本文編輯後刊登於產業雜誌，第650期
2024年國內外半導體業景氣將逐步脫離2023年衰退的陰霾而再現成長的契機，主要是由於庫存調整將於第二季末告一段落，加上終端應用市場出貨量將由負轉正所致；不過即便全球半導體業再度回到成長的軌道，但行業間詭譎多變的競爭局面依舊，特別是各國大力扶植半導體政策並持續加強力道，同時美中科技戰依舊未見緩和，半導體大廠海外布局、先進製程推進、AI/車用半導體等新興科技領域的爭霸也顯激烈，而上述情勢的變化將成為2024年全球半導體產業競逐的焦點。
一、2024年台灣半導體業市場規模年增率擺脫2023年與全球市場呈現死亡交叉的局面而轉為黃金交叉，其中主要是來自於台積電業績的推升動能，其次包括積體電路設計業、半導體封測、記憶體等細項行業也均帶來正向貢獻
根據圖一的數據可知，2023年國內外半導體業進入全面性景氣下修的階段，也就是即便近期AI話題掀起風潮，不過全球、台灣半導體市場依舊仍難脫離衰退的態勢，特別是行業庫存水位去化時間超過原先預期，且終端應用市場需求能見度持續偏低，客戶何時能重啟下單循環，尚存有變數所致，總計2023年全球半導體銷售額、台灣半導體產值跌幅各為8.2%、10.2%。所幸半導體終端電子應用市場的出貨量將帶來成長的驅動力，況且部分領域庫存調整已告一段落，加上新興科技領域進入快速發展階段，內含的半導體矽含量與價值不斷提升將帶動半導體業供應鏈的商機，特別是AI及車用領域，使得全球半導體業重回成長的軌道；甚至2024年台灣半導體業市場規模年增率擺脫2023年與全球市場呈現死亡交叉的局面而轉為黃金交叉，其中主要是來自於台積電業績的推升動能，也就是晶圓龍頭廠商除了在3奈米或強化版/變種製程不斷取得重量級客戶的下單外，2024年台積電將持續在先進製程布局上積極拉開與競爭對手的差距，除了2奈米後的電晶體架構將轉向環繞閘極(GAA)奈米片(nano-sheet)架構，預計2024年時將可進入2奈米製程的試產階段，同時公司業將展開1.4奈米的研發工作，顯然台積電將繼續以優異的製造技術、超高的製程良率、先進製程藍圖可實現性高等競爭優勢，來獨霸全球先進製程的訂單，在此情況下，預料也將推升2024年我國晶圓代工業產值增幅來到16.6%(請參考表一)。
資料來源:WSTS、TSIA、台積電、台經院產經資料庫整理，2024年3月
圖一 全球半導體銷售額、台灣半導體產值、台積電合併營收之年增率走勢
此外，我國積體電路設計業、半導體封測、記憶體等細項行業也均為2024年台灣半導體業產值帶來正向貢獻(請參考表一)。以積體電路設計業來說，2024年我國該產業的產值增幅將來到14.6%，主要是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，故預計手機晶片、PC I/O IC、MCU、USB IC、TDDI、類比IC、STB IC、音訊控制IC、Flash控制晶片、多媒體IC、CIS晶片、LCD驅動IC、利基型記憶體相關IC、觸控控制IC、指紋辨識晶片等族群業績表現將優於2023年；值得一提的是，以國內IC設計業龍頭廠商—聯發科所屬的手機晶片而言，在智慧型手機出貨量遞增的有利大環境、具競爭力的新品持續推出下，2024年營運績效趨向正面；再者，受益於中國科技供應鏈去美化而需要台廠相關的的支援、各國企業加大AI投資力道而向台灣IP和設計服務業者進行採購，2024年國內IP矽智財族群仍具發展潛力；況且2024年NAND Falsh控制IC在記憶體報價止跌回升下，將使群聯業績有所成長，況且公司善於打造高附加價值NAND儲存方案、搶攻車用儲存市場。
