不是每一個製程節點都能完美做出來，也不是每一個都能按時完成，但在過去的十五年裡，世界上最大、技術最先進的晶圓代工廠臺積電的表現遠遠好於任何一個其為數不多的同行，不斷推動晶片製造極限，同時保持舊節點的一致和有利可圖的生產。
臺積電本身就是一臺賺錢機器。如果將其資本支出在三年內翻一番，它的收入和利潤將在五年內翻一番，這是 Neuberger Berman 的高級投資分析師 Sebastian Hou 在與華爾街討論2021年第四季度財務業績時臺積電所做的電話會議中觀察到的。鑄造廠。
臺積電執行長CC Wei和公司財務長Wendell Huang並不贊同將這種算法應用於公司未來的業績——正如黃所說，「事情沒有那麼簡單」，並補充說複雜性晶片製造設備和晶片本身以及獲得設備的交貨時間越來越長，這可能會在資金投入和產生收入之間產生更多的時間差。
可以說，臺積電在需求之前就進行了投資，希望確保自己的晶片能夠被製造出來的公司越來越多地為他們的晶圓和封裝協議預付，這有助於臺積電在製造的同時保留更多的自有現金對代工產能的巨額投資。實際上，數學是令人信服的。2019 年，臺積電在資本支出上花費了 149 億美元，而其收入 346 億美元，主要來自對先前節點的投資；2020 年，該代工廠在 2021 年花費了 300 億美元，創造了 568 億美元的收入。資本支出是未來收入和潛在未來利潤的領先指標，臺積電高層管理成本，並可以繼續從他們蝕刻的每個晶圓中提取更多收入。以兩年前的資本支出為例，乘以不到 2 倍，你可以預測今年的收入。每年，由於晶片製造和封裝工藝的複雜性越來越高，你會從這個比例中減少一點。
真正的問題是，晶片製造何時變得如此艱難，以至於資本支出與收入的比率越來越低，它真的能接近 1.0 嗎？這對收入和利潤意味著什麼？短期內，臺積電在銀行有很多資金，有能力繼續投資晶圓廠和基礎研究，以幫助客戶使用其 N7、N5 和 N3 工藝及其變體製造晶片。所以我們現在可以輕鬆呼吸。
讓我們從頂線和底線開始，然後了解臺積電在做什麼，什麼在推動收入，哪些工藝節點正在推動當前的銷售，哪些工藝節點將推動未來的銷售。
2021年第四季度，臺積電營收增長6.2%，為一年半以來首次實現個位數增長，淨利潤僅增長7.2%至59.6億美元。每兩年左右，在新工藝上線的同時，對未來節點的大量投資，但我們懷疑收入和利潤增長放緩的另一個罪魁禍首是：臺積電產能過剩並且無法以足夠快的速度增加容量以滿足需求。
雖然收入和利潤在2021年第四季度為臺積電創造了新紀錄，但我們在這些數字中看不到的是由於臺積電無法滿足其晶片設計師客戶的需求而留在桌面上的收入；我們無法輕易看到任何給定節點的製造能力與臺積電的製造能力之間的阻抗不匹配對下遊的影響，但我們認為，如果有更多的晶圓可用，Nvidia和AMD等公司將產生比以往更多的收入正在做。緩解這一問題的事實是，臺積電可以為其最先進的工藝和晶片設計商/銷售商收取更多的費用，反過來，他們可以為他們的設備收取溢價，收入和利潤不斷上升和向右移動。
兩年前，臺積電提出三年計劃，斥資1億美元擴大晶片和封裝產能，進行初步研發，將 7 納米 N7 和 5 納米 N5 工藝推向市場，但此時，隨著世界上存在很大的不確定性，臺積電只是在談論 2022 年的資本支出在 400 億至 440 億美元之間。與英特爾不同的是，臺積電實際上有足夠的現金和投資來進行代工投資。
公平地說，如上圖所示，在大衰退之後，臺積電正在儘可能快地花費它，這也是用於數據中心計算的 GPU 加速器、用於遊戲的 GPU 和高支出網絡的浪潮所有這些結合在一起，形成了 CPU、GPU、FPGA 和網絡 ASIC 晶片的強大製造商。這就是臺積電在過去三年的財務報告中所稱的「HPC」業務，並將其追溯到 2018 年。
臺積電的業務主要由其為智慧型手機製造的晶片主導，該晶片在 2021 年第四季度的銷售額為69.2億美元，佔總銷售額的44%，但 HPC 部門以 58.2 億美元的收入緊隨其後，佔收入的37%。蝕刻智慧型手機晶片的收入在 2021 年第四季度下降了 8.4%，好於典型的季節性下降，而 HPC 領域的銷售額增長了 26.7%，這主要是由於對高端 CPU 和 GPU 的高需求。針對物聯網、數字消費電子、汽車和其他領域的晶片大雜燴本季度銷售額為 29.9 億美元，同比增長 12.1%。
大多數代工廠都有在200 毫米（8 英寸）和300 毫米（12 英寸）晶圓上蝕刻晶片的混合機器，近年來，臺積電已經討論了12 英寸晶圓等效物，以使其設備的晶圓尺寸標準化，以讓華爾街了解其季度晶圓出貨量。直到2012年，臺積電都在談論8英寸晶圓當量，我們已將2005年至2012年的數據轉換為 12 英寸晶圓當量以對其進行標準化。正如您所料，通過代工廠抽出的晶圓數量與收入之間存在非常緊密的關係。
