吳梓豪：不撞南牆“芯”不死，台積電海外擴產成本分析

【文/吳梓豪】

8月20日台積電德國工廠正式動土，開工儀式上歐盟與德國政府給足面子，與美國Fab21工廠不同的是，德國本地媒體幾乎對台積電在德國的投資進行正面報道，敞開雙手歡迎台積電到來。

歐盟執委會（EC）不僅在會前宣佈50億元補助金通過外，歐盟最高領導委員會主席馮德萊恩、德國總理蔌爾茨、薩克森州州長悉數出席台積電德國工廠20號的動土典禮。

眾多歐洲政要出席了台積電德國工廠的動工儀式

回想兩年前台積電美國工廠盛況，2022年12月6日，美國鳳凰城的Fab21上機儀式可謂風光無兩。除了台積電創始人張忠謀、董事長劉德音、總裁魏哲家，美國方面則是總統拜登、商務部部長雷蒙多、亞利桑那州州長、鳳凰城市長、蘋果CEO蒂姆庫克、超威CEO蘇姿豐，以及英偉達CEO黃仁勳，巨頭們全員到齊，好不熱鬧。

2021年初，鳳凰城Fab21的動土典禮幾乎無人問津，直到工廠建設完畢，最具意義的上機（設備進廠）儀式才迎來美國總統以及商務部長等一眾大咖眾星拱月般的到場祝賀，如今台積電德國工廠（Fab25）只是最初期的動土典禮，歐洲以及德國的大陣仗對比當初美國的情形，確實有過之而無不及。

台積電fab21舉行了熱鬧的上機儀式

台積電美國工廠風風火火的景象在兩年後的德國再一次重演，兩年後的今天大家看到的是台積電美國工廠的問題叢生，進度一再延誤，如今台積電在德國投資會重蹈覆轍嗎？

台積電海外建廠起因

一切都得從2020年説起。疫情造成居家辦公興起，芯片需求異常暢旺，同時特斯拉帶動全球新能源汽車興起，車用MCU以及電源管理芯片爆炸式增長，在需求端出現供不應求的情況下，疫情帶來的是供給端的崩潰，Fab廠想盡辦法不停工，但全球電子以及汽車的龐大供應鏈卻出現了各式各樣的停產斷供。

當時的汽車行業是重災區，因為芯片供給問題，全球所有汽車大廠在拿不到足夠的芯片之下紛紛減產，我想經歷2020年那波芯片短缺潮的人一定都記憶猶新，原本幾塊錢的芯片被炒到幾百，這波芯片短缺直到2022年才有所緩解。

也正是因為這波缺芯潮，讓全世界主要國家重新審視自己的製造業體系，赫然發現全世界電子與汽車所仰賴的芯片幾乎都來自台灣，尤其是7nm以上的先進製程高達九成是產於台灣這麼一個小島上，西方國家幾乎在同一時間開始檢討——我們所有的電子與汽車所需的芯片，竟然是建立在中國東南小島上的一家公司手上！如此命懸一線的供應鏈體系讓西方大國瞬時背脊發涼：為什麼全世界整個供應鏈會如此依賴一家公司，而這家公司所在地竟然還是全球最有可能發生戰爭的地區之一，難道沒有其他可選項？供應鏈體系與地緣政治的雙重問題， 引發了他們的深思。

西方各國執政黨與反對派開始針對問題展開探討，對於台積電幾乎壟斷全球芯片製造感到震驚與無可奈何，如果沒有2020年的疫情與全球缺芯大潮，任何國家都不會對這十年來慢慢成形的半導體制造格局產生質疑。

在此之前，西方大國對台積電或者東亞芯片製造企業的強勢肯定有所耳聞，但在全球芯片產業長期運轉順利的情況下，沒有人真正去審視這個供應鏈經過多年汰弱留強已經形成了獨霸寡頭地位，美國、日本、歐洲也還沉浸在自己是引領科技的主要力量的美好認知之中，殊不知一切正在改頭換面。