若以我國半導體封測業來說半導體終端電子應用市場包括資訊、智慧型手機、消費性電子、伺服器、工業/航空/車用等領域的出貨量帶來成長的動能，顯然從需求端來看，2024年我國半導體封測業所面臨的應用領域景氣表現將優於2023年，此對於我國相關業者將形成利多因素，預計行業產值增幅約12%左右。其中在高階封測族群方面，隨著國際經濟情勢趨於好轉，我國半導體封測業景氣能見度也有所提升，畢竟終端電子需求逐步浮現，特別是AI、車用電子對於半導體的矽含量不斷提升，以及3C出貨量年增率也有機會轉為正數，加上庫存去化告一段落，故預計2024年我國本產業業景氣將可望優於2023年而呈現成長的態勢。其中日月光搶攻HPC、AI、5G、車用異質整合應用，首創扇出型基板晶片封裝技術，顯然日月光投控於異質整合封測仍是相當積極部署，畢竟隨著車用電子、高效能運算、低軌道衛星等新應用需求仍在，對於高階覆晶及系統級封裝、VIPack平台先進封裝等接單帶來支撐效果，加上又有來自於台積電CoWoS先進封測的轉單，因而2024年日月光投控營運績效將可再現成長趨勢。若以晶圓偵測族群來說，2024年國內整體晶圓偵測族群廠商的業績力求重拾成長動能，主要是本產業的主要客戶庫存調整在2023年底暫告一段落，至於智慧型手機出貨動能已顯回升，PC市場下游需求也已有所改善，另外隨著CoWoS產能積極去瓶頸，AI相關晶片測試需求看升，顯然受惠於智慧型手機晶片測試需求加溫、AI GPU、ASIC等相關晶片測試需求暢旺、車用測試需求頗佳，特別是在智慧型手機SoC採用3奈米製程下，測試時間及需求將增加的挹注，此皆有利於2024年整體晶圓偵測景氣的表現。
至於記憶體行業部分，相較於2023年第四季DRAM價格相對持穩，2024年漲價的焦點也將從NAND Flash蔓延至DRAM，例如DDR 4、DDR5等；也就是當前記憶體市場已逐部擺脫週期底部的階段，且隨著供需關係持續獲得改善，產品報價開始實現築底向上的趨勢；特別是記憶體占全球半導體行業比例達20%，可視為半導體行業風向標，在其景氣回溫釋放一定復甦信號，加上AI商機及其他科技商機催化消費電子新需求，顯見2024年記憶體市況的基本面將逐步改善，預估我國該項行業產值年增率為16.3%；甚至中期來看，生成式AI市場迅速擴張，更可望帶動對於內含記憶體含量與價值的成長空間，長期來說，我國記憶體廠隨著商業務多元化佈局、產品結構持續升級，仍是可望扮演全球市場中少數的關鍵。
表一 近年來台灣半導體業及各系項行業產值規模及年增率概況
資料來源:TSIA，2024年2月
二、全球各國大力扶植本土半導體製造產業及加強與海外半導體廠合作，企圖改變版圖分布並搶佔戰略物資的制高點，而當中尤以日本政府推動最為積極，美國晶片與科學法案的補貼速度則未如預期
根據表二的彙整資料可知，在歷經疫情、美中科技戰、俄烏戰爭、以巴衝擊、紅海危機、台海軍事情勢緊張等情況下，各國皆意識到半導體為重要的戰略物資，故全球各國大力扶植本土半導體製造產業及加強與海外半導體廠合作，企圖改變版圖分布並搶佔戰略物資的制高點；其中美國欲藉由晶片與科學法案來建立國內半導體態系及區域產業集群，並建立跨國境半導體韌性供應鏈，而歐盟則是藉由歐洲經片法案來監測歐洲境內半導體供應鏈安全，並建立晶片生態系並重視晶片設計、製造、封測技術，且培養晶片技術人才勞動力，以及跨國共同建立半導體韌性供應鏈。
所幸短期內因台灣供應全球10奈米以下、7奈米以下、3奈米的比重仍高達69%、78%、95%，故我國尚可藉由先進製程的競爭優勢佔有全球半導體業的制高點；不過此段時間實施以來，部分國家面臨到建造或生產成本過高、專業人力不足、補助預算分配不均等問題，使得扶植政策推動進程各有所異，此相對也牽動台積電、Intel、Samsung等於全球的布局情況。
