台灣半導體產業如何在中美夾殺中生存

一、   美國硬吃台積電 

  半導體產業對台灣的經濟十分重要，根據工研院產業趨勢與經濟研究中心（IEK）統計，2020年台灣IC業產值達3.2兆台幣　成長20.9% 。由於物聯網普及，人工智慧（AI）技術成熟，再加上第五代行動通訊（5G）的商用展開之下，全球半導體缺貨嚴重，半導體產業成長強勁，台灣半導體產業的競爭力強大，持續成為台灣整體經濟成長的重要支柱。由於半導體產業對台灣十分重要，政府應提出協助半導體工業發展的策略，我們都知道台積電與韓國三星公司都是世界超級大廠，但三星公司有受到韓國政府的協助，台灣的台積電卻受到美國政治壓力，影響經營。在中美貿易戰下，美國亟欲打擊中國供應鏈並建立新供應鏈。台灣沒有太多選擇，未來將是美國主導供應鏈的主要成員，也勢必逐漸淡出中國供應鏈。失去中國大陸市場的台灣半導體產業，長期看來將會面對艱困的生存戰。    

    台灣半導體產業鏈已逐漸完備，在各領域的代表性公司除台積電、聯電之外，還包括日月光控股、聯發科、群聯、穩懋、旺宏、華亞科、南亞科等，攜手為台灣締造出傲人的兆元產值。此外，隨著個人電腦快速成長，負責資料處理及運算的「動態隨機存取記憶體」（DRAM）需求大增，政府因此在1990年委託工研院執行「次微米計畫」，以4年半的時間發展出8吋晶圓0.5微米的製程技術，讓台灣躋身世界半導體技術的領先群。台灣發展積體電路技術以來，垂直分工與產業群聚的特色，使得台灣擁有彈性高、速度快、客製化服務、低成本的特色。美國英特爾公司、三星電子及台積電是半導體行業中的“三巨頭”。在英特爾和三星電子陷入困境的同時，台積電的強勁業務表現亮麗。但是，台積電正處於中美高科技戰爭之中，面臨著極其困難的政治凌駕商業決策。以台積電為主的台灣半導體競爭優勢強大，持續成為台灣整體經濟成長的重要支柱。政府應提出協助台積電擴大世界半導體版圖，而不是逼迫台積電配合特朗普在美國設廠，美國成本高，產業鏈不完整，在美國設廠無利可圖反成包袱，郭台銘的富士康在美投資虧損嚴重就是例證。 

     2020年，美國商務部正準備將美國知識產權比例提高到“ 10％或更高”以加強對華為出口高科技產品的限制。台積電向華為供貨的半導體產品確實可能會超過10％以上，因此台積電勢將被迫中止提供產品給華為，同時也喪失一個重要客戶。迫於政治壓力，台灣勢必屈服於美國的要求，即台積電必須在美國設廠生產最新半導體流程，以確保美國半導體的安全。若台積電拒絕在美國生產美國軍用半導體，美國政府可能會採取報復行動，一言以蔽之，美國政府都希望台積電停止為華為生產芯片。以蔡政府目前極力討好美國的現實，台積電赴美設廠已無法拒絕，台灣的經濟受到政治影響很大，台灣夾在中美兩大強權中間，若一昧仇中親美，將逐漸喪失中國大陸市場，台積電的世界領先地位也將被中國超過而不保，這就是政治影響經濟的惡果。 

二、   台灣半導體產業危機 

(一)缺水電及缺綠店環境限制半導體產業

   缺水缺電的台灣對於半導體產業尤其是台積電的長期經營非常不利，台積電新製程包括極紫外光微影（EUV）設備耗電量極大，而國際大公司的碳中和要求迫使台積電需使用綠電，偏偏台灣可再生能源發展潛力不足。蔡政府廢氣核電將使缺電情形更加嚴重。近日台灣的旱情更是雪上加霜，台積電不得不在中國大陸增產。台積電是台灣經濟的「護國神山」，但政府並未有效解決台積電等半導體產業的用水、用電及土地需求等問題。

(二)美國的政治壓力不利台灣半導體的經濟發展

   在中美貿易戰及美國反中堵中政策因素影響下，台灣半導體產業生存困難。美國卡住晶片及製造設備輸往中國將減少台灣半導體市場，並逼迫中國大陸加速本土半導體產業擴展，這將對台灣構成競爭壓力，影響台灣半導體長遠發展。例如中國大陸芯片代工廠商中芯國際擊敗了台積電，奪得華為旗下芯片企業海思半導體公司的14納米FinFET工藝芯片代工訂單就是一個訊號。

(三)中國高薪挖取台灣人才

日本媒體報導，中國大陸正加快從擁有高端半導體人才的台灣地區引進人才，通常跳槽到大陸企業，工資將增至兩倍以上。在台灣地區涉足半導體開發的技術人員約逾4萬人，流向大陸的技術人員數量已達到整體的近一成。有分析師認為，目前人才流向大陸正在加速。報導表示，大陸大力發展半導體產業的方針逐漸明確，這對島內半導體人才流向大陸的趨勢推波助瀾。根據國際半導體設備與材料協會（SEMI）統計，中國大陸到2020年有望超過台灣地區在半導體製造設備的領域。記憶體市場起飛，台積電將面臨人才隱憂，人才布局與攻防對台積電來說格外重要。 