在過去三年中，甚至在冠狀病毒大流行開始之前，臺積電的收入增長略快於晶圓出貨量，這表明臺積電可以收取溢價，尤其是其最先進的工藝，目前在地球上幾乎是首屈一指的。
第四季度，臺積電出貨了創紀錄的 373 萬片晶圓，平均每 12 英寸晶圓產生 4,225 美元。這是臺積電有史以來每片晶圓平均收入的第二高，而最高的是一年前，它的收入為 1482 萬美元，出貨 325 萬片晶圓，平均每片晶圓 4566 美元。
另一個起作用的因素是，晶片設計師/銷售商正在囤積庫存並為此付費，以幫助緩解供應鏈問題，這些問題阻礙了數據中心部門以及其他將半導體嵌入產品的地方。（這意味著一切，真的。）
「進入 2022 年，鑑於行業持續需要確保供應安全，我們預計供應鏈將維持高於歷史季節性水平的庫存水平，」魏在與華爾街的電話會議上解釋道。「雖然短期的失衡可能會或可能不會持續，但我們繼續觀察到長期半導體需求的結構性增長，這得益於 5G 和 HPC 相關應用的行業大趨勢。我們還觀察到許多終端設備中的矽含量較高，包括汽車、個人電腦、伺服器、網絡和智慧型手機。因此，我們預計我們的產能將在 2022 年保持緊張，因為我們相信我們的技術領先地位將使臺積電能夠抓住對我們先進和專業技術的強勁需求。」
Wei 補充說，HPC 領域——請記住，這並不意味著 HPC 仿真和建模，而是數據中心 CPU、GPU、NPU、FPGA、交換機和適配器 ASIC，以及用於計算的定製 ASIC——「將是臺積電長期發展的最強驅動力。長期增長」，該公司預計它將成為其增量增長的最大貢獻者，因為它展望未來幾年。2021 年第四季度，7 納米和 5 納米工藝合計佔晶圓收入的 50%，比去年同期增長 9 個百分點。
展望 2022 年第一季度，臺積電預計銷售額將在 166 億美元至 172 億美元之間，這將是另一個紀錄，與 2021 年第一季度相比，在該範圍的中點處增長 7.4%。魏只是一般性地談到了公司的預測2022年全年，不考慮臺積電不生產的內存，晶片市場預計增長9%，整體代工市場預計增長近20%，臺積電將成為其行業同行以美元計算，增長在 20% 的中高水平。
Wei 談到了當前和未來工藝節點的狀態，緩解了去年夏初讓晶片設計師/銷售商心悸的 3 納米 N3 工藝（會有一些）的一些擔憂。（有關更多信息，請參閱The Chip Has Hit The Fan。）讓我們從 5 納米（這是一個非常籠統的術語）N5 系列工藝開始。
N5在三年前開始加速發展，是該公司歷史上最成功的節點之一，被智慧型手機晶片、臺式機和伺服器 CPU、臺式機和伺服器 GPU 以及數據中心的其他設備廣泛採用。臺積電調整了 N5 工藝以創建 N4P 和 N4X 變體。Wei 表示，N4P 工藝與最初的 N5 相比，電晶體性能提高了 11%，功率效率提高了 22%，電晶體密度提高了 6%。使用N4P的晶片的首次流片將於2022年下半年開始。之後是 N4X，這是針對「工作負載密集型 HPC 應用程式」的進一步優化，這意味著高性能 CPU、GPU 和交換機 ASIC，我們假設。與任何給定過程中的伺服器電晶體一樣，
上面提到的N3工藝將使用像 N7 和 N5 工藝那樣的 FinFET 3D 電晶體技術，並將電晶體特徵縮小到相當於3納米。N3 的生產將於 2022 年下半年開始，用於 HPC 和智慧型手機應用程式，並且「開發正在進行中」，Wei 補充說，該公司預計初始 N3 的流片數量將超過發生在最初的 N5 上。（這意味著英特爾將使用它，與早期的 N5 不同） N3E，它是具有更高性能的增強型 N3 節點，更好的電源效率和更高的良率有望在 2023 年下半年實現。臺積電預計 N5 和 N3 節點將「大而持久」。這很有趣，我們根本無法想像從 N2 節點到 N1 和 N0 節點。
臺積電2022年將花費 400 億至 440 億美元的資本支出，其中 70% 至 80% 將用於 N7、N5、N3 和 N2 節點的設備，另外 10% 將用於高級封裝技術研發，10% 到 20% 將用於「專業技術」，這些最新技術細節還不得而知。
「由於『元宇宙』中發生的許多任務都涉及對海量數據的實時處理，這將要求所涉及的晶片使用僅在臺積電、三星和英特爾提供的先進工藝節點，」他說。
沒有人預測英特爾的消亡。它仍然生產世界上絕大多數的計算機處理器，比三星專門生產的內存晶片更複雜，並以高利潤率賺取巨額現金。儘管如此，三星超越英特爾將是一個重大轉變。
按工藝劃分，可分為成熟工藝設備和先進工藝設備兩種，成熟工藝設備包含 8 英寸、6 英寸等 90nm 以上技術節點，先進工藝設備以 12 英寸 90nm 以下技術節點為主。