海外AI研究系列（四）：台积电深度报告：如何看全球AI引擎

领航全球芯纪元，四十年铸就晶圆代工龙头。台积电是全球首家的集成电路晶圆代工厂，也是目前最大的晶圆代工公司，其主要业务包括晶圆制造、封装、测试和技术服务。台积电市场份额稳定在60%左右，以先进的制造技术和持续的创新能力闻名于国际市场，稳居行业第一。公司现无实际控制人，花旗银行作为公司第一大股东，托管台积电美股投资者的股份共计20.50%。随着人工智能和高性能运算需求的增长，2024年台积电营收和净利稳步提升，重回高增长。2024前三季度公司实现营收640亿美元，同比增长31.9%；归母净利润为252亿美元，同比增长33%；2024年11月，台积电单月营收85亿美元，同比增长34%。 先进代工与先进封装双轮驱动，AI引领半导体进入新纪元。全球晶圆代工市场规模高速增长，TechInsights预计2023-2028年均复合增长率将达到12.24%，近几年来中国年复合增长率超过全球年复合增长率，拥有较大发展潜力。全球晶圆代工头部集中特点明显，2024Q3全球前五家晶圆代工厂总市场份额占比高达92%，其中台积电以64%占据首位，TrendForce预计2025年台积电市占率将达到66%。制程工艺持续演进，行业巨头竞争激烈，有望在2025年迈入 2nm 制程。同时，随着摩尔定律放缓，制程微缩面临巨大挑战，先进封装技术成为 2nm 制程竞争的关键。AI服务器和高性能计算（HPC）需求强劲，推动晶圆代工行业的先进制程技术、封装技术的升级迭代。 台积电先进制程与先进封装持续突破创新，全球范围积极扩厂。台积电作为行业龙头，领先行业先进制程和先进封装技术水平，有望在2025年率先突破2nm 制程工艺，相比N3E， N2 的密度提高15%，在相同功耗下，性能提升10%到15%；而在相同速度下，功耗降低25%到30%，实现突破性进展。3DFabric封装技术持续演进，台积电预计2025至2026年可支持5.5倍光罩尺寸，CoWoS和SoIC结合实现异质整合。同时，台积电正全球范围内大规模建厂，据台媒《经济日报》报道称，2025年包含在建与新建厂案，台积电海内外建厂总数将达10个。 投资建议：台积电作为全球晶圆代工行业的龙头公司，稳居半导体行业首位，在高研发投入与长期技术领先优势的双重作用下，公司有望在 3nm 制程工艺继续领跑， 2nm 持续领先，在先进制程业务带来持续成长动力的同时，公司的其他业务板块如先进封装也在高速增长。展望未来，公司业绩有望持续提升，建议积极关注。 风险提示：地缘政治与市场的风险；行业竞争格局变化的风险；产品研发进度放缓的风险；下游需求恢复不及预期的风险。 重点公司盈利预测、估值与评级 1领航全球芯纪元，四十年铸就晶圆代工龙头 1.1台积电：从新竹迈向世界的半导体代工龙头 台积电是全球首家集成电路晶圆代工厂，也是目前市场份额最大的半导体晶圆制造公司，其主要业务包括晶圆制造、封装、测试和技术服务。台积电以先进的制造技术和持续的创新能力闻名于国际市场，为众多IC设计公司提供先进工艺服务。根据Counterpoint公布的数据，2024年第三季度台积电市场份额为64%，远超排名第二的三星（12%），在半导体产业发展中扮演重要角色。2023年，台积电为528家客户提供服务，生产了1万余种产品，覆盖高效能运算、智能手机、物联网、车用电子与消费性电子产品等终端市场的各种应用。 图1：台积电五大平台 台积电深耕集成电路晶圆代工领域已近40年，不断追求技术上的创新与突破。台积电成立于1987年，当时任美国通用仪器首席运营官的张忠谋受中国台湾邀请，回中国台湾省担任工业技术研究院院长。张忠谋带领工研院与荷兰飞利浦、中国台湾省等各方面合作投资筹组成立全新的一家半导体晶圆制造厂——台湾积体电路制造股份有限公司，由张忠谋出任首任台积电董事长。创立台积电的初衷是通过建立专业的晶圆代工厂，推动中国台湾地区半导体产业的发展，从而改变中国台湾在半导体领域的弱势地位。