吴梓豪：离谱！台积电美国工厂良率高于台湾工厂

近日外媒报导 ，台积电亚利桑那工厂Fab21所生产的4nm芯片良率高出台湾工厂4个百分点 ，报导一出市场哗然，不是说台积电美国工厂诸多不顺 ，面临一个又一个严重问题，为何现在会传出良率高于台湾工厂，这合理吗？

其实这问题 ，经常看笔者文章的可能都可以洞察先机，因为之前媒体所谓一个又一个严重问题在笔者一个行业资深建厂专家的眼里，压根不是啥大问题，整个舆论只是不明所以的媒体或假专家的渲染。

在这之前，台积电亚利桑那工厂都是工厂建设的问题 ，比如专门建设Fab的工人极度缺失，各式各样建厂零配件特地包船海运至美国，美国当地法律以及公会的问题等等，这些问题在笔者之前介绍台积电美国工厂的文章都有详细阐述，这类建厂问题造成的delay终将在建厂完成，设备move in调适生产后就进入正轨，因为这些问题只牵涉建厂不涉及芯片制造，这个基本逻辑得先搞清楚。

芯片进入量产主要是所有制程环节的参数recipe，台湾跟美国工厂产线上的设备一模一样，使用的原材料一模一样，操作或管理人员也一样，工艺参数是台积电的强项，更是大数据全面覆盖，现在都发展到AI赋能了，所以量产已经2年的4nm制程，经历台积电台湾工厂的不断优化，自然是新的工厂可以比原先有更高的良率以及生产经验。

从去年至今整个中文媒体圈似乎只有作者一人会详细说明台积电美国工厂的情况，其他无一例外都是不懂装懂博眼球的斗大标题，台积电美国工厂各种惨状与困境。

今天台积电美国工厂的芯片良率不错，许多读者会错愕或不解，只能说是看多了似是而非的引导性文章，向笔者这类真正从行业出发的观点与视角反而无法获得关注。

台积电美国工厂顺利量产后，就能高枕无忧？很显然也不是如此，毕竟是一个全新的地区，语言，文化，法律皆不同，挑战自然不小，但必须以专业以及客观的立场视之。

……

一、生产成本方面：台积电拟定多项解套策略，除取得当地政府基本水电与土地补助与减税为基本条件外，过半建厂补助及来自合资伙伴的长约签定也是关键。

如同日本熊本厂同时采行苹果主力供应链商Sony、丰田旗下零组件厂电装（Denso）等合资，确保产能利用率与获利可维持一定水平。

对于未来海外工厂陆续投产 , 台积电已表态，长期毛利率目标53%以上不变。也就是台积电海外代工价格将调涨，成本转嫁至客户 , 针对海外代工费的调涨 , 美系大客户基本都以认可3-5%左右的涨幅 .

众所周知半导体尤其是先进制程是高资本,高技术,高毛利的三高行业 , 行业特性决定人工与材料对于芯片制造来说是次要成本 , 最大成本是设备折旧 , 台积电一般采取五年的折旧摊提 , 以台湾的工厂来说5/3nm综合的每片设备折旧成本大约在7500美元左右 , 美国工厂因为建设费用大幅增加, 在没有补贴的情况下4/3nm的折旧成本为9722美元 , 有补贴则降到了8000美元/wafer的水平 , 每片成本减少了1722美元 , 仅比台湾高出500美元/片 , 如此看来补贴确实是影响获利与否的关键因素。

芯片制造的第二大成本为硅片,特气,光罩,化学品等原材料 ,加上生产环节的各种损耗与维护等其他费用 , 5/3nm的综合原材料成本大约为每片3300美元左右 , 美国工厂的原材料须由Vendor从台湾或日本运至美国 , 或者由Vendor在美国兴建配套工厂 , 但因美国工资高于亚洲所以原材料整体会比台湾高15~20%左右.

至于第三大成本的人工费用 , 我们以美国厂需要4500名工程师以及管理与财务等非生产人员 , 每人平均13.5万美元年薪以满产来计算 , 每万片人数配置比台湾高1.2倍 , 则每片人工成本落在943美元 , 比台湾高出1.67倍.

