5G手機的到來，讓我們有幸看到了“神仙打架”一幕。
先是傳出臺積電產能供不應求、需求旺盛、訂單超飽滿，隨後臺積電業績大漲並大手筆擴產；接著有媒體爆出，蘋果包了臺積電2/3的5nm產能，剩下被華為搶佔；而最新消息是，臺積電5nm產能已被“搶空”，超大客戶高通只能等明年了，至於聯發科、英偉達、賽靈思、比特大陸等重要客戶也只能在後面排隊了。
下半年最重磅的新機都將使用5nm製程：蘋果iPhone 12搭載的A14 處理器和華為Mate40的5G芯片。而高通新一代芯片也將採用5nm，將在明年上線，這意味著與高通合作的中國二線手機品牌，將在製程先進度落後於蘋果與華為，更意味著手機性能的落後。
從7nm開始，先進製程之戰愈演愈烈，在這背後，是手機廠商和芯片廠商對手機性能的迫切升級需求，在5G升級帶來的手機技術變革中，上游晶圓代工廠的地位和競爭凸顯，對代工廠、芯片廠和手機廠來說，都意義重大。
臺積電（TSM.N，2330.TW），這家擁有100萬片/月產能的全球知名芯片代工商，成立於1987年，由臺灣“半導體教父”張忠謀創立，將是5G+5nm浪潮中最大的贏家之一。
5G與5nm互相助推，或將帶來“十年一遇”的科技浪潮，而所謂的“5nm”，到底意味著什麼？
5nm/7nm代表什麼？
智能手機依然是最先進製程最激進的嚐鮮者。
2月28日，高通正式向全球發佈第三代5G調制解調器到天線的一整套解決方案——驍龍X60 5G，這是第一款 5nm 基帶芯片，能夠提供高達 7.5Gbps 的下載速度以及 3Gbps 的上傳速度。
高通稱，從7nm降低到5nm，將減小芯片整體尺寸，在智能手機中佔用更少的空間，手機廠商便可用騰出的空間來添加更多資源容量、添加新功能。
高通還聲稱，驍龍x60是世界上第一個支持跨所有關鍵5G頻段和組合的5G調制解調器，這意味著它將能同時支持sub-6GHz帶寬以及毫米波。對多頻段的支持也要求芯片更強勁的算力，這也是5nm工藝的特點。
此外，據業內人士爆料稱，海思麒麟下一旗艦芯片代號為“巴爾的摩”，也將採用5nm工藝製程，傳聞其或直接跳過A77升級為A78構架，CPU和GPU的性能提升超過40%。得益於5nm工藝，這款芯片每平方毫米晶體管數量將達到1.713億。
同時，據DigiTimes 報道，臺積電將於今年 4 月開始量產蘋果 iPhone 12 使用的A14 5nm 製程芯片，每個芯片預計將包含150億個晶體管。
日前，有媒體曝光了一組疑似蘋果A14的跑分：Geekbench 5單核1658分，多核4612分，比上一代A13提升了20-30%。
上述“5nm”，是指芯片內部的晶體管的柵長，通俗講就是芯片內部的最小線寬，線寬越短精細度越高，在一顆芯片上集成的晶體管的數量越多，芯片性能越高。從20世紀60年代至今，從 1 個晶體管到 100 億，關鍵尺寸從1988年的1um，減小到2020年的5nm，減少了 99.5%。
目前，能夠量產的最先進工藝是臺積電的5nm，國內半導體代工廠最新先進的是中芯國際的 14nm。
一位分析師對投中網表示，在5G時代，7nm/5nm EUV 是重要的製程節點，5G頻段較高且需兼容2G、3G、4G，給芯片技術提出了更高要求，此外5G時代要求手機內置天線數量增加，手機芯片尺寸的縮小也將為手機尺寸留下空間；另一方面，5nm也適應於人工智能和5G驅動的計算能力的增長。
其表示，5nm芯片比7nm芯片體積更小、更節能，這使得采用5nm的芯片不僅可用於手機，還適用於空間、耗電要耗高的可穿戴設備，比如AR眼鏡和無線耳機等等，這是更先進製程很大的優勢。
據臺積電官方，5nm 邏輯密度將是之前 7nm 的 1.8 倍，SRAM 密度是 7nm 的 1.35 倍，可以帶來 15%的性能提升，以及 30%的功耗降低。