(四) 台積電被迫在美建廠不符經濟效益

    近段時間，全球芯片供應短缺引發各國關注，特朗普在卸任前，就曾希望通過拉攏台積電等企業在美建廠，提高美國芯片製造的比例。在美國政治壓力下，台積電宣布將在美建設5nm工廠，2021年-2029年將在此項目上支出約120億美元。但是台積電在美建廠僅基礎建設費用就比台灣島內高出6倍，美國的用工成本也高出三成，而且生產效率低下，在美設廠必定賠本不符經濟效益。 

三、   中國半導體產業急起直追 

(一)     人才培育

   中國在南京設立了首座芯片大學即南京集成電路大學，與其他大學以學術為本、以理論知識傳授為主不同，這所大學是一個人才培養組織，以技能為本，以實訓帶教為主。該校所有學科將圍繞集成電路技術設計，並與半導體巨頭華為海思、中芯國際等企業合作，結合理論與實踐培養技術人才。中國每年進口芯片價值超過3000億美元。美國發布禁令斷供華為手機所需的高端芯片後，又出手製裁中芯國際。嚴峻的外部環境迫使中國決策層不得不重視技術的本土化問題。

(二)     發展第三代半導體新技術

   阿里巴巴達摩院預測了2021年科技趨勢，其中位列第一的是以氮化鎵和碳化矽為代表的第三代半導體將是發展重點。禁帶寬度，是用來區分不同代際半導體的關鍵參數。第三代半導體的氮化鎵和碳化矽的禁帶寬度分別為3.39電子伏特和3.26電子伏特，較高的禁帶寬度非常適合高壓器件應用。氮化鎵電子飽和速度高，是矽的2.5倍，是砷化鎵的2倍，非常適合做微波器件，比如手機內的射頻前端放大器、5G基站以及微波雷達。

   此外，氮化鎵還可用做功率開關器件，碳化矽功率開關器件適合高溫、高壓、大功率應用場景。第三代半導體，器件完全可以採用現有的大尺寸器件加工平台完成，第三代半導體的應用大爆發，給中國彎道超車的機會。由於美國封鎖上游設備、EDA、IP，對中國大陸半導體業的發展不利，因此朝向自主及國產化將是大陸半導體業界的方向，政府將扮演重要的推手。第三代半導體材料已列入中國的十四五規畫中。據《日本經濟新聞》報導，直徑為1納米左右的碳納米管被發現具備重量輕且強韌的特色，它與呈球狀的“富勒烯”和呈片狀的“石墨烯”一起，成為2000年前後熱門的納米技術領域的代表性材料。中國的北京大學和清華大學都在開發採用碳納米管的運算元件。

(三) 上海推十四五半導體規劃打造「東方芯港」

   中國兩會召開前，上海公佈了2021～202半導體發展規劃，在 2025 年前於 EDA 工具、光阻劑、大尺吋晶圓片等關鍵領域將有所突破。同時培育5家領導企業、5家年收 20 億人民幣的半導體材料企業、整個半導體產業鏈產值突破 1000 億人民幣，並將臨港新片區打造成世界級的「東方芯港」。該規劃表示要在十四五期間打造中國第一的半導體產業鏈，積極引進中國最先進製程工藝進駐，推動磁阻式隨機存取記憶體（MRAM）、3D NAND、浮閘記憶體等新式記憶體專案項目。朝向 5G、新能源汽車等應用場景，加速化合物半導體產品驗證應用。積極引進全球半導體設備、材料龍頭企業，加速佈局建設完整的零組件供應鏈系統，打造出臨港新片區半導體設備與材料產業群。

(四)中國半導體研發經費充足

     美國CNBC網站稱美國不願花錢，是美中科技競賽中的最大劣勢。中國半導體研發的支出可能以1000比1遠超美國，在中國打造本土半導體產業的計劃中，許多融資來自政府。

(五)《中國製造2025》將半導體列為關鍵領域

    中國的新建半導體工廠在數量上遠超過美，由於中國半導體市場龐大，2015年年底，領先的晶片製造商台積電在南京修建一個生產工廠。而台灣的晶片製造商聯華電子也在中國東部沿海地區修建一座工廠。雖然一段時間以來美國頻頻將商業問題政治化，打壓中國的半導體行業。但《日本經濟新聞》指出，隨著半導體技術的革新，以及中國科技的發展，未來半導體技術的大趨勢，其實有利於中國。從長遠來看中國有能力提高芯片所有相關領域的技術，如材料、光學、化學、晶圓製造過程控制、表面檢測和功能測試等。不少專業人士，也看好中國在芯片製造領域的潛能。曾在中芯國際擔任首席技術官的生駒俊明表示，基於他在中國的經驗，他認為中國有足夠數量的有能力的科學家和工程師來開發自己的芯片製造設備和芯片設計軟件。

(六)中國的十四五計畫 半導體是重中之重

    美國打壓中國科技產業，斷供半導體給中國，造成逼迫中國大陸採取半導體國產化發展。十四五計畫行業重點包括半導體、5G、人工智慧、新能源和其他若干領域，其中半導體將是重中之重，反映大陸發展關鍵零組件──半導體的重要性，晶片國產化也勢必加速，尤其半導體產業為尖端以及具有高附加價值的行業，同時半導體一直處於資安的核心位置，對於整個國家經濟中可謂是具有重大戰略意義的關鍵性產業。由於中美貿易摩擦未見緩和，中國朝向自主化、國產化是大陸半導體業界的共識，當中官方則將扮演重要的幕後推手，且力道可預期將逐步增強，第三代半導體材料將列入十四五規畫等扶植政策，中國大陸掀起半導體投資熱潮，新增企業數量是上市公司的150倍。