台積電董事長魏哲家在德國廠破土典禮中，迎接德國總理蔌爾茨

芯片是全世界所有電子工業之母，而其製造技術已被小島的台積電給牢牢把控在手上，對此西方各國開始制定半導體產業政策：美國的芯片法案，日本的2nm計劃，歐洲版的芯片政策相繼出台，不一而終的都是補貼計劃，因為自身孱弱的製造能力，想要重新獲得主流技術最有效的辦法就是引進領先者入局。

各國首要目標自然集中在台積電身上，美國在芯片製造上還有英特爾、GF與美光等多家企業，但這些企業無法與東亞地區的三星與台積電競爭，最終開出了總額520億美元的補貼計劃，除了扶持自家的英特爾、美光以外，更是希望吸引三星、海力士與台積電的參與。

日本與德國後續也紛紛對台積電拋出橄欖枝，台積電日本九州的熊本工廠（Fab23）將於今年底正式出貨，德國德勒斯登工廠（Fab25）也在2024年8月正式動土，預計2027年量產。

各國半導體補貼競賽

美國是這波全球半導體補貼競賽的最大玩家，芯片法案總共涉及530億美元的補貼政策，其中390億美元的資金支持與140億的税費減免。

最大受益者英特爾在新墨西哥、亞利桑那、俄亥俄、俄勒岡州近1000億美元的投資，獲得美國政府85億的直接補貼以及110億低息貸款，總共是195億的資金支持。

英特爾雖然獲得最多的補貼額度，但截至目前，只有俄亥俄的研發中心購買了生產設備，其餘多個工廠均處在緩慢的整地以及打樁階段，在目前英特爾經營狀況以及業績如此低迷的情況 ，如果加速這些大幾百億美元的項目支出可能會帶來毀滅性的打擊。更何況在沒有未來客户訂單以及自己的核心芯片Lunar Lake已經交由台積電生產, 外部與自身需求同時下降的情況下，我們看不出英特爾此時有任何動力去加速它在全球佈局的任何一座工廠。

英特爾是美國芯片法案的最重要組成部分，但也是最大風險的存在。他們似乎沒有能力與動力去尋求建設龐大的產能，英特爾現在急需擺脱的就是製造而非加強它。英特爾不可能把手上這些項目落實，它根本沒有這種需求，作者從去年就一直強調我在等待英特爾剝離製造工廠那一天的到來，筆者諸多文章也都篤定地認為剝離製造是英特爾的唯一出路，我想有可能今明年英特爾就會做出決定。

美國芯片法案第二大受惠者為美光，預計在紐約州以及愛荷達州總共1250億美元的總投資，拿到了61億直接補貼與75億的貸款。作為美國企業，美光拿到第二多的補貼並不意外，在存儲芯片落後於韓國三星與海力士的美光，想要依靠一百多億的補貼改變行業格局似乎不太容易，總金額上千億美元或許是一個跨度在5年以上的投資週期。

台積電預計在亞歷桑納建設三座工廠，總投資額650億美元，獲得66億直接補貼以及50億美元低息貸款，是美國芯片法案第三受惠者，也是獲得補貼最多的非美國本土企業。

與英特爾大部分項目還是一片黃土截然不同，台積電亞利桑那的第一座工廠（Fab21A）2021年初動土，2022年底move in設備，儘管工期經歷許多問題導致延誤，因為客户需求滿滿，台積電還是不計代價地推進項目，預計2025年第二季度量產出貨，第二座工廠也於今年開始土建。在吸取第一座工廠教訓與經驗後，預計在2025年封頂，2026年move in，2027年生產3nm芯片，筆者以為踩過第一座工廠的各種坑以後，台積電的建廠小組在美國將會越發如魚得水，運營團隊也同時在積累經驗，需要克服的重點沒有其他，就是台美兩地員工的文化與工作方式。

總投資額450億美元的三星則獲得了與台積電接近的64億美元直接補貼，根本沒有客户投片的三星德州工廠同樣是步履蹣跚，量產時間預計比台積電晚兩年到2027年，並且可以肯定的是極有限的產能建置。

芯片法案覆蓋了半導體制造工廠成本的一半

德國作為歐洲半導體的最後堡壘，在這波的芯片補貼競爭中也下了血本，對台積電補貼達50億歐元，佔台積電德國廠總投資額的50%，雖然總金額不如美國，但是補貼比例卻大幅度超越美國。

