AI无法挽救芯片行业的低迷

个人电脑、智能手机和内存仍占产量的大部分，且仍处于低迷状态...

英伟达也许能够出售其生产的所有人工智能芯片。不幸的是，对于芯片制造行业来说，只有英伟达一家。 

这个难题在第二季度财报季开始时就已经很明显了。台积电 芯片制造公司台积电周四表示，第二季度营收较去年同期下降近 10%。这标志着该公司 16 个季度以来的首次收入下降，这是至少自 2000 年以来最长的连续增长趋势，这是标准普尔全球市场情报公司 (S&P Global Market Intelligence) 编制的此类数据的最早记录。 

这并不完全令人惊讶。分析师一直预计会出现下滑，因为由于个人电脑和智能手机等产品的需求下滑，芯片行业仍陷入经济放缓的泥潭。

半导体行业协会的数据显示，2023 年截至 5 月份的全球芯片销售额较去年同期下降 21%。而且短期内似乎不会出现好转。台积电表示，目前预计 2023 年全年收入按美元计算将比去年下降 10% 左右，而该公司三个月前预计下降幅度为低至中个位数。 

按年收入计算，台积电目前是全球最大的半导体公司。它是一家合同制造商，生产由苹果、亚马逊、微软和Alphabet旗下的谷歌等高科技巨头以及英伟达和Advanced Micro Devices等其他主要芯片设计公司内部设计的芯片，这些公司缺乏自己的制造能力。 

因此，该公司的业绩是整个行业健康状况的有力风向标，而最新的业绩却投下了巨大的阴影。PHLX 半导体指数周四下跌 3.6%，该指数中的所有股票当天收盘均出现亏损。

这种下降在芯片制造设备制造商中尤为明显，因为台积电表示，今年的资本支出将处于先前预测范围 320 亿美元至 360 亿美元的低端，这将比上一年下降多达 12%。

芯片设备制造商ASML、Applied Materials、KLA和Lam Research周四股价平均下跌近 5%。 

今年芯片股一直在上涨。部分收益来自于试图抢在高度周期性行业最终复苏之前的交易者。但很大一部分源于对生成式人工智能的炒作——该技术为 ChatGPT 等聊天机器人提供动力，并且还需要强大的计算和图形处理器。

云计算巨头微软、谷歌和亚马逊正在竞相构建 GenAI 工具和服务，这推动了对必要组件的需求。英伟达 (Nvidia) 在 5 月份的最新季度业绩中发布了井喷式收入预测，使这家芯片制造商的股价走上正轨，推动该公司市值突破 1 万亿美元。英伟达的报告与台积电的最新业绩之间，PHLX 指数上涨了 22%，是当时标准普尔 500 指数表现的两倍多。 

但英伟达的迅速崛起并没有让所有人都满意。台积电周四表示，人工智能仅占其当前收入的 6%，而智能手机的这一比例为 33%。对于后者来说，情况可能仍然充满挑战；根据 Visible Alpha 的普遍预测，华尔街预计苹果 iPhone 销量在截至 9 月份的财年中将下降 4%，这将是四年来首次出现这种下降。 

尽管台积电预计其人工智能业务将大幅增长——未来五年平均每年增长 50%，但该业务也必须克服一些严重的生产限制。这些问题主要出现在生产过程的后端，即芯片与其他组件封装在一起的过程。

Stifel的 Brian Chin表示，台积电可以将 Nvidia 人工智能芯片的投产数量增加四倍，“短期内产量不会改变，因为先进的封装产能是瓶颈。”

即使是英伟达也无法完全抗拒芯片行业的引力。

另一边，从台积电方面来看，考虑到运行人工智能工作负载对计算和网络的巨大需求，以及台积电在制造计算引擎芯片和为其提供复杂封装方面的主导地位，你可能会认为这家全球最大的代工厂将在第二季度大赚一笔。

