台灣的半導體產業是一步一腳印打造出來的,除了台積電是全球先進製程製造的領頭羊,代工業、IDM、無廠設計業、封裝測試業及相關設備、材料、建廠等支援產業構成一個多元化完整的生態體系,也因此成為台灣最大和最重要的產業支柱。
但是面對國際激烈的競爭以及國際政治的波譎雲詭、強敵環伺,台灣的半導體產業的未來其實危機重重。在競爭方面,除了歐洲、美國、日本、印度和大陸等加強產業政策的力道積極發展半導體產業,勢將改變全球半導體產業的競爭生態,三星電子與英特爾對代工業務的覬覦之心表露無餘,企圖取台積電而代之,未來亦將促使先進製程的競爭白熱化。
而在地緣政治方面,在美中高度對抗、美國全力阻絕大陸高科技產業發展的動盪情勢下,台灣被推向地緣政治高風險的核心。而台灣目前在半導體尤其是先進製程製造不可被取代的地位既是全球重要經濟活動所倚賴,台灣的地緣政治風險同時使倚賴台灣核心晶片成了全球焦慮的熱點。對於如此的矛盾困境,有的國家想要建立本土的供應鏈,做法之一是邀請台積電前往投資設廠,而美國則是直接施加政治壓力半脅迫台積電赴美國投資,其最後企圖無疑是在取台灣而代之。
如果仔細研析美國在與大陸對抗、重振半導體產業等所採行的措施,包括晶片四方聯盟、印太經濟架構(IPEF)、《晶片法案》、脅迫台積電赴美投資、與日本合作研發新一代相當製程節點2奈米的量產技術等,以及大陸中芯國際出乎意料之外突破7奈米製程量產技術等,不能不讓人懷疑:國政府除了希望本土重振半導體製造、掌握未來下一代尖端製造技術之外,另一主要目的就是要在美國本土擁有比台灣(也就是台積電)更先進的製程技術,一則維持美國在尖端晶片的穩定供應,重拾美國為半導體製造領導者的地位,另方面則是要防止台灣最尖端的製造技術外流到中國大陸,尤其兩岸僅是一衣帶水之隔且交流頻繁。
換言之,短期之內美國在布建本土半導體產能之時仍須仰賴台積電的先進製程,另方面則全力防堵中國大陸取得先進設備和設計工具(EDA),拖延大陸半導體技術的進步;中長期之後,俟其取得更新一代先進製程技術和產能,逐漸擺脫對台積電的倚賴,可能採取對大陸類似的管制措施或其他手段,延遲台灣台積電技術的進步,並且進一步防止大陸從台灣取得最先進製造技術。
台灣為何重要?
2005年5月16日,美國《商業週刊》封面故事以〈台灣為何重要?〉(Why Taiwan Matters?)為題,報導台灣高科技產業發展,聲稱若沒有了台灣,全球經濟就無法正常運作。
文章描述台灣資訊電子企業和美國科技大廠密切合作,台灣廠商發揮產品設計和整合製造的彈性、創新優勢,不管訂單多寡,甚至小到只有10台電腦的訂單,都能快速交貨滿足顧客需求。台灣建立的優勢結合了企業文化和有效的政府參與,遠非廉價勞動成本所能及。
有趣的是,當時兩岸之間尚處於緊張狀態,陳水扁政府的台獨與大陸主張的統一形成對峙,但兩岸同時也進行某些形式對話,促使局勢趨於緩和。處於夾縫中的台商,希望能掌控供應鏈的設計和創新,而把大部分製造業務移往大陸。該文指出,若要用培養第二供應商來取代台灣已在產品設計中心和大陸工廠所建立的緊密網絡,至少需要一年半以上的時間,且須付出龐大代價,美國在資訊科技產業無法發展出沒有台商參與的供應鏈。
產業創新走廊
如果將空間拉大,該篇報導實際是在描述從美國、台灣到大陸所形成的一條產業創新走廊,載具是資訊科技產品,包括個人電腦、筆電、平板電腦及之後的智慧手機等。在這長河,美國掌握一頭一尾的科技和品牌行銷,台灣扮演產品設計和供應鏈整合製造中心,大陸則是實現低成本生產的工廠,三者實踐高效率垂直分工,將新興科技快速轉化為廉宜商品、滲透全球市場。