1994年，台积电在中国台湾证券交易所上市，股票代码为2330.TW。1997年，台积电在纽约证券交易所上市，股票代码为TSM。 1999年，台积电推出了0.18微米制程工艺，这是当时全球最先进的半导体制造技术之一。2011年，台积电率先宣布进入28纳米制程时代。2015年，台积电成为全球首家量产16纳米FinFET技术的公司，在高性能计算和移动设备市场继续保持领先地位。2016年，台积电率先推出10纳米制程工艺。2018年，台积电实现7纳米制程工艺量产，成为全球市场份额最大的芯片制造商。2020年，台积电成为全球首家量产5纳米制程工艺的公司。2021年，台积电发布第5代CoWoS技术，芯片性能大幅提升。2022年，台积电领先业界成功量产3纳米制程工艺。 2023年，台积电N3E投入量产，进一步改善能耗。2024年，台积电在美国亚利桑那州、日本熊本县以及德国分别投入建设Fab，持续扩产。同时，台积电预计于2025年第四季度实现2纳米制程芯片的量产，这将会是芯片史上的又一次技术革新。 图2：公司发展历程 台积电提供全面的集成电路制造服务，包括领先的先进制程技术、特殊制程技术、先进光罩技术、TSMC 3DFabric ® 先进封装与硅堆叠技术服务、优异的量产能力与品质，以及完备的设计生态系统。作为全球最大的晶圆代工厂，台积电不断研发和推出更先进的半导体制造工艺节点，持续生产性能更高、功耗更低的芯片，其产品被广泛应用于高性能计算、移动设备、人工智能、汽车电子等领域。除了标准的CMOS工艺，台积电还提供各种特殊技术服务，包括MEMS（微机电系统）、RF（射频）和高压工艺等，满足物联网（IoT）、5G通信、汽车电子等不同应用领域的需求。台积电还提供芯片封装和测试服务来提高芯片性能和功能密度，例如先进的2.5D和3D封装技术，以满足客户对高性能和小尺寸芯片的需求。公司重视研发投入，持续创新，不断提升制造工艺和技术能力，在全球各地设有研发中心，致力于开发下一代半导体技术。台积电凭借其先进的技术和卓越的制造能力，成为全球半导体产业的重要推动力量。 1.2无实际控制人的半导体代工领军者 在台积电2023年报中公布的主要股东里，排名第一的为美国花旗托管台积电存托凭证专户，持股比例为20.50%。其次为中国台湾“行政院国家发展基金管理会”，持股比例为6.38%；花旗中国台湾商业银行受托保管新加坡政府投资专户，比例为3.15%；花旗中国台湾商业银行受托保管挪威中央银行投资专户，持股比例为1.70%；新制劳工退休基金，持股比例为1.31%；摩根大通银行台北分行，代管先锋集团旗下的先锋星系列基金中的先锋总国际股票指数基金，持股比例为1.26%；摩根大通银行台北分行，代管先锋集团旗下的先锋国际股票指数基金系列中的先锋新兴市场股票指数基金，持股比例为1.11%；元大宝来中国台湾前50大ETF，持股比例为0.94%；渣打托管ishares新兴市场ETF，持股为0.86%；剩下0.65%为富邦人寿保险股份有限公司董事长Howard Lin持有。 尽管持股比例排名第一，花旗银行并不是台积电的大股东，而是负责台积电在美国纽约证券交易所发行的存托凭证（ADR）的交易和结算。根据美国证券法律规定，美国以外注册的企业只能通过ADR方式进入美国资本市场，花旗银行作为存券银行，负责ADR的注册、过户、保管和清算，并向持有者派发美元红利或利息，代理行使投票权等股东权利。花旗银行托管了来自台积电美股投资者的股份，这些投资者来自世界各地，持股非常分散，总计持有台积电20.50%的股份。因此，花旗银行实际上不会对台积电的生产经营产生影响。 图3：公司股东股份占比 台积电董事会由十名杰出成员组成，他们在各自领域拥有丰富的经验。台积电的董事会成员通过严格的选拔流程进行提名，因此董事会成员必须拿出绩效，确保股东权益，才能得到投资人的支持。董事会成员拥有行业、学术界和法律领域的技能、经验和背景，分别来自中国台湾、欧洲和美国的世界级企业，具备丰富的管理经验，其中独立董事7位，占比70%。 