專論

2024年我國半導體業景氣與國際地位呈現雙升的局面 (今日合庫)
劉佩真
2024/12/01

本文刊登於今日合庫，2024年9月，第583期

不同於2023年我國與全球半導體同步因終端應用市場需求疲弱、庫存調整時間較原先預期為長而陷入衰退，2024年則可望轉為正成長，甚至台灣半導體業產值增幅將優於全球而再現黃金交叉；另一方面，因我國半導體業在AI世代處於高度發展的機會點，成為Nvidia、國際雲端運算業者積極合作的硬體對象，加上台積電因先進製程、先進封裝的領導地位穩固，成為各國競相爭取加碼該國當地投資對象的首選；上述情況皆顯現2024年我國導體業景氣與國際地位呈現雙升的局面；因此本篇除了觀測台灣半導體供應鏈之景氣現況與國際地位概況外，也將檢視我國半導體業所面臨的經營環境情勢，再者探討台灣半導體業所能創造國際合作的機會；整體而言，除了短期外，中長期產官學界如何維護我國半導體業在全球第二大供應國的地位，以及持續深掘護城河，來拉開跟其他競爭國的差距，預料也將是國內新總統上任後的重點任務。

壹、台灣半導體供應鏈之景氣現況與國際地位概況

1.2024年我國半導體業產值增幅將高於全球，主要是來自於台積電的先進製程、先進封裝，以及IC設計業競爭力提升所帶動

有鑑於庫存去化逐步將於第二季中旬過後告一段落，加上終端應用市場如PC、消費性電子、智慧型手機等出貨量將由負轉正，甚至隨著人工智慧應用端滲透率持續上升，市場對於高性能運算晶片的需求也不斷增長，尤其是對於需要大量資料訓練和即時分析的應用領域，相對帶動AI半導體等相關產業鏈業者的接單，故主要預測機構多預期2024年全球半導體銷售額年增率將可望介於13~16%，接近6,000億美元的關卡，甚至2030年前後更有機會實現一兆美元之重要里程碑。

而對於台灣半導體業來說，預計2024年整體產值不但將挑戰史上新高5.11兆元的水準(請參考表一)，年增率為17.7%，且也將高於全球13.1%的水準；其中增幅最大的則為記憶體及IDM產值年增率則在2022~2023年連續兩年呈現負數態勢後，2024年將轉為正成長22.4%，產業結構將呈現價量齊揚的局面，特別是國際大廠包括SK Hynix、Samsung、Micron積極搶攻AI所需的HBM產品，相對使得標準型DRAM、利基型記憶體缺額由台廠可進行部分的填補。其次則是晶圓代工業，年增率為20.1%，主要推升動能仍是來自於台積電，也就是晶圓代工龍頭廠商持續技壓群雄，先進製程將囊括全球多數重量級客戶的訂單，不論是良率、效能、客戶信賴度皆輾壓Intel、Samsung。至於積體電路設計業產值增幅可望來到15.1%，主要係受惠於終端應用市場出貨量轉為正成長，加上庫存已回到正常水位，以及我國廠商持續朝向多元化、高附加價值的晶片產品進行開發所致，尤其是我國IC設計業大廠—聯發科轉型有成，在中系手機品牌積極補貨的帶動下，聯發科2024年首季繳出相當優異的營運績效，且無論是天璣9300+還是下半年推出的天璣9400，其手機處理器出貨量可望再攀高峰，更重要的是聯發科AI方面的布局也有所斬獲，其將與AI晶片龍頭廠商Nvidia開發Arm架構的AI PC處理器，2024年第三季完成設計定案，第四季進入驗證，顯現聯發科與Nvidia強強加盟的態勢已由先前的車用領域再度延伸至PC是廠。而2024年半導體封裝業、測試業產值相較於2023年將各成長10.5%、13.3%，則係由於高速運算、人工智慧、5G等終端應用領域的持續驅動高階封測的需求，同時其他含括晶圓偵測、消費性電子封測、記憶體封測、LCD驅動IC封測等業者接單將有所改善。

表一近年來全球、台灣半導體產值及細項行業之概況

單位：億元、%、億美元

資料來源：TSIA、台灣經濟研究院產經資料庫(2024.07)

此外在2024年全球半導體業景氣將迎來復甦之際，各大廠也不斷針對半導體行業的最新技術和產品進行鑽研，同時聚焦於市場熱點，如人工智慧、汽車晶片、先進封裝、先進材料等，況且人工智慧也不斷驅動新智慧應用、AI PC和AI手機，畢竟新興科技應用領域已進一步推動半導體需求增長，同時也對產業鏈各環節的技術反覆運算和研發創新提出更高的要求，等同新興應用市場和新一代技術的推動為半導體產業帶來高度成長的契機，反映半導體產業鏈展現出蓬勃發展態勢，全球主要企業紛紛卯足全力不斷突破創新。