科技創新需要持續投入巨額研發,因此強調快速回收以進一步投入新一代技術的開發,此創新走廊加速了產業創新良性的循環。而藉著此創新走廊,2019年台商在大陸出口百大中占32家,出口金額占43%,並且帶動台灣對大陸出口快速成長及經濟成長。
第二條創新走廊
但是這條跨越亞太的創新走廊已逐漸產生質變,大陸因為經濟快速發展帶來整體製造成本升高,另外大陸也漸次發展出本土供應鏈,加上美國客戶例如蘋果公司刻意培植在地供應商,台商面臨轉移生產基地的壓力。恰逢2019年美中貿易戰進入白熱化,川普政府一波接一波對來自大陸的進口貨品實施懲罰性高關稅,包括蘋果公司等美國大客戶配合其政府政策將大陸產能部分移轉至其他國家,如河川遇阻改道,美、台、中產業創新鏈開始鬆動;加上2020年新冠肺炎疫情猖獗,全球封城、封境四起造成產業鏈斷鏈,促使各國嚴肅評估如何強化供應鏈的永續,加大全球供應鏈變遷的壓力。
面對種種變局,台灣必須掌握鍵時刻以當前新的優勢產業為基礎,打造第二條跨越亞太的創新走廊。
半導體尤其IC是驅動5G、物聯網、人工智慧、智慧製造、車輛自駕與新能源車輛等新興科技應用及國防武器創新的核心,掌握半導體等於掌控全球重要的經濟活動。台灣在IC設計製造已經建立舉世矚目的地位。IC產業基本上分設計、製造、封裝測試三大部分,台灣具上、中、下游高度整合的優勢,聯發科在IC設計排名全球第四,台積電和聯電分居第一和第三,日月光和矽品亦分居第一、三位,記憶體和晶圓廠也有多家知名企業。尤其在晶圓代工,台灣業者全球市占率高達65%,台積電先進製程更是領先其他競爭對手。
基於以上,第二條創新走廊的載具應在資通訊產品之上增加半導體IC,兩者相互結合尤可發揮提升競爭力的綜效。廊帶上游涵蓋美國、日本等技術先進國家,下游從大陸延伸到東協,構成一條從美國經東北亞、東亞到東南亞既寬且長的產業創新長河。在此廊帶上,美國擁有技術、專利、設備、品牌行銷,日本具有設備、特用化學品、材料、特殊用途半導體等資源,大陸和東南亞擁有廣大下游市場,台灣居於廊帶承先啟後的樞紐位置。持續維持台灣在半導體不可被取代的地位,可說是現今台灣處於地緣政治唯一的出路。
打造工業技術研究院為國際尖端技術創新中心
半導體產業跟著技術的演進而持續發展,猶如在攀爬坡度愈來愈陡峭的山峰,新技術開發的困難度愈來愈高,創新愈來愈倚賴跨學門技術的整合,許多企業也就愈來愈倚靠外部的研發機構。即使是研發生態體系最頂尖的美國,在半導體《晶片法案》中,也安排預算要成立國家半導體技術中心(NSTC)與國家先進封裝製造計畫(NAPMP)兩新機構,加強既有美國半導體研發組織對產業的協助。日經中文網報導,東京電子將參加比利時研究機構微電子研究中心 IMEC(Interuniversity Microelectronics Centre,簡稱IMEC)主導的聯盟,與荷商艾司摩爾等半導體設備商合作,共同開發新製程。IMEC是一國際著名研究機構,以其良好的知識產權制度與跨國企業建構了卓越的聯合研究模式,與設備商、材料商和半導體製造商等進行合作,完善試製下一代製造設備,吸引國際優秀研發人員參與工作,並與合作企業共享研究成果。在參與IMEC的研究計畫,東京電子將提供在半導體晶圓上進行光刻膠(感光劑)塗布和顯影的新型設備,搭配新一代EUV光刻設備使用,東京電子並將派遣大批工程師參與。
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除了IMEC,美國半導體製造技術聯盟(Semiconductor Manufacturing Technology,簡稱SEMATECH)是另一家著名的研究機構,以實現開放式創新獲得產業界的重視和支持。SEMATECH於1987年成立,由11家公司組成,後來增為14家;台積電公司也於2011年加入SEMATECH而為其成員。
