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自张忠谋在 1987 公司成立于2000年，台积电见证了半导体产业的分工发展和芯片设计行业（fabless）共同成长。在过去的十年里，公司在工艺过程中引领行业，7nm 与 5nm 三星半年以上量产等工艺领先。2019 年，公司收入 346.3 亿美元，行业份额达到 52.6%；46%的毛利率和 111.8 归母净利润1亿美元远远超过同行。台积电的技术路线和资本支出被视为半导体行业乃至数字经济的风向标。

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本期内参来源：兴业证券

原标题：

从台积电的核心能力来看，半导体产业的趋势和国产化路径

作者： 张忆东

一、晶圆OEM龙头，行业前瞻性指标

台湾省积体电路制造公司(以下简称台积电)在于 1987 张忠谋，半导体教父，总部位于中国台湾省新竹，是世界上最大的专职晶圆加工制造企业。公司通过专业的晶圆OEM模式帮助公司 IDM垂直分工(设计与生产一体化)大大降低了芯片设计的技术和资本门槛，提高了生产效率，催生了无晶圆厂（Fabless）加快半导体产业演变，实现摩尔定律升级规律的专业设计产业。

1994 自年上市以来，收入增长 55 倍，净利润增长 39 倍，近十年 CAGR 超行业 7pcts。

1994 自年上市以来，收入增长 55 倍，净利润增长 39 倍，近十年 CAGR 超行业 7pcts。2019 公司年收入达到 10,700 亿新台币（346.3 1亿美元)，比较 1994 年增长近 55 倍，近 10 年复合增长率为 同期半导体行业整体复合增长率为11% 4%。2019 年净利润3.453 亿新台币，比较 1994 年增长近 39 倍，近 10 年复合增长率为 9%。

▲台积电历史收入净利润变化

▲全球半导体市场规模

盈利能力促进市值持续上升，上市至今增长约 97 倍。自 1994 年 9 月 5 自日本在台湾证券交易所上市以来，台积电的市值从最初开始 28.6 近日，亿美元上涨 2,789 亿美元（2020 年 02 月 20日)，市值增长近， 97 成长为台湾证券交易所市值最大的公司。近年来，台积电的利润率指标保持稳定，2018年 年度毛利率、营业利润率、净利率分别为 在晶圆行业，48%、37%、34%是独一无二的。

▲台积电市值自上市增长近增长 97 倍

▲近十年来，该公司的毛利率一直保持在一起 50%左右

晶圆OEM产能巨大，利用率持续高。截止 2019 公司年底有五座 12 寸晶圆厂（Fab 七座 8 寸晶圆厂（Fab3，5，6，8，10 台湾以外的工厂)，一个 6 寸晶圆厂（Fab2）。总月产能约 100 近十年产能利用率高达1万片 95%。台南科学园正在建设中 5nm 工艺新厂，以及规划 3nm 预计新厂将分开 2020、2022 年量产。

▲2019 年台积电产能每月约 100 万片 12 寸约当晶圆

▲台积电近 10 平均年产能利用率达到 95%

行业规模 654 1亿美元，台积电占据半壁江山。根据 TrendForce 的数据，2019 全球晶圆代工业年市场规模约 654 亿美元，同比持平。19Q4 台积电营收 104 市场份额达到1亿美元左右 52.7%。随后，三星、联电、联华电子、中芯国际分别达到市场份额 17.8%、8.0%、6.8%、4.3%。2020 年伴随 5G 随着数据中心需求的增长，行业可能进入复苏渠道，台积电预计将增长两位数，预计将以行业领先地位实现超市。

▲晶圆OEM市场规模

▲2019Q4 全球晶圆代工市场份额

全线布局工艺技术组合，产品广泛覆盖。公司积累了 30 年度项目经验，在知识储备和生产能力设备方面，特别是在集成电路和微机电系统领域，达到行业领先水平，满足终端客户的多发阶段，公司可以帮助甚至指导客户，有效改进芯片结构设计和工艺规划。具体产品类型包括逻辑芯片、微机电系统、图像传感器、内存、射频、模拟信号、高压控制器等，广泛应用于移动通信、汽车电子系统、可穿戴设备、物联网等领域。二、 台积电的成功因素和壁垒

1、 与顶级客户深入合作，高强度研发投资

培养公司实力的早期政策支持和技术引进。中国台湾省当局模仿硅谷模式 1980 新竹科技园技园区，充分发挥高新技术产业集群的优势。资金支持： 1987年，中国台湾省国科会出资 1 1亿美元，与飞利浦和一些私人资本共同创造了台积电。技术介绍：在技术和人才交流方面，台湾当局与美国公司（如美国无线电公司）合作，引进技术，派人交流学习。同时，台积电也获得了荷兰飞利浦公司的股份和技术帮助。

在中国台湾半导体的早期发展中，工研院发挥了关键作用

。首先，作为整个行业的外部技术平台，首先与行业领导者和学术单位协商技术授权和专利购买，然后将晶圆相关技术转移给重点公司。同时，通过资本投入和横向沟通，有效促进产业发展，合理安排企业分工，也起到了产业链内部规划的作用。台积电成立初期，R&D团队和专利基础以中国台湾省工研院为主体，R&D基因深厚；随着公司规模的扩大，高校积极招聘R&D人员和技术人员，不仅可以快速将实验室的创新研究成果转化为实际生产能量，还可以保证生产线的有效管理和运营。