但遗憾的是，即使人工智能系统销售蓬勃发展，该市场仍然足够小——而且台积电从蚀刻和封装芯片中获得的资金与市场价格相比也很小——当智能手机、个人电脑和通用服务器市场同时出现小幅下滑时，人工智能计算引擎的销量不足以填补这一空白。

请记住：当台积电说“HPC”时，它意味着 PC、服务器、存储和交换机中使用的高性能芯片的蚀刻，而不仅仅意味着 HPC 模拟和建模。AI芯片就在上面的黑线中，你知道这是因为黑线近年来一直在疯狂增长，并且与智能手机相比并没有掉下悬崖，而智能手机在过去两个季度显然陷入困境。在过去五年中，智能手机约占台积电收入的一半，但在过去两个季度，HPC 领域（如上所述）已占据主导地位，并且预计在可预见的未来仍将如此。

在与华尔街分析师的电话会议上，该代工厂副董事长兼首席执行官 CC Wei 表示，用于人工智能推理和训练的 GPU、CPU 和定制 ASIC 计算引擎的制造仅占其总收入的 6％，总收入为 156.8 亿美元，这意味着人工智能产品仅带动了 9.41 亿美元的收入。除了这个数字之外，您可能还可以将一些 InfiniBand 和以太网 ASIC 制造归因于人工智能，但您已经明白了。像英伟达这样的公司在人工智能上赚的钱比台积电多得多，这表明虽然制造和封装很重要，但设计和销售可以带来更多的收入，并且可能带来更多的利润。

可以理解为：成为 ASML 很好，成为 TSMC 很棒，但成为 Nvidia 绝对是很棒的。

“最近人工智能相关需求的增长对台积电来说是方向性积极的，”魏在与华尔街分析师的电话会议上表示。“生成式人工智能需要更高的计算能力和互连带宽，这推动了半导体内容的增加。无论是使用CPU、GPU、AI加速器以及相关ASIC进行AI和机器学习，其共同点是需要使用领先的技术和强大的代工设计生态系统。这些都是台积电的优势。”

展望未来，魏表示，台积电预计未来五年，多种形式的人工智能将推动其营收复合年增长率接近 50%。根据你对台积电五年后收入的预期，人工智能到 2023 年可能会带来 37 亿美元的收入（假设人工智能下半年表现相当好，增长率略有增长），复合年增长率为 48.5%（我们任意选择），收入约为 180 亿美元。如果这代表总收入的“低十几岁”（开玩笑地称之为 13%），那么按照这种模型，到 2027 年，台积电的总收入将超过 1,350 亿美元。

因此，台积电预计从现在到 2027 年，收入将增加一倍以上，人工智能收入将增长近 5 倍。但人工智能并不是收入增长的唯一或最大驱动力。人们渴望将更多芯片放入更多具有更先进工艺的事物中，以提供最佳的每瓦性能（包括个人电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备、汽车芯片和系统以及无数边缘和嵌入式设备），这是推动这一增长的原因，而人工智能只是其中的一个例子。

在截至 6 月份的季度中，台积电的净利润下降了 26.5%，至 59.3 亿美元，而销售额为 156.8 亿美元，下降了 13.7%。PC和智能手机行业的衰退时间比预期要长，而台积电和其他公司所指望的中国经济复苏尚未实现。因此销量下降。3 纳米和 2 纳米工艺的开发和量产成本正在上升，这也给利润带来了压力。3 纳米和 2 纳米工艺目前正在量产，预计今年晚些时候出货。对资本设备的持续投资，包括台积电在亚利桑那州建造的一座非常昂贵的工厂，迫使台积电烧掉43.8亿美元的现金储备来运营公司，并为新的代工厂和设备支付81.7亿美元的资本支出。

正如魏总喜欢提醒大家的那样，台积电必须花费很多年的时间才能实现它希望实现的技术趋势。随着半导体需求的增长，赌注不断变大，但与半导体总可寻址市场无关。台积电正在做的事情非常艰难，它确实是唯一一家在批量和技术节点上提供先进工艺和封装的公司。英特尔还有很长的路要追上，而三星对其工厂运行的计算非常挑剔，这些工厂主要用于内存。这些几乎是目前唯一可用的选择，除非你是一家中国公司，在这种情况下你必须越来越依赖中芯国际，

