《矽島的危與機:半導體的地緣政治》讀書筆記

Peggie
10 min readMar 24, 2024

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▌前言

臺灣為世界半導體產業的核心之一。

過去,台灣半導體產業主要集中在本土,得益於竹科、中科、南科等科學園區的發展,以及上中下游供應鏈廠商的支持。然而,近年來,由於美中科技競爭與地緣政治的變化,半導體產業的全球格局發生劇烈的變化。為了應對美國及其他盟國政府,及有關客戶對供應鏈韌性之需求,台積電隨即調整其產能配置與經營策略,逐步將不同晶圓奈米技術的生產能力分散到海外。台積電通過與美國、日本、德國等政府進行談判,獲得了設廠補助金協議,開啟海外擴張之新旅途。

近期台積電全球新建廠的布局概況。圖片來源:晶片設廠橫跨全球三大洲,一表秒懂台積電全球新建廠布局!臺灣經濟研究院產經資料庫整理,2023 年 8 月。

▌書籍架構

  1. 作者以「時間」為主軸,從四個階段描述半導體產業:
    「前世:半導體業的發展脈絡」、「今生:全球半導體業的現況」、「變身:產業的重要轉折點」,以及「未來:半導體業的展望」。
  2. 我主要以「產業政策」的視角,彙整半導體產業的四個層面:
    台積電的發展歷程、關於半導體政策之規範、跨國互動、永續能源。
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▌摘要內容

這是一本描述自 1950 年起「全球半導體產業發展的通史」,從品牌市場的運作、時代變革對供應鏈的影響、半導體領導企業的策略等觀察。書籍的後半部,著重在釐清半導體市場的戰略布局,例如英特爾、台積電、三星電子的產業方向,再從地緣政治下半導體強國之間的競合關係,以對手(如美國英特爾、韓國三星)等企業對於未來的的經營戰略作為出發點,說明供需互賴、互利共榮的前景。

此外,作者亦描述印度新興市場、疫情下歐洲半導體發展計畫,接著透過電動車、人工智慧、物聯網等趨勢的闡述,作為承接終端產品發展的鈕扣,最後是對美中格局下臺灣半導體產業的討論,針對「垂直深化」與「水平分工」的資源利用,該如何採取明智的「策略選擇」與「策略落實」,仍有待政府與社會的支持。

如同前述,在半導體產業前景看好,臺灣位在第一島鏈上的技術製造能力之下,該如何在政府政策推動、全球供應鏈分工的同時,保有個人的優勢與特色,我想這會是半導體機構元件、供應鏈生態系中持續面臨的課題。

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▌理解半導體「產業政策」的四個面向

台積電的發展歷程

左圖為 2021 年全球半導體總值 8,925 億美元的供應鏈分布圖;右圖為 GEOGRAPHIC SPECIALIZATION HAS CREATED VULNERABILITIES IN THE GLOBAL SEMICONDUCTOR SUPPLY CHAIN. (Apr. 2021) (last visited Mar. 24, 2024)

作為全球領先的晶圓代工製造商的台積電,成立於 1987 年,以持續創新、技術領先的姿態,致力成為全球晶片之冠,其公司歷程大致可分為以下三個階段:

第一階段,由於臺灣仍在摸索產業方向,聯電成立於 1980 年,而當時台積電專注於製造產品,採取自創的晶圓代工模式,客群是那些無法自籌晶圓製造 IC 設計的公司,由於臺灣過去在製造業的優勢、聯電的良性競爭與張忠謀的獨具慧眼,因此這個階段,是台積電在國際市場找尋機會,另外一方面公司也在累積核心實力。

2000 年前後,進入第二階段的台積電開始建立大規模的投資研發團隊,以「雙螺旋狀的交錯布局緊跟著摩爾定律」前進,並在 0.13 與 0.18 微米世代超前聯電,從此奠定在製程技術上的領先地位,在製程技術上取得領先的地位,並開始授權蔡力行、蔣尚義、劉德音、魏哲家等核心幹部主導製程開發的工作內容。

2009 年開始,台積電導入多項節能、節水及廢棄物減量清潔生產措施生產 「12 吋的積體電路晶圓」,蔡力行身為張忠謀的接班人,為台積電走出創造新技術的里程碑,牽動全球電子產品市場。

今(2024)年 2 月,在地緣政治主導供應鏈重組的結構性因素促使下,台積電赴日設廠,採取在鄰近友好國家進行「友岸擴張(Friend-Shoring)」之政策,除了因為日本中央政府推動「補助誘因」,鼓勵台積電赴日投資之外,且日本地方也不存在「勞工文化差異」,再說,日本的職場文化與臺灣相近、員工勞動流動性低,有利於晶片製造之發展。此外,我國半導體在設備、材料端自給率偏低,透過台積電赴日投資,有望產生外溢效應,彼此槓桿所需資源,故日本成為台積電供應鏈重組與分散風險的理想地點。