表1：公司股东会介绍 1.3AI引领增长，24Q3营收创历史新高 营收净利稳步提升，24Q3营收创历史新高，重回高增长。2019-2023年，公司营收整体呈现上升趋势，从358亿美元增长至706亿美元，期间CAGR达18.5%。公司净利润呈上升趋势，由2019年的118亿美元大幅增长至2023年的278亿美元，期间CAGR为23.8%。尽管2023年受全球宏观经济状况疲软以及高通胀和高利率加剧的影响，全球半导体库存调整周期延长，导致台积电的营收和利润下滑，但随着人工智能和高性能运算需求的增长，2024年台积电营收和净利稳步提升，重回高增长。2024年前三季度营业收入为640亿美元，同比增长31.9%； 归母净利润为252亿美元，同比增长33%。2024年10月，台积电单月营收98亿美元，同比增长29%，环比增长创年度新高，达到25%。根据台积电2024年10月17日在官网披露的第三季度会议纪要显示，由于AI相关数据中心需求强劲，AI算力需求蓬勃增长，台积电预计2024年AI应用处理器收入将超三倍增长，达到总收入占比中十位数（Mid teen）。同时，台积电预计，2024年半导体行业（不含存储）增速约10%，全年公司收入将增长近30%（以美元计算）。 图4：2019-2024Q1-Q3公司营收（亿美元）及增速 图5：2019-2024Q1-Q3公司净利润（亿美元）及增速 分应用领域看，各应用领域产品在收入中的占比相对稳定，高效能运算占比持续增长。台积电主要收入来源为智能手机和高效能运算，2019年以来占比稳定在79%以上。从台积电2024年第三季度按平台分类的收入分布情况来看，高效能运算（HPC）平台贡献最大，占总收入的51%，从2019年到2024年第三季度，该部分的收入占比持续上升，从30%持续增长至51%。智能手机（Smartphone）平台贡献第二，占总收入的34%、物联网（IoT）和车用电子（Automotive）各占总收入的7%和5%、消费性电子（DCE）和其他（Others）共占总收入的3%。 从季度环比增长率来看，物联网（IoT）增长最快，季度增长率为35%；高效能运算（HPC）平台季度增长率为11%、智能手机平台季度增长率为16%、汽车平台季度增长率为6%、其他平台季度增长率为8%，而数字消费电子（DCE）平台季度增长率下降19%。 图6：2019-2023公司营收占比（按平台分） 图7：2024年第三季度公司营收占比（按平台分） 从制程来看，先进制程贡献主要收入， 3nm 制程芯片交付进一步扩大先进制程占比。台积电不断研发和推出更先进的半导体制造工艺节点，性能更高、功耗更低的芯片在收入中占比不断攀升。自2020年台积电推出 5nm 制程工艺，该制程营收占比逐年上升，从2020年的8%增长至2023年的33%，成为目前台积电收入占比最大的制程工艺。随着2023年台积电量产 3nm 制程工艺，该制程在收入占比中迅速增长，从台积电2024年第三季度披露的不同制程工艺技术对总收入的贡献比例来看， 3nm 制程收入贡献仅次于 5nm 制程（32%），占总收入的20%，已经超越占比17%的 7nm ； 16nm 和 28nm 各占8%和7%、 40/45nm 占4%、65nm 占4%、0.15/0.18um占4%、0.11/0.13um占2%、 90nm 和0.25um及以上各占1%。 图8：2019-2023公司营收占比（按制程分） 图9：2024年第三季度公司营收占比（按制程分） 分地区看，美国主营业务收入居首位且增长趋势显著，中国大陆业务自2021年再度回升。2023年，中国台湾、中国大陆和美国在台积电主营业务收入中的占比分别为6.96%，12.41%和65.23%，是台积电业务最大的三个市场。其中美国区域占比从2019年到2023年复合年增长率达22.3%。此外，台积电盖厂全球多点开花，