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，對比台積電亞利桑納州廠第一期、第二期量產時程將分別遞延至2025年、2027年，日本熊本一廠將順利於2024年底前量產，二廠則可望於2027年底前生產，反映雖然先前各國都祭出投資補貼的政策，但由台積電美國廠和熊本廠的興建進程觀之，兩國政府履踐承諾的態度有所差別；而台灣由於台積電持續加碼布局而使我國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；整體來說，國際領導型大廠於海外投資布局的概況仍以台積電最為穩健，其中日本熊本一廠建立重要的里程碑，反觀Intel、Samsung仍需面臨計畫可實現性偏低、缺乏客戶基礎、龐大投資金額回收遙遙無期的局面。
表二 全球主要國家祭出半導體扶植政策的概況
資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫整理，2024年3月
值得一提的是，日本熊本一廠的開幕代表著台積電近期海外投資搶下重要的灘頭堡，奠定客戶對於產能分散風險的需求，也意謂目前新一波全球的布局可望壓制Intel、Samsung；日本官方期望藉由台積電在當地的擴大投資重返過去半導體榮耀的時代，而未來可預期台日半導體各項的合作將更為緊密，台灣產官學界更應藉由此機會槓桿日本半導體所具備的優勢；此外，因台積電投資熊本，也帶來力積電跟進前進宮城縣，更有不少台灣半導體供應鏈規劃或已赴日投資，顯然在全球半導體供應鏈重組之際，台日半導體界將有更進一步合作的可能性與方向，而台積電投資將搭起台日半導體合作的關鍵橋梁。
三、有鑑於美中科技戰下使得國際IDM廠、陸企本身開始尋求下一個生產基地，因而南洋半導體島鏈將逐步崛起，招商將呈現競爭激烈的局面
除了東南亞本身經濟起飛，產業也開始朝向技術、提高產品附加價值等方向轉型之外，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，包括印度、越南、泰國、新加坡、馬來西亞、菲律賓、印尼等國家對於半導體領域的切入也相當積極。整體而言，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。
事實上，新加坡堪稱為東南亞半導體重要的發展樞紐，連台積電前董事長張忠謀先生也認為其是南洋供應鏈基地最適合發展該項行業之處，僅是其腹地較小未如日本；至於美中科技戰、強化供應鏈韌性考量致使全球半導體大廠包括先進前端製程在內的工廠將陸續進行遷移，印度及泰國等東南亞各國積極推出政策期望趕上新加坡及馬來西亞在南洋半導體島鏈的領先地位。值得關注的是越南的興起，主要是越南則與美國簽署全面戰略性夥伴關係，雙方就半導體與關鍵礦物簽訂協議，對於越南未來的半導體業招商將成為一大助力，預期可吸引大型跨國半導體企業進駐越南，事實上，越南近來也吸引包括Samsung、Intel等企業在當地設立生產據點和研發設施，更有Synopsys、亞利桑那大學簽署合作備忘錄，致力於人才的開發，同時越南教育部也與Intel簽署備忘錄來強化培育高科技領域的人才資源，其他包括Hana Micron承諾在2025年在當地興件封裝與測試廠，Basi在2023年11月宣布未來四年將在越南打造半導體設備的自家工廠，甚至越南政府也正與六家半導體廠商洽談建立當地的晶圓製造廠，同時越南政府更宣布將培育3~5萬名半導體及數位轉型相關技術人力，加速推動半導體產業，此均顯示越南未來在全球半導體供應鏈中具備崛起的潛力。
