รู้จัก TSMC ผู้ผลิตชิปให้ Apple บริษัทนี้ใหญ่แค่ไหนในวงการผลิตชิป

ในวงการอิเล็กทรอนิกส์แล้ว ชิปสำหรับการประมวลผลในอุปกรณ์เรียกได้ว่าเป็นหัวใจของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้น และถ้าผู้อ่านติดตามข่าว Apple อยู่ในช่วงหลัง จะพบว่า Apple เริ่มออกแบบชิปเองมาตั้งแต่ iPhone 4 ที่ใช้ชิป Apple A4 ขยายมาจนถึงล่าสุดที่ Apple เลือกนำชิป Apple M1 ที่ออกแบบเองมาใส่ใน Mac แล้ว เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพตามที่ Apple ต้องการ

TSMC Fab 16 ภาพจาก TSMC Press Center

งานหลักของ Apple คือการออกแบบชิปเท่านั้น และเมื่อออกแบบเสร็จแล้วก็ต้องมีผู้ผลิต ซึ่ง Apple ไม่ได้ทำเอง โดยมาก Apple จะจ้างบริษัทอื่นให้เป็นผู้ผลิตชิปให้ ซึ่งก่อนหน้านี้ Apple มักจะเลือก Samsung ให้เป็นผู้ผลิตชิปเจ้าหลัก แต่หลังจาก Apple เริ่มมีคดีฟ้องร้องกับ Samsung ก็เริ่มลดการพึ่งพากับพาร์ทเนอร์จากเกาหลีด้วยการสั่งชิปน้อยลง แต่บริษัทที่จะผลิตชิปจำนวนมหาศาลให้ Apple ได้ ถ้าไม่ใช่ Samsung ก็เหลืออีกเพียงไม่กี่บริษัทในโลก และหนึ่งในนั้นคือ TSMC

* หมายเหตุ: ชิปในผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้นของ Apple มีหลายส่วน แต่บทความนี้เราจะพูดถึงชิปที่เป็นหน่วยประมวลผลกลางจำพวก A-Series หรือ M-Series เป็นหลัก

TSMC คือใคร

TSMC ย่อมาจาก Taiwan Semiconductor Manufacturing Company เป็นบริษัทผลิตชิประดับโลกที่รับงานผลิตชิปมาจากบริษัทอื่นจำนวนมาก ธุรกิจหลักของ TSMC เริ่มต้นจากการผลิตชิปที่รับงานจากบริษัทอื่นมาผลิต ไม่ออกแบบชิปเอง ซึ่งโมเดลการดำเนินธุรกิจแบบนี้เรียกว่า pure-play

TSMC ก่อตั้งขึ้นที่ Hsinchu Science Park บนเกาะไต้หวัน โดยนักธุรกิจชาวไต้หวัน Morris Chang ในปี 1987 ซึ่งแทบจะเรียกฉายาเขาว่าเป็น “ผู้ก่อตั้งอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์แห่งไต้หวัน” เลยก็ว่าได้ TSMC ในยุคแรก ๆ จะเน้นงานผลิตชิปแบบไม่ซับซ้อน ในยุคที่การผลิปชิปยังราคาถูกมาก และ TSMC ไม่ออกแบบเองเลย (มีโรงงานแต่ไม่มีดีไซน์)

ในปี 2019 บริษัท TSMC มีผลิตภัณฑ์กว่า 10,761 แบบ, ใช้เทคโนโลยีที่แตกต่างกัน 272 แบบ และมีลูกค้ากว่า 499 รายทั่วโลก ผลิตภัณฑ์มีครอบคลุมทุกกลุ่มตั้งแต่คอมพิวเตอร์, การสื่อสาร, สินค้าอุปโภคบริโภค, สินค้าอุตสาหกรรม, อุปกรณ์เคลื่อนที่, ระบบคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูง, อิเล็กทรอนิกส์อัตโนมัติ และ Internet of Things หรือ IoT