2.台灣因先進製程的高度競爭力而使其在全球半導體供應鏈中佔有一席之地

半導體業實為台灣主力產業，特別是目前我國供應全球10奈米以下、7奈米以下、3奈米製程的比重分別來到69%、78%、95%，此競爭優勢使得我國近年來在全球科技經濟發展中佔有一席之地，甚至未來新興領域中的物聯網、5G、工業4.0、人工智慧、機器人、車用電子、虛擬實境與擴增實境、元宇宙、雲端運算、伺服器等領域，半導體都有著重要的戰略性角色，該行業遂也成為我國對外不論是經營國際關係或是拓展經貿合作的重要談判籌碼，甚或是台灣產業創新發展的基礎。而不論是台美經貿倡議或是對外經貿談判，半導體均成為我國最大籌碼，雖然突顯此行業的重要性，但中長期帶來的隱憂也值得關注，主要是躍上談判桌上的主角，也意涵台灣半導體在全球扮演中立角色的空間減少，被迫與美國或其他先進國家共同抗中的選邊站壓力將加大；甚至未來台美合作更加緊密之後，台灣半導體業者先前獲得的中國科技供應鏈去美國化之紅利恐將逐步減少。

台灣半導體產業因專業分工模式獨步全球，2024年預計在全球半導體產值排行將持續僅次於美國而居次，韓國則位居第三，再者依序為日本、歐洲、中國、新加坡，況且若單以邏輯IC成熟製程、先進製程的供應規模，這個國際領先地位與重大成就是台灣的驕傲，自然也成為美中兩強對抗時，各自供應鏈互相剔除對方下的受惠者。而目前市場對於中國去美國化趨勢下台灣半導體業在近年來確實受益，而後續狀況則端視中國建立自主可控供應鏈的速度、台廠技術升級的快慢，以及美國政府的態度，加上兩岸之間的關係，否則中國去美國化的態勢，對於台灣業者來說僅能是短期利多，而非中長期的效益。

3.在AI世代中，台灣除伺服器代工、散熱、PCB、電源供應器等相對受惠外，半導體業更是成為全球AI硬體最重要的支撐來源

有鑑於Apple近期積極佈局AI終端應用市場，加上MR眼鏡等新興生態加速，皆可望帶動Apple供應鏈技術升級的相關需求，而其他終端品牌業者不斷琢磨於AI PC、AI智慧型手機，代表應用場景的拓展及新需求的創造，也意涵AI商機更為密集的催化，不但CPU、作業系統、品牌、零組件生態可望趨於成熟，也進而帶動先進製程、先進封裝、伺服器、處理器、記憶體、散熱、組裝、結構件等核心環節的價值量顯著提升，事實上，在AI世代中，台灣除伺服器代工、散熱、PCB、電源供應器等相對受惠外，半導體業更是成為全球AI硬體最重要的支撐來源。

2024年國內科技產業中表現最為突出的則是與AI相關的供應鏈企業，此也顯示隨著新創公司和大型雲端服務業者陸續發表大型語言模型和擴散模型，即生成式AI的基本建構區塊的成形，使得生成式AI應用市場於2024年呈現爆炸性的成長，中長期也將具備持續擴張的動能，Omdia就預測全球生成式人工智慧應用市場規模將從2023年的62億美元成長至2028年的585億美元，年複合成長率達56%，在此情況下，將帶動我國先進製程、先進封裝、IP矽智財/ASIC、印刷電路板、伺服器、散熱、組裝、結構件等核心環節族群的業績均呈現明顯的成長。