根據臺積電的規劃，6nm 預計在 2020年一季度進行風險試產，預計 2020 年年底量產；5nm 進入爬坡提升良率階段，預計2020年上半年開始量產。
摩爾定律引領半導體產業，產業持續升級需要貫穿整條產業鏈，5G手機與5nm等先進製程的互相推動，才真正帶來了產業升級。
一方面，5G拉動先進製程需求，臺積電預計2020年5nm製程收入佔比達10%，從臺積電歷年新制程量產的情況看，7nm製程於2018年量產，2018年收入佔比為9%；10nm製程於2017年量產，當年收入佔比為10%。臺積電5nm製程的需求顯示，2020年5G手機需求旺盛。
從目前 5nm 製程的需求看，2020 年預計以 5G 智能手機相關產品為主。手機廠商和芯片廠商的競爭以及急迫需求，助推5nm製程的需求。
以市面上的5G芯片為例，各大芯片廠商推出的產品均為先進製程：海思、高通、聯發科、三星LSI等相繼發佈各家產品，基本採用7nm工藝，紫光展銳使用6nm工藝。此外Counterpoint預計，2020年海思將在上半年推出麒麟820（7nmEUV）；蘋果、海思、高通將在下半年分別推出A14（5nm）、麒麟1000（5nm）、SDM600系列。
這導致，從去年三季度開始，臺積電7nm產能全線爆滿，2020年上半年都將是產能供不應求的局面。聯發科、高通、三星電子及海思等 5G 芯片供應商，都不斷要求上、下游協力廠大舉擴充產能，以提高自身的備貨量。
在2020年，5G手機滲透率的提高，將提高晶圓代工廠的產能利用率並加快技術突破速度。海通證券預計2020年5G手機的滲透率為14%。根據IDC預測，2020年全球5G手機出貨量將達到1.9億部，佔所有手機出貨量的14%。
另一方面，上游代工廠技術節點的突破，也帶來了整個行業的景氣度上升。
從全球主要晶圓代工廠臺積電、中芯國際、聯電以及華虹半導體2019年以來各季度的收入情況看 ，從 2019年一季度以來，晶圓代工環節的增收規模逐季增長，各季度的同比增速逐季改善。主要晶圓廠的營收改善，顯示行業景氣度回升。
芯片製程決定了芯片性能，意味著未來手機廠商的爭奪高下之爭已經初步見了分曉，蘋果、華為三星領先，小米等其他廠商只能望塵莫及。
臺積電的狂歡
由於產能有限，據報道蘋果和華為已經包下了臺積電5nm的產能，從下圖也可看出，蘋果與華為的芯片備貨量最高，而高通或許只能等到明年了。
對代工廠來說，這或將是“十年一遇”的機會，而率先突破的臺積電將是此次5G和5nm時代最大的贏家之一。
目前，先進製程的供給端只有臺積電、三星、英特爾。臺積電為先進製程的核心晶圓代工廠，目前 10nm 工藝客戶已經超過 10 家，7nm EUV 客戶至少 5 家（蘋果、海思、高通、三星、 AMD），6nm 客戶除了 7nm EUV 的 5 家還多了博通、聯發科。
因為上述下游需求爆發，臺積電業績大幅超預期：公司在2019年四季度實現收入104億美元，環比和同比均增長10.6%；毛利率高達50.2%，遠超同行業公司。業績增長的主要原因是智能手機旗艦機、高性能計算機及相關應用的需求增長，帶動 7nm 製程訂單大幅增長。
分製程來看，公司晶圓收入中7nm 佔比達到 35%，10nm 佔比 1%，16nm 佔比 20%，先進製程收入佔比合計達到 56%，大幅提升。
2020 年 1 月，臺積電實現營收1036.8億新臺幣(約合人民幣241億元)，同比增長 33%，創下公司 1 月份營收歷史新高。目前公司 7nm 製程產能緊張，5nm 製程也已接受預定，受益於智能手機及物聯網產品出貨量表現強勁，上半年訂單飽和度較高。
臺積電於1987年由半導體教父張忠謀成立， 是全球最大的專職晶圓加工製造的企業，總部位於中國臺灣新竹。
1994年上市至今，臺積電的營收增長55倍，淨利增長39倍，近十年複合增速為11%與9%，遠超同期半導體行業整體複合增速。