หนึ่งในลูกค้าที่ออกแบบชิปเองโดยไม่มีโรงงานและมาจ้าง TSMC ผลิตในยุคก่อนคือ NVIDIA ที่ก่อตั้งโดย Jensen Huang วิศวกรชาวไต้หวันที่ไปเรียนที่อเมริกา ตอนนั้น NVIDIA ยังเป็นสตาร์ทอัพอยู่ แน่นอนว่าไม่มีเงินไปสร้างโรงงานเองแน่ ๆ (มีดีไซน์แต่ไม่มีเงินไปตั้งโรงงาน) โมเดลแบบนี้เรียกว่า fabless

ส่วนลูกค้า fabless รายสำคัญของ TSMC ในปัจจุบัน คือ Apple (มีดีไซน์ มีเงิน แต่ไม่ตั้งโรงงานเอง) ที่ออกแบบชิปตั้งแต่ A-Series ใช้ใน iPhone/iPad, S-Series ที่ใช้ใน Apple Watch, H-Series ใช้ใน AirPods ไปจนถึง M-Series ที่กำลังเริ่มใช้ใน Mac แล้ว ซึ่ง Apple เองก็จ้าง TSMC เป็นหลักในช่วงหลัง (มี Samsung บ้าง)

TSMC ในช่วงหลังเติบโตเร็วมาก จากบริษัทรับผลิตชิปแบบไม่ซับซ้อนกลายมาเป็นบริษัทที่มีเทคโนโลยีผลิตชิปแถวหน้า ปัจจุบันเป็นหนึ่งในบริษัทที่ใหญ่ที่สุดของไต้หวัน, เป็นบริษัทไต้หวันแห่งแรกที่สามารถนำหุ้นเข้าเทรดในตลาดหลักทรัพย์นิวยอร์กหรือ NYSE และเป็นบริษัทที่มีส่วนในการทำให้ไต้หวันเติบโตมาจนทุกวันนี้ไม่น้อยเลยทีเดียว (อีกบริษัทที่ขนาดใหญ่มากในไต้หวันคือ Hon Hai Precision Industry ที่เรารู้จักกันในนาม Foxconn หรือบริษัทตั้งโรงงานผลิต iPhone ซึ่งถ้ามีโอกาส ทีมงาน MacThai จะเล่าเรื่องของ Foxconn ต่อไป)

โมเดลธุรกิจของ TSMC จะต่างจาก Intel มาก ในขณะที่ TSMC เป็นบริษัทผลิตชิปให้คนอื่น แต่ Intel เป็นโรงงานผลิตชิปประเภทออกแบบยันตั้งโรงงานผลิตเอง เรียกว่าเป็น IDM อดีตเป็นโมเดลที่ใช้กันหลายเจ้า เช่น Intel, AMD, IBM, Motorola

Intel เติบโตมากับคอมพิวเตอร์ยุคหลัง แต่การเติบโตของ Intel นี้เองก็เป็นกับดับหนึ่งที่ทำให้บริษัท “หลุด” เทรนด์ของยุคถัดมาอย่างโทรศัพท์มือถือไปอย่างน่าเสียดาย เพราะ Intel ติดกับความสำเร็จในยุคก่อนและคิดจะนำมาใช้กับยุคโทรศัพท์มือถือ (ซึ่งแน่นอนว่าตอนนี้พับเสื่อยอมแพ้ไปแล้ว)

การหลุดเทรนด์มือถือเป็นแค่ส่วนหนึ่งเท่านั้น แต่เป็นส่วนใหญ่มากที่ Intel ต้องเสียให้กับบริษัทอื่น ๆ รวมถึง TSMC ไปอย่างน่าเสียดาย

