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財團法人海峽交流基金會

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全球半導體動向觀察◆文/高仁山(元智大學管理學院兼任副教授)

隨著5G通訊、人工智慧、物聯網等新興科技的發展,未來10年內半導體的需求將大幅增加;其中,5G通訊技術的商業化進程加速,帶動低軌衛星、智慧手機、智慧城市、無人機、電動車及車聯網等迅速發展,這是半導體產品貢獻全球經濟增長的重要部分;近期興起的人工智慧和機器學習的普及,需要大量運算能力支撐,進一步拉動半導體供應鏈需求的成長。電子時報Digitimes調查,全球半導體市場的銷售額由2022年5,800億美元增至2030年近1兆美元,2021到2030年銷售額年均複合成長率(CAGR)達7%。

全球科技競逐日益激烈

2018年美中貿易戰持續擴大,加上過去3年多來的新冠疫情肆虐,全球供應鏈不穩,加以俄烏戰爭,將世界局勢推向緊張邊緣。在國家安全、產業供應鏈韌性及地緣政治風險升高的狀況下,世界主要科技強國都加強佈建供應鏈重組或新建半導體產業鏈。

美國國會於2021年提出《晶片與科學法案》(CHIPS Act),並於2022年8月美國總統拜登簽署生效,包括390億美元租稅優惠和投資獎勵措施,用以支持美國本土半導體產業的研發生產,鼓勵本國或外國廠商在美國建立新的晶片製造廠。獲補貼或獎勵廠商,10年內禁止在中國大陸和俄羅斯設立低於28奈米製程的先進半導體廠,故該法案也被視為對付俄中、阻礙其半導體研發、產業發展,以及成品用於軍事用途。

美國成立CHIP 4聯盟,將臺灣、日本、韓國組成一個強大的半導體產業供應鏈聯盟,促使臺日韓等半導體技術領先國家到美國設廠。美、日及荷蘭已達成協議,聯手限制高階及中階的半導體製程設備輸往中國大陸。荷蘭ASML是全世界唯一有能力製造用於14奈米以下先進製程EUV極紫光曝光機的廠商,該舉實質上封殺中國大陸半導體產業在高階製程的發展。

美扶植半導體 應對中國大陸威脅

美國晶片法案立法後,有能力進行先進製程投資的廠商動態備受關注,包括臺灣的「台積電」、韓國三星、美國英特爾以及日本高階晶片國家隊Rapidus。「台積電」除擴張在臺灣本土的先進成熟產能外,亦在美國亞利桑那州菲尼克斯市建立一座5奈米晶片製造工廠,總投資額約為120億美元,預計在2023年投產,是臺灣企業在美國投資建廠的最大案例,也是「台積電」進一步擴大在美國投資的重要里程碑。此外,「台積電」也在日本筑波設立研發中心,並於熊本興建第一座晶圓廠。亦有消息指出,「台積電」也將在德國的德瑞斯登興建晶圓代工廠,唯德國政府補助金額尚未明朗化,尚待觀察。

美國Intel公司則於2021年宣布在美國俄亥俄州建立新的晶片製造廠,總投資額估計超過200億美元。新工廠被稱為「Intel Foundry Services Campus」,預計聘用超過3,000名員工,該工廠將專注於生產晶片的高端產品,包括3D晶片和5G射頻模組等。2022年3月,英特爾也宣布在德國建立晶片製造廠,作為在歐洲投資880億美元計畫的一部分,這項計畫包括擴大英特爾在愛爾蘭晶片廠,以及在法國建立晶片設計和研究設施,並在義大利建立晶片封裝廠。

日本打造「臺美日大戰略」 南韓祭出「半導體20年大計」

日本方面,憑藉半導體材料與製程設備上的優勢,積極擴大對國內材料業者的補助,旨在維持其在半導體產業的優勢地位,打造未來10年的「臺美日大戰略」。結合8家主要日本公司的支持,包括電裝(Denso)、東芝記憶體、三菱日聯銀行、NEC、NTT、軟銀、索尼和豐田,並由國家出資700億日圓,共同成立次世代先進半導體公司Rapidus,實現產業的整合與發展。Rapidus預計於北海道千歲市設廠,目標於 2025 年開始試產,於2027年達到2奈米先進製程工藝,並於 2025至2030之間正式量產化,日經新聞報導,從研發階段到量產,投資規模將達到5兆日圓。

為因應「台積電」的競爭,南韓科技巨擘三星集團也啟動了「半導體20年大計」。三星於2011年11月宣佈投入170億美元在美國德州興建最先進的半導體廠,力爭2024年下半年投入先進製程晶片量產行列。三星集團也預計投入2,300億美元在首爾郊區打造全球最大的半導體園區,三星規劃在20年內興建5座晶圓廠。

半導體產業是高度技術集中、專業分工,鉅額且長期投資的資本密集與腦力密集產業。半導體產業供應鏈的各個環節 — 晶片設計、設備製造商、半導體材料、晶圓代工以及封裝測試等均由領域內最專業的少數幾家公司主導。誠如晶圓代工產業教父,「台積電」創辦人張忠謀博士所說,「台積電」到美國投資設廠,有它的特殊考量,在美國晶片代工的成本比臺灣高出至少50%,「現在晶片生產集中在幾個國家,是因為最有成本效益,至於美國的競爭優勢在於設計端與設計服務公司端,設計業必須貼近市場,也是設計公司都在美國的原因」;臺灣半導體產業發展的核心要素,絕對不是單純的建廠複製,包含許多層面的充分必要條件。

20世紀80年代開始,半導體產業一直都是臺灣經濟的重要支柱,臺灣更是全球半導體產業供應鏈中關鍵一員,政府不僅主導半導體產業的發展,更投入大量資金和人力進行技術研發和人才培養,這些努力為臺灣半導體產業的發展打下厚實基礎。

從產業鏈觀點來看,IC設計業是半導體產業的開端,它決定了晶片的功能、性能和成本等因素。臺灣的IC設計在全球排名第2,僅次美國,佔全球IC設計營收超過20%。在晶圓代工方面,臺灣半導體產業在技術上佔有明顯優勢,不僅晶圓代工成熟製程佔有優勢,在製程技術、研發投入、設備更新等方面都處於世界領先地位。

落實普世價值 強化臺灣競爭優勢  

臺灣半導體產業在國際競爭表現突出,除市場競爭與技術研發能力外,自由、民主、人權、法治等普世價值觀也對臺灣半導體產業的發展非常關鍵。半導體產業的高度專業和知識密集型特徵需要依賴公平競爭和知識產權保護的法律和制度環境,這些價值觀的保障也需依賴產業的支持和發展,政府、社會界和產業界需共同努力,持續提升半導體產業發展和自由、民主、人權、法治等價值觀之間的聯繫和協同作用,才能促進產業的長期穩定發展和國家整體的繁榮進步。

總體而言,臺灣半導體產業在全球市場擁有強大的競爭力,除在於完整的半導體產業鏈群聚及強大的研發能力外,普世價值觀的落實也是半導體產業發展重要的核心要素。

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