研发投资强度不断上升，近 10 年研发收入比平均为 比大多数可比公司高7%。2018 年台积电研发投资 28.5 近十年复合增长1亿美元 同期三星、联电、中芯分别为18% 13%，6.5%，15%。2018 台积电研发投资占收入的比例 9.4%低于中芯国际(17%)，高于三星(7.5%)，联电(8.6%)。2008~2017 研发人员数量增加 3 倍，达到近 6200 全年高强度的R&D投入和庞大的R&D团队在晶圆OEM领域奠定了主导地位。

▲台积电研发投资及收入占比

▲2018 年台积电与可比公司研发投资比较

全球范围约 3.7 构筑技术壁垒的万亿专利。目前，台积电在全球范围内拥有 3.7 万项专利。根据创新指数研究中心公布的 2019 台积电年度全球半导体技术发明专利排行榜 2168 专利申请数量排名第二，反映了一如既往的高研发投入。大量的专利也有助于台积电在专利诉讼中获胜， 譬如 2009 年中芯国际因专利侵权等案件被判向台积电支付约定 10 中芯国际同年只赔偿1亿美元 1.6 1亿元的收入，失去了重要的发展机遇，差距继续扩大。

▲2019 全球半导体技术发明专利排名

在智能手机时代，与苹果深度合作，抓住机遇。在 2013 年前，苹果 A 三星代工生产系列处理器。经过两年的努力，台积电 16nm FinFET 工艺在性能、功耗等方面堪比三星 14nm FinFET 由于三星和苹果在智能手机领域的竞争，台积电从 2016 成为苹果的年份 A 该系列处理器的独家OEM，深度合作，使得台积电的逻辑OEM和智能手机收入快速增长。目前台积电在 SoC 苹果已经在这个领域 A 系列、海思麒麟、高通骁龙、联发科 Helio 高端智能手机等重要客户几乎垄断 SoC 代工市场。

▲台积电自苹果 A10 处理器获得全部代工份额

超越半导体龙头，从追赶到领先 Intel。随着工艺精度要求的不断提高，需要不断升级光刻、掺杂、结构设计、包装方法等环节，以确保半导体性能的不断提高、延续甚至超越摩尔定律。英特尔 10nm 持续难产也使台积电 7nm FinFET实现了从追赶到领先的反超，成为推动摩尔定律的关键角色。因此在 2000 公司在多个关键技术节点上保持领先地位。

▲公司在关键工艺技术的演变

▲晶圆厂商的技术节点量产时间

2、 资本支出和工艺领先的积极循环

对于周期性半导体行业来说，资本支出是最大的问题。虽然对半导体终端的需求继续增长，但晶圆厂需要从建设到实际数量 2 前期设备也有半年以上的开发期，导致行业供需周期性；很多 IDM 代理工业者将相对保守资本支出，以确保产能利用率，避免过度投资。相对而言，公司认为技术领先是核心竞争力，对新工艺的开发投入非常积极。即使在周期低谷，仍然存在 3 持续投资上述收入。

▲主晶圆厂资本支出对比(百万美元)

先进工艺资本投入上升，5nm 每千片投资高达近 3 亿美元。根据 IC insights数据，50K 片/月产能 130nm 工艺 200mm 厂需要约 14 投资1每千片约需要亿美元 2,800 投资1万美元；产能相同的 300mm 厂需要约 24 亿-100 每千片约需要亿美元 0.6-2 投资1亿美元。台积电规划正确 5nm 投资 250 如果是最后 80K/月产能计算，每千片约需 3 投资1亿美元。

▲台积电季度收入按制度分类

加快先进工艺迭代，为收入提供稳定支撑。台积电大约 2-3 一个工艺节点将在工艺上推增加收入比例的速度呈加快趋势。最新的 7nm 在 18Q3 实现量产，仅 4 季度总营收比例上升 30%（以往需 1.5-2 年)，说明积电对良率和产能的控制越来越轻松。

以激进的折旧和领先优势，以价格战阻止对手。通常，台积电的工艺技术处于领先地位，这意味着设备折旧率先完成（台积电一般） 5 年)，竞争对手仍在计提设备折旧。台积电可以利用成本优势进行本优势。以 28nm 例如，台积电2011 年新产能在 2016 折旧可在2017年底计提 年开始降价，让中芯国际和联电 28nm 产品盈利能力大幅下降。

▲300nm 晶圆代工厂的投资规模

▲台积电晶圆单位销售成本拆分

高资本支出和丰富的经营现金流形成了积极的循环，不断加强领先优势。与其他两家纯晶圆OEM企业联电和中芯国际相比，台积电的资本支出规模遥遥领先。2019年，资本支出分别为联电和中芯 5 和 15 倍。此外，晶圆代工业设备的折旧年限通常是 5-7 年，台积电设备折旧政策尤为激进 5 因此，台积电每年都有大量折旧，经营现金流远远超过净利润。经营现金流可以支撑台积电未来投入更多资本支出，不断扩大这一规模优势。

▲对比台积电、联电、中芯资本支出

▲台积电经营现金流与净利润比较

3、 追求与客户共荣，提供一站式服务

俘获群山计划 IDM 大订单，开启联合开发先例。随着 12 英寸晶圆厂从 2000 年成为主流，单座晶圆厂近 25 亿-30 1亿美元的投资让很多 IDM 大厂望而却步。张忠谋为抢下 IDM 大客户订单制定了一套群山计划：五家公司采用先进技术 IDM大厂定制解决方案，与德州仪器、意大利半导体、摩托罗拉开展业务合作，甚至双方投资资源，共同开发制造技术，快速开拓国际市场。

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