SEMATECH經過多年磨合、經驗累積,在組織結構、運作模式與合作方式不斷變革,成功發展為國際間產、學、研合作的聯合創新中心,對結合半導體製造上中下游及設備、材料等業者開發製造設備、製造技術等,扮演重要角色。參與的成員不僅願意支持經費,且願派出研究人員參與研發計畫。經由集中研發,減少重複投資浪費,達到研發成果共享。對於各企業不願投資的較上游的技術或共通性的技術,採取共同研發的方式可以加速突破技術的障礙。至於共享的研究成果,參與或負責研究的成員不必擔心自己的技術會遭洩漏,因為其他成員還需對合作研究成果做進一步研發後,才能將該成果落實到自己公司。
台灣的工業技術研究院因為長期執行政府科技專案計畫以其成果衍生聯電、台積電與世界先進等公司,將台灣帶進半導體產業的領域而成為國際知名研究機構,並將其在研發方面累積的技術協助企業創新發展。工研院的特色在於其有跨學門的研發組織,可以發揮技術整合的能力,並且長期以來政府賦予輔導民間的任務,以產業技術研發為主,而非封閉在學術研究的象牙塔之中,與產業互動頻繁,成為半導體產業重要的創新支柱。遺憾的是近年來政府對工研院的任務的重視大為降低,對工研院經費的支持維持在多年前的水準,因此難以再產生對產業發展有開創性的成就。
面對美國的科技鎖喉,以及各先進國家致力尖端半導體的發展,半導體產業的競爭將愈來愈激烈,技術的推進突破將是愈為困難,台灣以其為世界的半導體製造王國,必須再次以工研院作為產業界研發創新的支柱,在科技研發經費予以長期穩定充分的支持,重新檢討組織、人員、運作方式,研擬未來研發策略,在共通性、個別企業進入障礙高、產業發展瓶頸、具有平台效益等特性的技術研提開創性的計畫引領產業發展,並積極結合外國企業、研究機構的參與合作,讓工研院成為與IMEC、SEMATECH等各具特色的國際創新平台,與產業界共創台灣半導體產業不可被取代的地位。
取得國際重要話語權
但是若要建構此亞太第二條創新走廊使台灣居於廊帶核心,台灣必須採取對內與對外雙軌路徑。
對內方面,政府必須以推動半導體產業為第一要務,進一步發展應以人才為重、研發為基礎、下一代關鍵材料、技術與設備為導向、產業生態體系為競爭力來源,創造產業發展新的驅動力量,提升整體產業發展的環境。
對外方面,政府應採行一「主」、一「輔」策略,主軸策略指運用政策工具推動產業與跨國企業在技術、軟體、設備、材料及市場等多方面建立策略性合作聯盟,強化跨國產業生態體系,建構合作互信的相互依存關係;輔助策略方面,台灣缺乏半導體下游應用市場,政府應致力於與上下游夥伴國家搭建產業合作的制度或平台,促使雙方產業在多層次的合作能夠緊密流暢。
2000 年全球資訊科技高峰會(IT Summit)在台灣盛大舉行,由於台灣是當時IT王國,加上政府與受託主辦單位軟體協會積極推動,各國資訊科技重要領導人物例如微軟創辦人比爾.蓋茲、HP公司總裁卡莉.費奧瑞納等都前來與會,盛況可謂空前,加強了台灣在資訊科技產業的領導地位。以今日台灣在全球半導體製造扮演的重要角色,整府應與民間產業合作,搭建類似的跨國定期活動平台,強化台灣在全球產業和經濟無法或缺、不可被取代的地位。
台灣觀點》
半導體產業是台灣的驕傲,台灣也以能創造出如此資本密集又技術密集的產業而驕傲,尤其是台灣從一無所有開始,憑藉一步一腳印打造出讓全球經濟所倚賴的產業。
三大成功之道