臺積電目前在美臺兩地同時上市，其市值從一開始的28.6 億美元上漲至最新交易日的2780億美元（3月16日，下同），市值成長近百倍，成長為臺灣證券交易所市值最大的公司。臺積電近年來各項利潤率指標均保持穩定，公司毛利率、營業利潤率、淨利率在晶圓行業內一枝獨秀。
截止2019年底，公司擁有五座12寸晶圓 廠（Fab 12，14，15，16，18）、七座8寸晶圓廠、一座 6 寸晶圓廠（Fab2）。整體月產能約100萬片，近十年產能利用率高達 95%。不論是產能還是營收規模，都佔據了全球晶圓代工行業的半壁江山。
根據臺積電的規劃，7nm 工藝在2020年營收佔比將提升到 30%，由於5nm5萬片/月產能被預定，臺積電將5nm產能上調至7-8萬片/月。此外，3nm產能將於2020年開工，2021年完成設備安裝，預計2022年底到2023年初量產，2nm工藝研發也已啟動。
基於未來5G和HPC持續對先進製程產生強烈需求的判斷，2020 年，公司計劃資本開支區間在 150-160 億美元區間，創近年來新高，其中，80%的開支會用於先進產能擴增，包括 7nm、5nm 及 3nm。
國盛證券稱，資本開支是創新週期的先行指標，覆盤臺積電二十年成長，每一輪資本開支大幅上調後均有 2-3 年的顯著高增長。歷史上臺積電基本每十年出現一次資本開支躍升，以 2009-2011 年為例，資本開支從 2009 年 27 億美元躍升至 60-90 億美元，此後保持於高位，相應在2011 年率先推出 28nm 製程引領行業實現連續高增長。
憑藉出色的工藝製程，臺積電在過去很多年與蘋果、高通等其核心客戶相伴成長。因此，5G手機未到來，上游代工廠便已受益，也是現階段受益最快、最大的環節。最新交易日，臺積電總市值2709億美元。
先進製程的競爭
對於蘋果、華為、高通等全球重點客戶的爭奪，也導致了晶圓代工廠的排名變動。對於代工廠而言，誰的製程最先進、良率最高、成本最低，誰就能拿下最多的訂單。
根據最新第四季度全球前十大晶圓代工廠排名，臺積電名列第一，三星和格羅方德分別名列第二和第三，中國大陸的中芯國際（00981.SH）排名第五。
在先進製程賽道，由於資金、技術壁壘不斷提高，行業格局逐漸出清，不僅十多年來沒出現新的競爭玩家，而且越來越多的參與者從先進製程中“出局”。
格羅方德在2018年宣佈放棄 7nm 研發，聯電在2018 年宣佈放棄 12nm 以下（即 7nm 及以下）的先進製程投資，因此先進製程的玩家僅剩行業龍頭臺積電、三星、英特爾等，以及處於技術追趕中的中芯國際。
根據拓璞產業研究，2019 年臺積電先進製程市場份額為52%，英特爾約 25%，三星約23%。
一方面，製程提高的成本越來越高，但邊際效應遞減。在14nm 之前，每 18 個月進步一代的製程，性價有 50%的提升，14nm之後邊際效果遞減。據興業證券估算，5nm 的 12寸晶圓每千片月產能需要 3 億美元的資本支出（每片約產出 600-800 顆手機處理器）。這使得先進製程向龍頭集中。
此外，工藝尺寸的升級需要光刻系統配合，7nm 後光刻系統從 DUV 升級至EUV，投資成本急劇增加，例如三星升級7nm 產線Hwaseong 的晶圓廠，單單設備就需要超百億資金：需要8臺 EUV，每套15 億人民幣。
另一方面，先進製程的IC設計費用也越來越高，例如 7nm 芯片設計成本超過 3 億美元，使用7nm製程的華為 mate20 麒麟 980 芯片，由超過 1000 名半導體工程師組成的團隊歷時 3 年時間、經歷超過 5000 次的工程驗證才成功應用。從芯片設計經濟效益看，7nm 是長期存在節點，5nm/3nm 的功耗性能面積成本難達到平衡點，除非有超額的出貨量來均攤成本。