芯片制造的第二大成本为硅片,特气,光罩,化学品等原材料 ,加上生产环节的各种损耗与维护等其他费用 , 5/3nm的综合原材料成本大约为每片3300美元左右 , 美国工厂的原材料须由Vendor从台湾或日本运至美国 , 或者由Vendor在美国兴建配套工厂 , 但因美国工资高于亚洲所以原材料整体会比台湾高15~20%左右.

至于第三大成本的人工费用 , 我们以美国厂需要4500名工程师以及管理与财务等非生产人员 , 每人平均13.5万美元年薪以满产来计算 , 每万片人数配置比台湾高1.2倍 , 则每片人工成本落在943美元 , 比台湾高出1.67倍 , 但在总生产成本上却是只是4%或7%的区别 , 在薪资以及人力配置均高出台湾的情况下 , 美国工厂的人力成本接近台湾两倍 , 即便如此在总生产成本的占比也很低.

从成本分析表中我们可以分析出 , 芯片的生产主要成本是设备折旧 , 人工与原材料在台美两地的差别并非关键 , 在没有补贴的情况下 , 美国的生产成本高于台湾31% , 但如果算上补贴 , 美国的芯片生产成本高出台湾16% , 而在美国制造的芯片售价 , 客户可以接受高于台湾3-5%的价格 , 也就是说经过美国政府补贴之后 , 即便是在美国人工与材料成本远高于台湾的基础下 , 台积电在美国制造的芯片在补贴之后毛利润也能达到台湾生产的85%。

在相同工艺条件下 , 未接受补贴的美国工厂必须达到77%的产能利用率 , 否则将出现亏损 . 而接受美国政府补贴的工厂损益平衡点为69%的产能利用率 , 台湾工厂则落在61% 。

经过上述成本与毛利分析 , 美国对台积电的直接补贴(不含贷款)占台积电投资额的18% , 即便算上贷款也只达到32% , 而台积电美台两地工厂的毛利率再经过补贴之后 , 相差15%左右 , 并没有大家认知的两地生产成本差距巨大 , 而德国与日本的补贴幅度达40%甚至50% , 远远高于美国 , 最大生产成本的折旧大幅度下滑 , 几乎可以肯定日德工厂(折旧期)的毛利率会高于台湾工厂 , 折旧期之后当然是材料与人工程成本更低的台湾工厂毛利更高 , 只要能维持高的稼动率 , 折旧完之后也是毛利率70%与75%的区别。

Fab工厂只要捱过折旧摊提的期限(台积电为5年) , 毛利率都会飙升至70%+ , 不论台湾或者美德日工厂 .

二、人力短缺部分：由于欧美当地愿意从事Fab生产工作的人力短缺，台积电也希望拉升台湾团队比重，除了员工调派外，美德厂需要大量新血，也向美德国当地留学生招手，除了与美国各大高校合作以外 , 在欧洲与德勒斯登工业大学进行交换学生合作计划，在波兰也在华沙大学、华沙理工大学举办就业博览会，以及开始实体招募计划。

同时也直接锁定台湾有设立德文相关科系的台湾大专院校，主要是制造部、工程部及物流运筹系统部等人力短缺，能支援设备操作、产品检验，台积电开出只要德文检定A2以上，优于B1的在校生优先录取，表现优异则有机会转正派任德国。

加上来自当地政府与相关机构提出多项建议与要求，如建置宿舍或保证买进公寓等，台积电因地制宜，以更优渥薪资福利才能吸引「work-lifebalance」观念根深蒂固的欧美人才加入等。

人力短缺虽是重要问题，但最令人担忧的事其实是欧美的工会，当年明基西门子血淋淋教训，以及美厂先前工会抗议事件，都是未曾有工会文化的台积电的震撼教育。

三、在工厂管理与工会协商方面：台积电延聘前博世半导体厂长Christian Koitzsch担任德国厂总裁，希望能保持劳资、台德双边沟通无碍，降低工会抗争风险。

四、欧美与东亚工作文化大不同：如同美厂情况，欲维持台湾厂区高效率生产甚难，轮班与责任制的重大压力，都是欧美劳工难以想象与理解，台积电如何考量长期获利与适应欧美工作文化，将是艰巨任务。

结论

2020年全球缺芯潮后 , 台积电在西方主要国家的补贴政策之下 ,开启海外布局 , 因首次在海外建厂 , 第一站美国遭遇各种问题 , 但也仅仅是建厂的一些延误 , 这些问题都将在供应链融入或适应本地之后一一解决 , 建厂延误并非根本性问题 , 后续的日本工厂建设就顺利许多 , 未来的德国工厂建设应该能大量吸取教训 , 以建厂延误这种非核心问题来判断台积电海外建厂是否可行完全是门外汉的观点，这类不专业的观点目前已不攻自破，因为台积电亚利桑那工厂的量率已超过台湾工厂。

台积电海外建厂唯二的难点就是欧美的工会文化以及东西方工作态度的不同 , 简而言之就是人的问题 , 至于Fab能否赚钱 , 只要稼动率足够一切都不是事 .

