工廠主要聚集在台灣台中市，而台中市的缺水問題尤其嚴重，據説，周邊的兩個主要水庫的蓄水率下降了約5%（日本經濟新聞，4月28日）。
據報道，台灣當局下的經濟部門提出，自4月6日起開始限制用水，企業用水量下調15%。此外，還採取了各種緊急對策，如在四月底之前，在公園等58個地方挖井，以確保6.5萬噸/日的供水量。此外，還決定在五月底之前在三十個地方挖井，以確保五萬噸/日的供水量。同時，還決定對於市內的一部分地區的家庭一週內有兩日停止供水。
TSMC等半導體廠家利用水車從蓄水率較高的水庫運水，以保證工廠運營。但是，由於一輛水車的容量僅為20噸，因此TSMC工廠的運營如履薄冰，極其危險。
如果TSMC的工廠停止了運營？
美國半導體工業協會（Semiconductor Industry Association、SIA）不僅提出了“極端的假説”，還發布報告稱“如果台灣的半導體代工廠停工一年”，全球電子產業將面臨4,900億美元（約人民幣31,850億元）/年的損失（日本經濟新聞，4月21日）。
但是，筆者認為SIA提出的“極端假説”中的收益損失過低了，遠遠不止上述金額，理由如下。
佔據全球半導體代工廠（Foundry）市場份額55%的TSMC和7%的UMC都位於台灣（此處市場份額為2020年數據），其中，TSMC擁有全球最先進的微縮化技術，是如今全球唯一一家量產5納米技術的工廠（圖2）。為了使用最先進的微縮化技術，眾多全球半導體設計公司（Fabless）紛紛向TSMC下訂單。（圖3）
我們必須要考慮一旦以上半導體的供給停止的話，將會產生什麼影響。如用於電腦和服務器的處理器、用於智能手機的各種半導體、用於各種電氣的半導體、今年以來供給不足的車載半導體等。
下面我們來回顧下因TSMC車載半導體供給不足而發生在今年一月份的事件。
2021年1月車載半導體供給不足產生的影響
下圖4是TSMC的各領域半導體的出貨比例。其中，智能手機方向半導體佔50%左右，為最大比例，其次為High Performance Computing（HPC），佔30%以上，如下圖4A。
另一方面，在新冠肺炎之前的2020年第二季度，TSMC的車載半導體佔比僅為4%。同年第三季度車載半導體佔比下滑至2%，減少了一半。主要原因如下，受到汽車減產的影響，英飛凌、NXP、瑞薩等車載半導體廠家取消了TSMC的訂單。此外，同年第四季度佔比恢復至3%，後來又下滑至1%以下。
下面看一下車載半導體的出貨金額（圖4B）。新冠疫情之前的2020年第二季度的出貨金額為4.15億美元（約人民幣26.98億元），第三季度下滑至2.43億美元（約人民幣15.80億元），第四季度上升至3.80億美元（約人民幣24.70億元）。但是，與新冠疫情之前相比，還有3,500萬美元（約人民幣2.28億元）的差距。
在TSMC的半導體出貨金額中，車載半導體僅佔1%，金額僅為3,500萬美元（約人民幣2.28億元），因此，2021年1月末，日本、美國、德國等各國政府向台灣當局提出了增加生產車載半導體的要求。
後來，2月12日，美國得克薩斯州突遭寒潮襲擊，英飛凌和NXP的車載半導體工廠因停電而停產。此外，3月19日瑞薩那珂工廠的300mm產線（N3棟）發生火災，車載半導體的生產又遭厄運。
2月份以後，車載半導體供給不足問題愈發嚴重，在一月末時間點，雖然還並未出現停電和火災的影響，然而，日本、美國、德國政府卻異常地向台灣當局提出了擴大車載半導體生產的要求。
40納米以後的車載半導體集中在TSMC
英飛凌、NXP、瑞薩等車載半導體廠家雖然自身擁有半導體工廠，但40納米以後的尖端工藝都外包給TSMC生產（圖5）。而且，如上這種自身僅擁有傳統產線（Legacy），而把尖端產品外包的半導體廠家被稱為“Fab Light”。