而縱使代價非常高，先進製程提升的腳步也無法停止。根據 ASML 在 2018 年底的預測，先進製程的佔比會迅速提高， 其中部分現有製程的產線通過設備升級成先進製程產線。ASML 預測 2025 年 12 寸晶圓的先進製程佔比會達到 2/3。
在進入先進製程後，三星和英特爾明顯落後於臺積電。
與臺積電相比，三星7nm的產能利用率較低，在量產初期以10K左右的少量量產開始的，初期客戶只有IBM，後來才有了英偉達和高通，三星拿下了高通X60芯片的部分訂單，預計會在明年採用5nm製程生產。
三星的5nm LPE（5nm Low Power Early）工藝原計劃今年上半年投入量產，但從目前的情況來看，量產要等到2021年了。
另一家半導體制造大廠英特爾的 10nm 工藝已經量產，但存在缺貨問題。英特爾預計 2020 年推出 10nm+，2021 年推出 7nm 及 10nm++，2022 年推出 7nm+，2023 年推 出 7nm++。英特爾的晶圓廠主要用於生產自家 CPU，產能不足使得英特爾向臺積電尋求代工的比例越來愈高。
近日，英特爾也承認了自身的落後：英特爾首席財務官喬治·戴維斯坦言，10nm芯片所帶來的利潤收益，將不及22nm，更不及14nm。英特爾稱將在2021年底之前邁入7nm時代。
2007年起，電腦處理器“行業老大”英特爾就定下“Tick-Tock”戰略，嚴格遵循著兩年升級一次處理器芯片架構及製程工藝的計劃。但在10nm製程上，英特爾進度緩慢，不僅市場份額下滑，也影響了英特爾整體的表現。
據Steam硬件調查報告統計的數據，從2018年9月到2020年2月，英特爾電腦處理器的市場份額呈下跌態勢，從83.5%下降到了78.1%。
2019年4月，臺積電市值超過英特爾，位列全球半導體行業第一位。
興業證券表示，2020 年半導體市場進入復甦週期，疊加半導體產業鏈逐步向國內轉移，中國大陸的晶圓代工廠（如中芯國際）行業地位與能力有望持續提升。
中芯國際成立於2004年，是目前大陸最大的晶圓代工廠，目前14nm產品少量出貨，12nm處於客戶導入階段，7nm處於客戶產品認證期，預計 2020 年第四季可以看到小量產出。也就是說，在技術節點上，中芯國際有希望領先英特爾。
中芯國際於 2015 年開始研究 14nm 製程，良品率已經達到 95％，2020 年 2 月，中芯國際從臺積電手裡搶下了華為海思的 14 nm 訂單，這被視為中芯國際製程開始逐漸追趕主流的信號。
但中芯國際 14nm 的產能非常有限，目前產能在 1000 片晶圓左右，財報顯示，其第一代 FinFET 14nm 只能貢獻 1% 的營收，目前主要的收入來源還是 55nm 及以上，量產最先進的 28nm 工藝佔比只有 4.3%。
為了追趕，中芯國際也投入了大量資金購置設備。2月19日，花費6.01億美元向泛林團體購刻蝕設備；3月2日，花費5.43 億美元向東京電子集團購買設備；3月4日，中芯國際從荷蘭進口的大型光刻機進入口岸，中芯國際稱，生產線擴容後全年預計可增加 10% 左右的營收。
中芯國際此次可謂下了“血本”，其財報會議上披露， 2020 年晶圓代工預計資本支出約為 31 億美元，主要用於建造中芯南方 12 英寸晶圓廠的設備和設施，而整個 2019 年中芯的營收為 31.2 億美元。
方正證券指出，半導體終端產品需求受到 5G、AI 及 HPC 拉動，已處於上行週期。國產晶圓代工當前受益於上半年 5G 相關產品備貨，疊加國產轉單影響， 景氣度顯著提升，中芯國際先進製程迭代持續加速，與世界第一梯隊的技術差距不斷縮小， 技術加速突破，打開了估值提升的空間。
最新交易日，中芯國際總市值615億。
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