但除了台積電，德國針對半導體復興計劃的其他補貼卻不盡如人意，先前包括英特爾、GF等多家大廠，陸續宣佈歐洲建廠大計：英特爾在德國馬德堡計劃新建2座晶圓廠，將採用Intel 20A製程，投資金額高達300億美元，德國政府也預期會給予三分之一的補貼金，同時在波蘭弗羅茨瓦夫興建半導體組裝和測試工廠。

而GF與意法半導體攜手在法國打造18nm工廠，鎖定汽車、物聯網和工業領域；英飛凌在德國投資50億歐元建廠，計劃2026年投產；碳化硅大廠Wolfspeed宣佈在德投資超過20億歐元建置8吋SiC晶圓廠，預計2027年投產。

儘管歐盟與德國提供補貼建廠，但受到歐洲經濟疲弱，俄烏與以巴等多國交戰影響甚巨，加上車用市場需求低迷，如Wolfspeed宣佈延遲在德國建廠。另陷營運低谷的英特爾，馬德堡廠原定於2024年動土，現已推遲至2025年，其他業者的建廠進度也都未有明確消息。

也就是説除了台積電德國工廠以外，近幾年計劃在歐洲投資的芯片項目幾乎沒有進展，台積電成了歐盟半導體自主大計的唯一救贖。日本可以説是台積電海外建廠最為順利的國家，熊本縣菊陽町的第一工廠投資額約為86億美元，日本政府提供4760億日元（33億美元）補貼。第二工廠投資額約120億美元，7500億日元（52億美元）補貼，也就是台積電在日本總投資額200億美元，日本政府提供了85億的補貼，補貼比例超過40%，略低於德國的50%補貼佔比。

台積電熊本工廠晚於亞利桑那工廠大半年於2021年下半年開始建設，卻準備在2024年底正式量產，量產時間快於美國工廠接近半年，也就是説整體進度快於美國工廠一年左右，當然熊本一廠主要是28~12nm的成熟製程，產線調整確實相對容易一些。

台積電在日本建廠的速度與效率令人感嘆， 比較美日德三地的經驗，根本原因還是在於歐美與東亞的文化差別。

台積電海外建廠問題

對台積電來説，海外建廠營運難度最高的是美國，除了建廠與營運金額巨大外，政府態度、地方支持與強勢工會等問題不斷。

而德國雖然面臨的問題也是成本高、 強悍工會、工作文化與缺人等，但政府的支持度不輸日本，眼見台積電熊本廠的建置高效率與對經濟的帶動，以及美廠的錯誤範例後，歐盟與德國全力相挺台積電建廠，補助金與水電、土地、交通基礎建設與長期人才紮根等。

除了日本，台積電美德建廠計劃自宣佈以來頻遭市場看衰，除了成本高昂、人力短缺外，工作文化、勞動條件、半導體法令政策大不同，以及工會勢力強大都是難以克服的關卡。

總結為以下四點

一、生產成本方面：台積電擬定多項解套策略，除取得當地政府基本水電與土地補助與減税為基本條件外，過半建廠補助及來自合資夥伴的長約簽訂也是關鍵。

如同日本熊本廠同時採行蘋果主力供應鏈商Sony、豐田旗下零組件廠電裝（Denso）等合資，確保產能利用率與獲利可維持一定水平。

對於未來海外工廠陸續投產，台積電已表態，長期毛利率目標53%以上不變。也就是台積電海外代工價格將調漲，成本轉嫁至客户，針對海外代工費的調漲，美系大客户基本都以認可3%—5%左右的漲幅。

眾所周知，半導體尤其是先進製程是高資本、高技術、高毛利的三高行業，行業特性決定人工與材料對於芯片製造來説是次要成本，最大成本是設備折舊。台積電一般採取五年的折舊攤提，以台灣的工廠來説，5/3nm綜合的每片設備折舊成本大約在7500美元，美國工廠因為建設費用大幅增加， 在沒有補貼的情況下4/3nm的折舊成本為9722美元，有補貼則降到了8000美元/wafer的水平，每片成本減少了1722美元，僅比台灣高出500美元/片，如此看來補貼確實是影響獲利與否的關鍵因素。