โรงงาน TSMC Fab 5 ใน Hsinchu Science Park ภาพจาก Wikipedia

โรงงานผลิตชิป รวยอย่างเดียวสร้างไม่ได้ ต้องรวยมาก ๆ ด้วย

ตามกฎของมัวร์ที่ทราบกันดีว่าทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นราว 2 เท่าในทุก ๆ 2 ปี และข้อแรกนี้เองที่ทำให้เทคโนโลยีการผลิตชิปต้องพัฒนาตามไปด้วย เพื่อลดอัตราความเสียหายในขั้นตอนการผลิต (ทรานซิสเตอร์ยิ่งเล็ก ยิ่งต้องใช้เครื่องมือที่ละเอียดมากขึ้น) ทำให้มีกฎของมัวร์ข้อสองที่ว่า “โรงงานจะผลิตชิปจะราคาแพงขึ้น 2 เท่าในทุก ๆ 4 ปี

การผลิตชิปในอดีตเป็นเรื่องง่าย เทคโนโลยียังไม่ต้องละเอียดซับซ้อนมาก แต่จากกฎของมัวร์ข้อที่สองทำให้ระหว่างทางมีบริษัทที่ไปต่อไม่ไหวอยู่เรื่อย ๆ บริษัทเหล่านี้จะเริ่มทยอยถอนตัวออกจากการผลิตชิปแถวหน้า ไม่ว่าจะเป็น AMD ที่แยกธุรกิจโรงงานผลิตชิปออกไปเป็น GlobalFoundries แล้วตัว AMD เองเป็น fabless เต็มตัว, IBM ขายโรงงานผลิตชิป เป็นต้น

เรียกได้ว่าวงการนี้โหดและหินมาก บริษัทผลิตชิปแถวหน้าทุกวันนี้จึงเหลืออยู่แค่ไม่กี่รายที่ต้อง “ใหญ่” และ “รวย” พอที่จะตั้งโรงงานผลิตชิปด้วยเทคโนโลยีล่าสุดได้ แถมยังต้องออกแบบกระบวนการผลิตอย่างรัดกุมด้วย (ถ้าดีไซน์ผิดทีนึงถอยลำบาก เพราะค่าตั้งโรงงานแพงมาก และอาจโดนคู่แข่งแซงได้ง่าย ๆ) อย่างเช่นเทคโนโลยี 10 นาโนเมตรก็เหลือแค่ Intel, Samsung และ TSMC

* หมายเหตุ: โมเดลธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ของ Samsung มีทั้งรับจ้างผลิตจากบริษัทอื่นและผลิตเองด้วย รวมถึงมีการนำรายได้จากธุรกิจอื่นมาเสริมธุรกิจเซมิคอนดักเตอร์ของตัวเอง จึงแตกต่างจากบริษัทที่อยู่ได้ด้วยโรงงานเซมิคอนดักเตอร์โดยตรงอย่าง Intel หรือ TSMC มาก

จากค่าตั้งโรงงานผลิตชิปที่แพงมาก ถ้าปริมาณการผลิตไม่มากพอ การจ้างผลิตดูจะเป็นทางออกที่ดีที่สุดสำหรับยุคปัจจุบัน ทั้งนี้ยังไม่นับเรื่องผู้เชี่ยวชาญที่ในวงการนี้มีจำกัด และเครื่องมือบางชิ้นที่มีกำลังการผลิตจำกัดมากระดับที่ต้องต่อคิวกันซื้อ ก็ทำให้บริษัทที่ไม่มีโรงงานผลิตชิปเป็นของตัวเองเลยและจะเริ่มต้นตั้งโรงงานผลิตชิปจากศูนย์ในวันนี้คงไม่ใช่เรื่องง่ายแน่ ๆ แม้จะมีเงินสดมากเต็มมือก็ตามที (ถ้าพูดในมุมของนักธุรกิจ แทนที่จะเริ่มต้นจากศูนย์ เอาเงินส่วนนี้ไปลงทุนธุรกิจอื่นที่ไม่ได้มีต้นทุนสูงลักษณะนี้น่าจะได้ผลตอบแทนเยอะกว่าแน่ ๆ)

บทความนี้สรุปเรื่องย่อสำหรับ Intel กับ TSMC มาให้คร่าว ๆ แต่สำหรับผู้ที่สนใจเรื่องการผลิตชิปและการความผิดพลาดของ Intel สามารถอ่านเพิ่มเติมได้จากซีรีส์บทความ “เกิดอะไรขึ้นที่ Intel” บน Blognone ทั้งหมด 3 ตอนนี้