舉例來說，台積電在全球AI市場占有的制高點地位，AI應用目前仍處於起步階段，而無論採取何種設計，AI晶片都需要運用最先進的半導體技術和封裝解決方案、強大的晶圓製造設計生態系統以及高良率來生產更大尺寸的晶片，而此皆是台積電的優勢；況且台積電多次提及AI發展與強勁需求走勢，對於未來數年成長動能看法更加樂觀，更修正AI所帶來的改變，預期伺服器AI處理器在未來幾年將成為HPC平台最強驅動力，也是營收成長最大貢獻來源；主要是由於在全球AI晶片市占超過九成的Nvidia將先進製程、先進封裝訂單交給台積電，且幾乎所有的AI創新者都與台積電合作，意即AMD、Google、Intel、Microsoft、Meta、AWS、Tesla、ARM等多家大廠皆被台積電一條龍服務所綁定，當中除了製程領先優勢，尤其AI加速器原本多使用5和4奈米，已經開始往更先進的2奈米製程的方向移動，此則是晶圓代工龍頭業者於先進製程的競爭優勢外，最重要就是台積電擁有CoWoS等先進封裝技術一條龍服務，因此台積電的AI晶片生產市占率相當接近100%，幾乎掌握整體市場，代表台積電2024年AI營收將首度突破百億美元而創下史上新高，成為全球AI熱潮供應鏈下的大贏家之一，也確實AI佔台積電合併營收比重將由2023年的6%提高至2024年11~13%，2028年將超過兩成的水準，顯然在未來五年，伺服器AI處理器貢獻台積電合併營收的年複合成長率高達5%，成為扮演推動公司業績增長的另一個重要動能。

4.台積電張弛有度且戰略哲學與獨到眼光制霸群雄，反觀Intel及Samsung則各有其核心業務、投資面的挑戰

2023年第四季全球晶圓代工市占率版圖分布，台積電拿下61.3%的高市佔率，明顯高於第二名Samsung 11.3%的水準，更何況Intel被排擠至十名以外，故在客戶基礎相當穩固，且台積電又能以288種製程為528個客戶量產11,895種產品下，代表著台積電在晶圓代工領域已呈現稱孤道寡的局面，創造獨道的優勢地位。事實上，台積電所擁有的產業競爭優勢來說，主要包括獨特的產業競爭優勢、先進製程技術藍圖的進展、先進封裝技術的推進、國內外產能擴張與訂單掌握程度、與國際廠商的策略結盟(請參考表二)。甚至若以地緣政治變化、美中科技戰後的全球投資佈局變化來說，不論是Samsung於美國中長期大幅建廠的計畫實現性偏低，或是Intel於歐洲、以色列的大舉投資擴產計畫較缺乏客戶基礎，龐大具額投資回收遙遙無期，此皆不如台積電深耕台灣、指標性放眼全球(以日本進度較快)，採取穩扎穩打的模式(請參考表三)，畢竟晶圓代工龍頭業者在宣布擴產投資計畫前，對於客戶的掌握已有一定的程度，能將營運風險降至最低。

表二台積電所掌握的競爭優勢項目

資料來源：台灣經濟研究院產經資料庫(2024.07)

表三 Intel與Samsung現階段所面臨的營運問題

資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫(2024.07)

整體而言，相較於其他兩家同是先進製程領先族群的競爭對手，台積電在效能、良率、客戶認同度、投資布局、先進製程技術藍圖擘劃等全方位展現王者風範，顯然晶圓代工領先族群的頂尖對決，台積電仍舊勝出。就以投資面觀之，基於地緣政治動盪引發客戶對於供應鏈風險分散的需求，加上各國推出半導體扶植政策吸引業者到當地投資，全球晶圓代工廠不得不展開新一輪的海外布局；而相較於台積電海外設廠採取穩扎穩打的策略，且日本熊本一廠的開幕展現新一輪全球化佈局重要的里程碑，反觀Intel、Samsung海外採取大舉投資擴張的計畫，風險性相對較高，主要係因美國政府發放晶片法案的補貼金速度與比例未如預期，更重要的是，大規模的產能開出也需有相對應的客戶訂單，此恐是Intel、Samsung未來將面臨的艱鉅挑戰。

貳、我國半導體業所面臨的經營環境情勢

各國自建半導體供應鏈的進度、美中科技戰尚無緩和跡象、東南亞島鏈崛起、各國合縱連橫等現象構成全球半導體業詭譎多變的經營環境情勢

首先在各國自建半導體供應鏈進度方面，有鑑於美中科技戰、地緣政治動盪恐引發供應鏈供給的風險，加上半導體已成為重要的戰略物資與關鍵行業，故近年來各國都在努力加強本土半導體製造業，並與海外半導體廠商合作，建立自身的競爭力，並推出相關的扶植政策，而當中台積電則扮演核心的角色，為策略家的兵家必爭之地；事實上，由台積電此次新一輪投資海外的布局結果，亦可看出現階段半導體在地化扶植政策實施以來各國成效的落差，其中日本出乎意外出現領先的局面，台灣持續呈現穩步向前之態勢，反而最先喊出供應鏈拉回本國的美國表現未如預期，歐洲、印度、南韓等地的進程也相對緩慢。