芯片製造的第二大成本為硅片、特氣、光罩、化學品等原材料 ，加上生產環節的各種損耗與維護等其他費用，5/3nm的綜合原材料成本大約為每片3300美元，美國工廠的原材料須由Vendor從台灣或日本運至美國，或者由Vendor在美國興建配套工廠，但因美國工資高於亞洲，所以原材料整體會比台灣高15%~20%左右。

至於第三大成本的人工費用，我們以美國廠需要4500名工程師以及管理與財務等非生產人員，每人平均13.5萬美元年薪以滿產來計算，每萬片人數配置比台灣高1.2倍，則每片人工成本落在943美元，比台灣高出1.67倍。但在總生產成本上卻只是4%或7%的區別，在薪資以及人力配置均高出台灣的情況下，美國工廠的人力成本接近台灣兩倍，即便如此在總生產成本的佔比也很低。

從成本分析表中我們可以分析出，芯片的生產主要成本是設備折舊。人工與原材料在台美兩地的差別並非關鍵，在沒有補貼的情況下，美國的生產成本高於台灣31%，但如果算上補貼，美國的芯片生產成本高出台灣16%，而在美國製造的芯片售價，客户可以接受高於台灣3%-5%的價格，也就是説經過美國政府補貼之後，即便是在美國人工與材料成本遠高於台灣的基礎下，台積電在美國製造的芯片在補貼之後，毛利潤也能達到台灣生產的85%。

在相同工藝條件下，未接受補貼的美國工廠必須達到77%的產能利用率，否則將出現虧損。而接受美國政府補貼的工廠損益平衡點為69%的產能利用率，台灣工廠則落在61%。

經過上述成本與毛利分析，美國對台積電的直接補貼（不含貸款）佔台積電投資額的18%，即便算上貸款也只達到32%，而台積電美台兩地工廠的毛利率再經過補貼之後，相差15%左右，並沒有大家認知的兩地生產成本差距巨大，而德國與日本的補貼幅度達40%甚至50%，遠遠高於美國，最大生產成本的折舊大幅度下滑，幾乎可以肯定日德工廠（折舊期）的毛利率會高於台灣工廠，折舊期之後當然是材料與人工成本更低的台灣工廠毛利更高，只要能維持高的稼動率，折舊完之後也是毛利率70%與75%的區別。

Fab工廠只要捱過折舊攤提的期限（台積電為5年），毛利率都會飆升至70%+，不論台灣或者美德日工廠。

二、人力短缺部分：由於歐美當地願意從事Fab生產工作的人力短缺，台積電也希望拉昇台灣團隊比重，除了員工調派外，美德廠需要大量新血，也向美德當地留學生招手，除了與美國各大高校合作以外，在歐洲與德勒斯登工業大學進行交換學生合作計劃，在波蘭也與華沙大學、華沙理工大學舉辦就業博覽會，以及開始實體招募計劃。

同時也直接鎖定台灣有設立德文相關科系的台灣大專院校，主要是製造部、工程部及物流運籌系統部等人力短缺，為了能支援設備操作、產品檢驗，台積電開出只要德文檢定A2以上，優於B1的在校生優先錄取，表現優異則有機會轉正派任德國。

加上來自當地政府與相關機構提出多項建議與要求，如建置宿舍或保證買進公寓等，台積電因地制宜，以更優渥薪資福利才能吸引“work-lifebalance”觀念根深蒂固的歐美人才加入等。

人力短缺雖是重要問題，但最令人擔憂的事其實是歐美的工會，當年明基西門子血淋淋教訓，以及美廠先前工會抗議事件，都是未曾有工會文化的台積電的震撼教育。

三、在工廠管理與工會協商方面：台積電延聘前博世半導體廠長Christian Koitzsch擔任德國廠總裁，希望能保持勞資、雙邊溝通無礙，降低工會抗爭風險。

四、歐美與東亞工作文化大不同：如同美廠情況，欲維持台灣廠區高效率生產甚難，輪班與責任制的重大壓力，都是歐美勞工難以想象與理解，台積電如何考量長期獲利與適應歐美工作文化，將是艱鉅任務。