由於車載半導體廠家大都成為了Fab Light，因此在全球汽車行業，出現瞭如上圖5的模式。豐田汽車等車廠經過電裝等Tier1向瑞薩等車載半導體廠家下訂單。
此外，瑞薩等車載半導體廠家自行生產傳統產品（Legacy），而不是40納米以後的產品，因此40納米以後的產品全部外包給TSMC生產。因此，全球車廠所必須的40納米以後的尖端半導體都集中在TSMC。
如果TSMC的半導體工廠停產，會出現什麼影響？
基於以上情況，在2020年第四季度，車載半導體在TSMC的出貨金額中所佔比例不足1%，金額不足3,500萬美元（約人民幣2.28億元），因此日本、美國、德國政府陷入了不得不行動的狀況。
按照上述SIA的“極端假説”，如果台灣Foundry停產一年，全球電子產業將面臨4,900億美元（約人民幣31,850億元）/年的損失。
但是，全球汽車產業一年的銷售額規模為400兆日元（約人民幣230,000億元）。而且，一輛汽車由兩萬-三萬個零部件構成，哪怕少了一個零件，也無法做出完整的汽車。
如果TSMC工廠停產一年，全球車廠將無法採購由40納米以後的尖端工藝生產的半導體。因此，如果TSMC的工廠停產一年，汽車產業的400兆日元（約人民幣230,000億元）規模將灰飛煙滅。SIA計算的“4,900億美元（約人民幣31,850億元）”的損失，可以説是少了一位數。
TSMC在車載半導體市場上的佔比
下圖6是2018年-2020年各行業在全球半導體市場上的出貨金額佔比。其中，規模最大的是電腦和通信（智能手機等通信工具）方向的半導體。另一方面，車載半導體大約有500多億美元（約人民幣3,250億元）的市場。由於2020年全球半導體市場規模為4,403億美元（約人民幣28,619.5億元），因此車載半導體在全球市場的佔比為11.4%。
在這個500多億美元的車載半導體市場上，TSMC在2018年的出貨金額為16.9億美元（約人民幣109.85億美元），2019年為15.3億美元（99.45億美元），2020年因新冠肺炎而下滑，為14.5億美元（約人民幣94.25億元）。2018年TSMC佔全球車載半導體市場的3.1%，2019年為3.0%，2020年為2.9%。總之，TSMC佔全球半導體市場出貨金額僅為3%！
TSMC僅進行生產晶圓芯片的前段工序，後段工序由被稱為OSAT（Outsourced Semiconductor Assembly and Test）的封裝廠家進行。而且，前段工序生產的芯片經由後段工序封裝後，價格增至1.8倍左右。
因此，考慮後段工序的話，TSMC生產的車載半導體為3%x1.8=5.4%。但是，也僅為5.4%。而且，這5.4%中還有不足的部分，因此全球汽車廠家陷入了困境，日本、美國、德國政府不得不出面。
在CASE時代，TSMC的存在感如何？
如今的汽車行業正在面臨百年一遇的“CASE（Connected、Autonomous/Automated、Shared、Electric）”大變革時期，此處，C需要5G通信半導體，A需要無人駕駛的人工智能半導體（AI）。此外，無論是5G通信半導體還是AI半導體都需要7納米-5納米的尖端工藝。
TSMC的5.4%的車載半導體規模可能是40納米和28納米。這種水平的半導體，台灣的UMC、中國的中芯國際都可以生產。
但是，如今，在CASE時代所需要的5G通信半導體和AI半導體全球僅有TSMC可以生產。因此，在CASE時代，對各國的汽車廠家而言，如果沒有TSMC他們就無法生產出Connected的無人駕駛汽車。
由於自去年以來台灣面臨着缺水問題，因此TSMC的生產情況如履薄冰。哪怕為了全球汽車產業、電子產業的安全，也要祈禱“台灣儘快下雨”。