其實台灣發展半導體產業的模式足以作為全球各有心發展或重振半導體製造的國家的典範。在半導體產業發展的歷程,台灣缺乏類似日本的綜合性大電機公司和南韓的大財閥,可以帶領突破進入半導體產業的障礙;也沒有類似美國的國防軍用市場,可作為產業成長的商機。在產業發展上,政府藉科技專案計畫支持技術研發,然後將成果衍生公司,而後將扶植出來的新興企業置於市場的自由競爭之下,由市場決定其存亡,這是台灣半導體產業成功之道之一。
在協助半導體產業突破進入障礙的同時,政府的另一重要工作在致力打造科技產業發展的環境,包括科學園區的設置、產業獎勵措施的調整、人才的培育延攬、資金市場的改善、基礎建設的配合、法規的改革、制度的建立、行政效率的提升等。在這些工作之中,最重要的是政府並不直接干預市場的運作及個別企業的營運,而是專注持續提升整體產業的競爭力。在美國傳統自由市場經濟與日本傳統產業政策積極介入企業營運之間,台灣政府找到了最好的位置,適如其分的扮演了讓產業和企業在健全的發展環境下自行發揮競爭效率的角色,這是台灣半導體產業成功之道之二。
但是,良好的產業發展環境並不是自然發生或從天而降,而是要靠熟悉產業的專業文官體系像工程師一點一滴的打造;尤其產業環境是動態的,法規制度是死的,必須倚靠這些專業文官發揮協調、整合功能,讓發展環境與時俱進。台灣過去政府施政注重經濟,強調科技產業發展,重視專業文官,體系上下之間思維一致、政策推進順暢,產業政策與產業發展環境之間形成良性互動的作用,這是台灣半導體產業成功之道之三,也是各國在產業發展所忽視的幕後的推手。
產業發展環境是根本
1997年筆者帶領生技投資促進訪問團前往美國波士頓,目的是要吸引生技企業赴台灣投資。當時拜訪一家著名的生技研發企業Biogen,接待訪問團的CEO告訴筆者,他很熟悉台灣的半導體產業,因此問筆者:「生技醫藥和半導體產業有何不同?」待筆者回答之後,他問說:「那麼台灣現在有什麼條件可以吸引我去投資?」
當然是沒有,因為當時政府才開始要推動生技新藥產業發展,整體發展環境尚付諸闕如,缺乏人才、法規、制度、資金、產業上下游生態體系,甚至社會一般人士對生技根本不瞭解,創投業者對生技新藥投資是叫好不叫座。
但是,20多年來政府逐步打造生技產業發展環境,包括設置生技園區、科技專案投入、設立新藥查驗中心、完善法規、投資基金參與投資等,本土生技醫藥已成新興科技產業,並有業者研發新藥成功獲得美國、歐盟等FDA許可,證實了建構良善產業發展環境的重要,而非是一味仰賴優厚的補貼獎勵。
慎防美國陰謀
台灣半導體產業發展至今才只是進行了上半場,下半場要面對的挑戰更為險惡,尤其是美國的居心和手段。為了包括重振本土半導體產業的多重目的,美國施壓台積電前往美國設廠,同時讓台積電接受政府補助,吞下10年內不可在大陸擴增所謂的先進製程的毒丸。美國政府的計謀就是先讓台積電答應赴美投資5奈米廠,然後得寸進尺,要求其擴增3奈米廠,並在此時加速自行投資研發2奈米以下製程技術,扶植本土企業,取台積電而代之,到時台積電被利用的價值已大為降低,台灣的產業價值跟著下滑。
過去的成就不能保證未來的成功。當前南韓、美國、日本及歐盟對半導體產業的發展都有完整的策略規劃,半導體產業是台灣的產業支柱,卻獨不見台灣的政府提出半導體產業的長期策略或因應方案。展望未來,作為一個負責任的政府,必須至少就:如何協助產業全球布局、如何進一步台灣的產業環境提升研發創新能力、如何克服美國的阻礙並維持台灣在尖端製程的領先地位等三大問題研提完整的策略計畫,作為未來長期施政的方針和產業發展的指引。
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