其次在美中科技戰的變化方面，2024年以來美國期望再藉由盟友之力圍堵先前管制的漏洞，避免類似華為與中芯國際合作量產先進製程的事件再次發生，因而美國呼籲日德荷韓盟友進一步限制中國取得先進晶片的技術、原材料、設備，同時美方也考慮將部分與華為有關聯的中國半導體公司列入黑名單，特別是長鑫存儲，不過盟友的配合情況則各有所異，其中南韓較為配合，而日本、荷蘭、德國較為觀望；甚至美國晶片管制再升級，美國商務部下屬工業和安全局於3月29日發佈“實施額外出口管制”的規定，旨在使中國更難獲取美國AI晶片和晶片製造工具，修訂包括部分關於對華銷售晶片的限制措施，例如對中國出口的AI晶片將採取“逐案審查”政策規則，也適用於包含這些晶片的筆記型電腦等，而美國對先進計算晶片和製造技術限制一再升級，也將迫使中國晶片製造自主化更為加速；再者美方也於2024年5月中旬對中國再增加37家實體清單，美國政府也正式撤銷Intel和Qualcomm對華為銷售用於筆電、手機的晶片許可(請參考表四)。

若以中國的反制動作來看，其要求政府內的電腦及伺服器，不得使用Intel及AMD的處理器，並減少採購Microsoft的Windows作業系統，取而代之的是中國處理器製造商正運用混合Intel x86、ARM及自行開發的架構生產晶片，作業系統則源於開源碼的Linux軟體；雖然中國信息安全測評中心2023年底發布「安全且可信」的CPU及作業系統清單，包括中國的海思、飛騰、海光、龍芯中科技術、上海兆芯等，不過預料短期內中國要達到完全自行供應電腦及伺服器尚有難度，此部分負面效應則是呈現逐步浮現的態勢；至於華為未來無法再取得Intel、Qualcomm的供貨，該公司則已有所因應，也就是華為除了將麒麟晶片應用在手機上，還延伸到自家自家筆電，進一步實現晶片自主，擺脫對Qualcomm、Intel的依賴，不過麒麟相關晶片的效能與採用中芯國際先進製程的良率情況仍備受市場關注。

表四 近年來美國對於中國所祭出的半導體相關管制政策

資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫(2024.07)

再者於南洋半導體島鏈的崛起部分，由於全球半導體主要供應國以美國為首，其次依序為台灣、韓國、日本、歐洲、中國等，因此過去東南亞在半導體供應鏈所扮演的角色多半是封測族群為重，畢竟此環節在半導體領域中歸屬於勞力密集行業，較適合東南亞國家進行發展，除此之外，東南亞區域也以發展基礎或成熟的電子產品或電子零組件、組裝為重；不過此情勢在美中科技戰之後出現轉變，全球的跨國半導體公司紛紛做出策略性決策，即建立起除中國以外的第二條供應鏈，以便達到分散風險的目的，在生產成本的考量下，東南亞自然優於歐美等地，況且東南亞本身總體經濟與環境大幅發展後，也開始尋找產業技術與附加價值升等的機會；例如印度塔塔集團與力積電合作首座在印度當地晶圓廠的建設，而馬來西亞也正積極吸引外資，期望建立IC設計、晶圓製造、封裝和測試，以及技術行銷等相關的價值鏈活動，以求成為一個具有高附加價值的半導體生產國，至於越南將以稅收減免、研發支出，以及發電等基礎設施的投資來吸引跨國企業。顯然在疫情及全球供應鏈重組、移轉浪潮下，新的產業版圖正在浮現，而半導體業也就擔綱此角色，而未來南洋半導體導鏈崛起的趨勢將不容忽視。整體而言，可預見東南亞半導體招商將呈現競爭激烈的局面，除了扶植政策力道強弱外，各國產業發展政策方向及定位，以及在各國既有產業與半導體投資設廠間協同效應，將成為招商成效之關鍵。也就是說在考量美中對抗加劇促使外資加碼China+1、東南亞具備勞動力充沛與薪資成本低優勢、東南亞科各國也希望能在亞洲新鏈崛起下切入半導體領域，故雖然東南亞半導體供應鏈的建立雖尚需時間，但中長期將是美、台、韓、日、歐、中等供應國以外的一大重要勢力，對於台灣來說將是布局海外據點的另一個機會，但東南亞市場崛起也同時將是中長期潛在的威脅。