結論

2020年全球缺芯潮後，台積電在西方主要國家的補貼政策之下 ，開啓海外佈局，因首次在海外建廠，第一站美國遭遇各種問題，但也僅僅是建廠的一些延誤，這些問題都將在供應鏈融入或適應本地之後一一解決，建廠延誤並非根本性問題，後續的日本工廠建設就順利許多，未來的德國工廠建設應該能大量吸取教訓，以建廠延誤這種非核心問題來判斷台積電海外建廠是否可行，完全是門外漢的觀點。

台積電海外建廠唯二的難點就是歐美的工會文化以及東西方工作態度的不同，簡而言之就是人的問題，至於Fab能否賺錢，只要稼動率足夠一切都不是事。

2022年拜登參觀位於亞利桑那州正在建設的台積電工廠

英特爾、美光、GF以及德國的英飛凌在歐美國家生產芯片雖然競爭力不如東亞，但人家不也生產得好好的，這些歐美的Fab廠核心問題一樣是稼動率，全球缺芯的時候，這些工廠稼動率高，一樣賺得盆滿缽滿，但更多時候是全球不缺芯，它們的稼動率不高，低稼動率是歐美Fab廠的常態，也是他們最重要的問題，工程師卷不卷的工作態度以及工會問題都是次要的。

簡單來説，即便歐美半導體工廠有工資高、不加班以及強悍的工會等種種問題，但只要稼動率高，一樣可以賺得盆滿缽滿，而高稼動率的前提是技術領先，台積電在邏輯，三星海力士在存儲，都是技術領先地位，進而利用技術領先維持較高的稼動率，人力便宜，願意加班這些都是次要的競爭力，壓根不是關鍵，我們分析事情必須找出核心，不應該為了立場，非得把不那麼主要的問題上綱上線，這樣得出的結論必然偏頗。

針對歐美工會以及工作態度問題這兩點，我們先來看看，歐美與東亞工程師工作態度的差異問題，這能透過調整兩地工程師數量以及提高薪資的辦法來彌補，最終影響的無非是人力成本，而人力成本從上述分析中得知是芯片生產中最次要的成本構成，也就是説這問題可以花錢來解決，但薪水太高會造成整個集團對不同地區薪資水平的定價難度，也會造成不公，最後拉高整個集團包含台灣地區的薪資水平，這對台積電員工可能是一個好事，但對管理層來説卻不一定，迴歸到Fab廠的經營來看，一切還是看稼動率，只要稼動率足夠高，當地政府補貼到位，人力成本確實不足為道。

最終就是工會這個最棘手的問題，大量派駐來自台灣地區的工程師可以解決加班輪班問題，但是工會會保障本地員工的就業崗位，大量來自台灣地區的員工將擠佔本地就業機會，這是工會不能允許的，工會對於本地與弱勢羣體就業的傾斜，對員工生理以及心理狀態的要求，以及法律對相關規定的傾斜式解讀都是台積電或者説東亞文化圈子所無法理解的，稍有不慎將會因人的問題而導致整個工廠陷入停擺，這對於Fab來説是最大的噩夢，台積電在台灣不曾預見這類情況，未來或許將會上演。

把所有問題都理一遍之後，對於台積電來説海外建廠我們得出只有工會這一個才是核心問題，如果台積電能未雨綢繆針對性地做出改善，領導層有足夠智慧從中摸索出自己的一套辦法，只要工會的問題解決，其他壓根不是事，不論從成本、市場佔有率或者運營任何方面來看，海外建廠對台積電自然是利遠遠大於弊。

台積電歐美工廠是否可以兼顧東西文化差異，不一定非得如東亞的卷也不一定非得如歐美的躺平，網上這類非黑即白的論調並不妥當，折中的方案當然會有很多，比如適當提高薪資水平，增加人力減低工作強度，也並不意味工廠就幹不下去。

人的問題必然是台積電海外工廠能否運行順利的重中之重，但對台積電來説更核心的關鍵是保持技術領先優勢，與客户深度綁定，維持Fab長期的高稼動率，人的問題就成了可以適當提高代價的次要問題，所以只要核心關鍵能掌握到，工廠不論在哪都可以賺錢，台積電是否能摸索出自己的一條路，個人認為這並不難。