英特尔 , 美光 , GF以及德国的英飞凌在欧美国家生产芯片虽然竞争力不如东亚 , 但人家不也生产的好好的 , 这些欧美的Fab厂核心问题一样是稼动率 , 全球缺芯的时候 , 这些工厂稼动率高 , 一样赚得盆满砵满 , 但更多时候是全球不缺芯 , 它们的稼动率不高 , 低稼动率是欧美Fab厂的常态 , 也是他们最重要的问题 , 工程师卷不卷的工作态度以及工会问题都是次要的 .

简单来说 , 即便欧美半导体工厂在工资高 , 不加班以及强悍的工会等种种问题 , 但只要稼动率高 , 一样可以赚得盘满钵满 , 而高稼动率的前提是技术领先 , 台积电在逻辑 , 三星海力士在存储 , 都是技术领先地位 , 进而利用技术领先维持较高的稼动率 , 人力便宜 , 愿意加班这些都是次要的竞争力 , 压根不是关键 , 我们分析事情必须找出核心 , 不应该为了立场 , 非得把不那么主要的问题上纲上线 , 这样得出的结论必然偏颇 .

针对欧美工会以及工作态度问题这两点 , 我们先来看看 , 欧美与东亚工程师工作态度的差异问题 , 这能透过增加台籍与欧美工程师数量以及提高薪资的办法来弥补 , 最终影响的无非是人力成本 , 而人力成本从上述分析中得知是芯片生产中最次要的成本构成 , 也就是说这问题可以花钱来解决 , 但薪水太高会造成整个集团对不同地区薪资水平的订价难度 , 也会造成不公 , 最后拉高整个集团包含台湾地区的薪资水平 , 这对台积电员工可能是一个好事 , 但对管理层来说却不一定 , 回归到Fab厂的经营来看 , 一切还是看稼动率 , 只要稼动率足够高 , 当地政府补贴到位 , 人力成本确实不足为道 .

最终就是工会这个最棘手的问题 , 大量派驻台籍工程师可以解决加班轮班问题 , 但是工会会保障本地员工的就业岗位 , 大量台籍员工将挤占本地就业机会 , 这是工会不能允许的 , 公会对于本地与弱势群体就业的倾斜 , 对员工生理以及心理状态的要求 , 以及法律对相关规定的倾斜式解读都是台积电或者说东亚文化圈子所无法理解的 , 稍有不慎将会因人的问题而导致整个工厂陷入停摆 , 这对于Fab来说是最大的噩梦 , 台积电在台湾不曾预见这类情况 , 未来或许将会上演 .

把所有问题都理一遍之后 , 对于台积电来说海外建厂我们得出只有工会这一个才是核心问题 , 如果台积电能未雨绸缪针对性的做出改善 , 领导层有足够智慧从中摸索出自己的一套办法 , 只要工会的问题解决 , 其他压根不是事 , 不论从成本, 市场占有率或者运营任何方面来看 , 海外建厂对台积电自然是利远远大于弊 .

台积电欧美工厂是否可以兼顾东西文化差异 , 不一定非得如东亚的卷也不一定非得如欧美的躺平 , 网上这类非黑即白的论调并不妥当 , 折衷的方案当然会有很多 , 比如适当提高薪资水平 , 增加人力减低工作强度 , 也并不意味工厂就干不下去 .

人的问题必然是台积电海外工厂能否运行顺利的重中之重 , 但对台积电来说更核心的关键是保持技术领先优势 , 与客户深度绑定 , 维持Fab长期的高稼动率 , 人的问题就成了可以适当提高代价的次要问题 , 所以只要核心关键能掌握到 , 工厂不论在哪都可以赚钱 , 台积电是否能摸索出自己的一条路 , 个人认为这并不难 .