至於各國合縱連橫方面，隨著美中兩強對於科技戰的動作有增無減，更讓其他國家意識到半導體深具戰略性行業之重要性，故各國合縱連橫的態勢也趨於明顯，特別是繼美國聯合盟友共同抗中的大框架下，其他包括日本、韓國、印度、澳洲、英國、歐盟等也紛紛祭出相互的結盟態勢，顯然各國背後盤算的更是自家半導體競爭力提升的捷徑。例如日本政府近期動作頻頻，除積極拉攏台積電於境內興建第三座廠房的計畫外，也分別與韓國、英國強化合作，更藉由美日印澳結盟來組團發展半導體，且日本藉由其在全球半導體材料佔有超過五成市佔率的優勢，在先進封裝上扮演關鍵的角色，此也吸引外資企業赴日本進行布局。

叁、台灣半導體業所能創造國際合作的機會

日本以半導體材料、半導體設備的競爭優勢而成為美中科技戰中美方積極拉攏的對象，對於台灣而言更是成為供應鏈分散風險中另一個重要的生產基地

日本政府近年來積極重建其半導體產業鏈，以半導體製造為始，如招攬台積電、聯電及Micron等外商，而於境內則是在2022年由8家日本大企業共同投資設立Rapidus，由IBM授權技術，預計於北海道研發生產2奈米以下半導體，但2027年能否順利量產仍存有相當的變數；不過相較於製造面缺乏邏輯IC的自有發展成果，日本的半導體材料及設備則持續穩據全球領先地位，材料市場全球市占近五成，而設備市場則占約三成左右，於全球前十大半導體設備供應商排名當中日商即占四位，市占率僅次於美國；特別是日本日系半導體設備企業於塗布/顯影、蝕刻、洗淨、CMP、熱處理及搬運設備領域皆占有至少三成以上的市占率，至於幾乎由ASML壟斷的曝光設備領域當中，日本的Canon與Nikon亦包攬下剩餘市場，可見日本半導體設備領域技術的優勢；由上述資料可知，日本則是以半導體材料、半導體設備的競爭優勢而成為美中科技戰中美方積極拉攏的對象。

若以日本半導體聚落來說，則目前主要涵蓋九州、東北、北海道等三大區域(請參考表五)，其中前者有著矽島九州之稱，主要係因台積電的進駐，帶動熊本地區整體上中下游供應鏈的群聚效應，當然此地已有SONY的半導體工廠，且Raw wafer(矽晶圓)大廠SUMCO的主要工廠亦已在此發展數餘年，加上其他中小型半導體相關企業不計其數；而日本東北地區則可謂是半導體材料的中心，而東北大學是日本有名的半導體材料學府，人才也較其他地區更為充沛，另外亦有力積電在宮城縣興建12吋廠，未來也將活化東北地區的重要性；至於Rapidus則讓北海道成為日本第三個生產基地，Rapidus的工廠將有機會吸引上游設備及原物料供應商前往北海道設廠，帶動附近地區形成半導體聚落；加上其工廠規劃鄰近千歲空港，將更方便未來半導體人才流動與進出。

表五日本半導體的主要聚落分布概況

資料來源:DigiTimes、台灣經濟研究院產經資料庫整理(2024.07)

事實上，在先前疫情、美中科技戰、地緣政治的變化影響之下，客戶對於我國半導體業產能過於集中於本土有些疑慮，遂期望供應鏈韌性的考量能使台系半導體業者投資布局進行分散；隨後台積電即成為全球鎖定矚目的焦點，畢竟其所代表的地位及影響力最大，也確實在晶圓代工龍頭廠商陸續宣布布局美國、日本、德國之後，甚至美國亞歷桑納州一廠、二廠、三廠將分別導入4奈米、3/2奈米、2奈米或以下先進製程，各於2025年、2028年、2030年進入量產，日本熊本一廠、二廠也各於2024年、2027年進入生產，分別以28/22/16奈米、延伸至7/6奈米為主，德國ESMC則是以成熟製程為主，搶攻車用半導體市場；甚至日本熊本知事也於2024年中旬來訪台灣，主要是期望台積電能在熊本當地再進行第三廠的投資，以完整當地半導體聚落的成形，並帶動熊本地區經濟的發展。顯然因台積電的緣故，台日半導體的合作與所掀起的正面漣漪效應將逐步外溢，預期未來將帶動台灣晶圓代工業者如力積電、聯電於日本投資的速度，特別是力積電將加速在日本投產的速度，預計從2027年提早到2026年來量產28~55奈米，以搶攻車用半導體市場，乃至於日月光投控擬規劃於熊本建立先進封裝廠，更可望使部分半導體供應鏈於日本進行群聚效應，同時我國業者也將槓桿日本的基礎設施資源、半導體設備及材料強項，並落實客戶對於供應鏈風險韌性考量下的布局策略。