關於半導體政策之狀態或規範

  1. 臺灣:
    行政院於 2022 年 11 月 17 日通過《產業創新條例》第 10 條之 2 、第 72 條條文(俗稱「台版晶片法案」),意味著在國內進行技術創新且位居國際供應鏈關鍵地位的半導體公司,除了研發費用的 25% 以外,其購置先進製程的全新機器等支出的 5%,皆可抵減當年應納營所稅額,此外,該機器或設備支出不設金額上限,二者合計的抵減總額不得超過當年度應納營利事業所得稅額 50%。
  2. 美國:
    2023 年 8 月 9 日拜登總統簽署美國《晶片法案(CHIPS Act)》,目的是強化科技投資、提升美國競爭力。然而,晶片法案牽涉到預算如何補貼,眾議院與參議院各有不同想法。
  3. 歐洲:
    2023 年 9 月 21 日,歐盟《晶片法案》正式生效。
    根據歐洲議會的研究,歐洲對於半導體的生產能力佔全球比例 10%,立法希望將其提升至 20%。
  4. 日本:
    2021 年 11 月公布「半導體產業緊急強化方案」,編列 7,740 億日圓以投資半導體產業。
  5. 韓國:
    2023 年 3月 30日,韓國議會批准韓版《晶片法案(K-Chips Act)》將投資製造設施的大型公司之減稅優惠從目前的 8% 提高到 15%,而中小型公司的減稅優惠將從現在的 16% 提高到 25%。
  6. 印度:
    2021 年 12 月啟動 《設計補助計畫(Design-Liked Incentive)》,目標在 5 年內協助 100 家新創企業發展晶片設計,減少對半導體進口依賴,尤其降低自中國進口之晶片。不過,目前印度政府僅批准 7 家公司。
  7. 新加坡:
    新加坡擁有完善的基礎設施,用以支持半導體製造,其強大的知識產權保護確保各種科技創新受到嚴格的保護。新加坡政府的支持包含以下內容:提供獎勵措施、補助金與監管之協助。
美國與歐洲等國紛紛祭出《晶片法案》,鼓勵半導體公司在國內興建製造設施。圖片來源:Dragon Claws@Shutterstock

跨國互動:追蹤新聞最新報導

  1. 台積電與英特爾:
    (1)合作關係 (2)競爭關係 (3)海外設置據點與營運晶圓廠經驗與佈局:從英特爾的愛爾蘭、以色列經驗思考台積電海外生態系問題
  2. 台日合作的前景?
    台積電熊本廠:日本晶片法案最大補貼受惠者。日本半導體製造製程停留在 40 奈米以上技術節點,台積電熊本一廠以生產 22/2 8奈米與 12/16 奈米為主,月產能為 5.5 萬片,並計畫於今年開始量產。

永續能源

  1. 經營者是否配減碳儲能之機制?台積電 EnergyAware 儲能解決方案
    雙電壓輸出儲能式 UPS(Dual Purpose UPS):一種能夠同時擁有儲能與不斷電功能的設備。正常時是在儲能模式下運作,進行填峰削谷(Peak Shaving),以降低企業的電費。一發生電力異常的情況,只需要兩分鐘的轉換時間,即可切換至在線模式 (online mode),立即為負載(設備)提供即時的電力保護與救援。
  2. 氣候條款並未提及晶片相關因素?
  3. 2021 年羅姆集團(總公司:日本京都市)的再生能源使用量達到 31 萬 MWb,其京都站前大樓與新橫濱大樓使用 100% 綠能?加入國際氣候倡議行動,成為 RE 100 的成員?福岡的 SiC 晶圓廠使用的電力,可以達到 100% 使用再生能源?
ROHM 加入「RE100」全球倡議

▌結語

雖然這本書主要是從半導體、供應鏈兩大議題出發,但作者不時會穿插一些品牌歷史、國家先天條件的理論基礎,作為讀者理解全球市場競爭環境的思考,舉例而言,作者認為美國為主的西方國家擅長定義市場、創新技術及軟硬整合的方式;而中國則以技術攻堅、市場補貼與國進民退作為賽局策略。

臺灣應該要如何看待未來的市場?回到文末提到的「垂直深化」與「水平分工」,作者表示,或許可以在水平呼應地緣政治的局勢環境,透過供應鏈作為樞紐橫向合作,再者,面對不同國家有不同的關係處理作法,了解自己的產業分工、國際貿易定位,延續半導體的優勢,以便在產業矩陣中創造更多的價值。

▌參考資料

  1. 產業創新條例
  2. 地緣政治與半導體之間的距離(3/12):從供應鏈觀察世界半導體工業
  3. 臺灣赴日投資帶給臺灣的「機會」與「風險」
  4. 晶片設廠橫跨全球三大洲,一表秒懂台積電全球新建廠布局!
  5. 一文看懂門道!7 大 QA 解讀台積電建廠「日本模式」
  6. EnergyAware 儲能解決方案,為台積電年節省 1,710 萬度電力
  7. ROHM 加入「RE100」全球倡議:實現業務活動 100% 使用可再生能源 力爭 2050 年實現零碳排
  8. Everyone Wants the Latest Chips. That’s Causing a Huge Headache for the World’s Biggest Supplier
  9. Visualizing The Global Semiconductor Supply Chain (2021)
  10. Chips and Science Act, CHIPS Act
  11. FACT SHEET: CHIPS and Science Act Will Lower Costs, Create Jobs, Strengthen Supply Chains, and Counter China
  12. The FABS Act: An Essential Component for Incentivizing Semiconductor Manufacturing in the United States?
  13. European Chips Act
  14. Commission launches Chips Joint Undertaking under the European Chips Act
  15. Enactment of the K-Chips Act — Government’s Support and Regulatory Policies for the Semiconductor Industry
  16. TSMC Looks to Build Multibillion-Dollar Chip Plant in Singapore

▌附錄:半導體供應鏈視覺化圖片

Visualizing The Global Semiconductor Supply Chain (2021)

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