Intel Fab 42 ใน Arizona ภาพจาก Intel Newsroom

TSMC ยังไปต่อได้อีก แต่หนทางก็ไม่ง่ายขนาดนั้น

โมเดลรับผลิตชิปจากบุคคลภายนอกของ TSMC เป็นโมเดลที่ใช้งานได้ดีในปัจจุบัน และดูเหมือนว่าในอนาคต เทรนด์ที่กำลังมาอย่างรถยนต์ไฟฟ้าก็ยิ่งต้องการชิปมากขึ้นอีก ทำให้โมเดลการผลิตแบบ TSMC ยังคงเดินต่อไปได้อีกไกล

นอกจากเทรนด์ใหม่ ๆ แล้ว เทรนด์อุปกรณ์เดิมอย่างคอมพิวเตอร์ใน Data Center ที่ปัจจุบันใช้ชิป Intel ก็ดูเหมือนว่าเจ้าใหญ่อย่าง AWS ก็เริ่มหันมาออกแบบชิปใช้ใน Data Center ของตัวเองแล้ว หรือแม้กระทั่ง Apple ก็เริ่มหันมาออกแบบชิป Apple M1 ใช้กับ Mac เช่นกัน เรียกได้ว่าเทรนด์อุปกรณ์เดิม ผู้ผลิตก็เริ่มผลิตชิปเองแล้ว และแน่นอนว่าเป็นภัยคุกคามต่อ Intel ซึ่งเป็นผู้ผลิตและขายชิปเป็นธุรกิจหลักอย่างเลี่ยงไม่ได้ โมเดลธุรกิจ IDM ของ Intel จึงเริ่มเข้าสู่ขาลงแล้ว ประกอบกับคู่แข่งตลอดกาลอย่าง AMD ที่ตอนนี้กลับมาอีกครั้งอย่างไฉไล ทำให้ Intel เหมือนโดนรุมจากทุกด้าน

Pat Gelsinger ภาพจาก Intel Newsroom

ทุกอย่างดูสดใสสำหรับ TSMC แต่สิ่งที่น่ากังวลอย่างหนึ่งคือ Intel เองที่โดนแย่งส่วนแบ่งมาตลอดเริ่มตื่นแล้ว ล่าสุดซีอีโอคนใหม่ Pat Gelsinger (ซึ่งเป็นลูกหม้อของ Intel มากว่า 30 ปี แต่ย้ายไปอยู่กับ VMware และเพิ่งโดนดึงตัวกลับมาหมาด ๆ) ประกาศทิศทางของบริษัทชัดเจนแล้วว่าจะเป็น IDM 2.0 คือรับจ้างผลิตชิปจากบริษัทอื่นประกอบกับการทำชิปของตัวเองไปด้วย และ Intel ก็จะจ้างบริษัทอื่น ๆ ผลิตชิปด้วยเช่นกัน (พูดชื่อเลยว่ามี TSMC และ GlobalFoundries ด้วย) – Blognone

เหตุที่ Intel ตื่นแล้วนี่เองที่เป็นจุดน่ากังวลสำหรับ TSMC เท่ากับว่าบริษัทมีคู่แข่งเทคโนโลยีใกล้เคียงกันเพิ่มขึ้นมาอีก 1 ราย ที่สำคัญคือ Intel แม้จะโดนรุมและพลาดตลาดสำคัญในช่วงหลัง แต่ก็ยัง “รวย” และมีเงินสดในมือพอที่จะตั้งโรงงานผลิตใหม่ รวมถึงการนำกำลังการผลิตที่มีเหลืออยู่ออกมาทำเงิน ก็ทำให้ Intel เอง ณ ตอนนี้ดูจะเป็นคู่แข่ง TSMC ที่มีศักยภาพที่สุด

ที่มา – Investopedia, TSMC News, TSMC Company Profile