目前，台积电对 2023 年下半年的情况持谨慎态度，因为它错过了库存消耗和中国复苏需要多长时间，但表示预计今年销售额将下降 10% 左右，即全年销售额为 683 亿美元。考虑到美国、日本和欧洲建造代工厂的成本以及 3 纳米产能的提升，利润很可能会面临类似的压力，台积电可能会出现第二季度净利润下降的情况（约为收入下降率的 2 倍）。

台积电承受的压力再大，也比不上英特尔的木星引力。而且它仍在赚钱，目前仍拥有 478.6 亿美元现金。

台积电没有的是全速生产芯片的代工厂，这就是代工厂盈利的方式——这是任何代工厂盈利的唯一途径。HPC 领域销售额不高的原因之一是，它们受到后端晶圆基板芯片 (CoWoS) 硅中介层技术的控制，许多计算引擎制造商正在使用该技术来创建其设备；有些使用小芯片，另一些则使用单片芯片或小芯片与 HBM 堆栈式 DRAM 存储器相结合。Wei 含糊其辞，但表示台积电今年至少将 CoWoS 产能增加一倍，但提醒大家这需要时间。

芯片代工本身并不是瓶颈，而是封装。过去两年，AMD 的 Epyc 服务器 CPU 受到基板可用性的限制，而 CoWoS 则是 GPU 和 FPGA 的限制因素。展望未来，所有芯片制造商都必须非常小心，使晶圆蚀刻和封装保持一致。

显而易见的是，台积电有足够的产能生产 7 纳米芯片，也有大量的产能生产 5 纳米芯片。这些节点将是长期存在的节点，就像目前正在加速发展的 3 纳米工艺一样。我们认为制造主流 CPU 和 GPU 的公司不会为了与 3 纳米工艺交叉而搁置 5 纳米项目，但考虑到全球经济状况，他们可能会加大力度投资 3 纳米技术。例如，不少 AI ASIC 制造商所使用的机器已经有几年的历史了，他们并没有谈论计算引擎的升级。

值得注意的是，从 3 纳米到 2 纳米的跃迁，性能或密度的跃升并不像从 7 纳米到 5 纳米那样大。但重要的是，电源效率有更大的提高，这是每个人都在大大小小的设备中寻求的。

Wei 更新了 3 纳米和 2 纳米斜坡，正如他在过去几个季度所做的那样。他吹嘘说，N3 和 N3E 工艺将在功耗、性能、面积和底层晶体管架构方面引领行业。

“N3已经投入生产，产量良好，”魏说。“我们看到对 N3 的强劲需求，预计在 HPC 和智能手机应用程序的支持下，N3 在今年下半年将出现强劲增长。预计到 2023 年，N3 将继续贡献我们晶圆总收入中个位数的百分比。N3E 通过增强的性能、功耗和良率进一步扩展了我们的 N3 系列，并为 HPC 和智能手机应用提供完整的平台支持。N3E已通过资质并达到性能和良率目标，并将于今年第四季度开始量产。”

Wei补充说，N2开发采用与英特尔18A工艺相当的纳米片晶体管，预计将于2025年实现量产，并将带来全节点性能提升和功耗降低，以及称为背面电源轨的新功能，这将使速度提高10%至12%，并在使用N2工艺蚀刻的芯片的节点缩小之上提高10%至15%。背面电源轨功能将于 2025 年下半年推出，并将于 2026 年投入客户生产。

尽管英特尔宣称其 18A 工艺将在 2025 年占据晶体管霸主地位，但魏表示，N2 将成为西方或东方最好的晶体管。

业界需要的是 2 纳米节点附近的两家代工厂，希望它们能够旗鼓相当，并且良率良好。

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