四、各國進行半導體合縱連橫的態勢甚為積極，無非是尋求快速建立在地化完整供應鏈的捷徑，台灣則需留意是否遭到邊緣化、排擠的疑慮
近期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。其中日本政府動作頻頻，除積極拉攏台積電於日本再進行第三座晶圓廠，並期望能於2029年量產3奈米製程外，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，而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。整體而言，台灣在面對半導體業國際情勢呈現分化及拉攏的格局中，尤須留意我國的發展空間是否遭到壓縮，畢竟各國欲弱化台灣先進製程的優勢地位。
五、美國再次收緊對於中國的半導體管制並進行漏洞，如針對中國的先進製程/高性能運算等技術進行新的限制、出口管制清單的擴大、擬將長鑫存儲列入實體名單，再次限制中國晶片發展、美國政府已要求日本/荷蘭/德國/南韓等加強出口到中國的半導體技術加強管制
近年來美國對於中國所祭出的半導體相關管制政策，包括擴大外資審查、出口管制規範擴大、擴充制裁實體清單、納入禁止投資名單、加強防堵政策，顯然美國對於中國半導體從上游到下游的合圍打擊之勢逐步成形(請參考表三)。而有鑑於先前華為新機的推出觸及到美國的紅線，因而美國勢必將全面性檢討過去對於中國管制半導體政策的漏洞，而可預期將再度聯合盟友共同抗中，不但範圍將加大，力道也趨於增強。2023年10月上旬美國則率先採取出口管制範圍拉大，以涉支援俄軍事工業為由，將42家中國企業列入出口管制清單，此為近期第二次擴大出口管制範圍，上次宣布將中國實體列入出口管制清單是在2023年9月25日，有10家中國企業與1名個人被列入實體清單，總計目前有700多加中國企業遭到美國列入出口管制清單中。
除此之外，2023年第四季美國更新晶片和半導體設備出口禁令，針對中國的先進製程、高性能運算等技術進行新的限制，即高階運算晶片出口限制、半導體製造設備出口限制進一步細化且查漏補缺、新增13家實體清單等；其中有關於AI晶片方面，美方對於中國的管制措施引入總算力性能TPP和性能密度TP參數來明確晶片性能控制區間；至於美方對於半導體設備的管制，等同光刻機限制範圍擴大，此也使得ASML 全部浸潤式光刻機或將面臨出口受限；而新增的實體清單方面，美國主要是納入研發原創性通用運算系統的壁仞科技及其子公司、雲端渲染公司光線雲、GPU晶片設計公司摩爾執行緒以及DSP晶片和SerDesIP供應商超燃半導體。
此外，美國正考慮對晶片製造商長鑫存儲多家中國科技公司實施制裁，進一步限制中國先進半導體發展；甚至美國供應業者被禁止向列入清單上的業者銷售某些先進產品、設備和零件，除非先獲得商務部的特別許可。而除了將部分中國科技業者列入黑名單之外，美國也在敦促盟友加緊密合作，遏制中國的崛起，例如先前拜登政府再度敦促荷蘭、德國、南韓和日本等進一步收緊對中國取得半導體技術的限制，不過日本政府表示，其從2023年7月起，已針對23項半導體設備加強出口管制，10~14奈米以下更先進製程技術的晶片製造設備都在管制範圍內，而目前針對美方要求尚未有進一步追加新措施的做法，主要是日、荷實施輸中半導體加強管制不滿一年，若再追加新措施，會導致業界人士不滿，因為將無法制訂事業的發展策略。
表三 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整理，2024年3月
六、先進製程的爭霸戰將延燒至2奈米及先進封裝上，不過台積電依舊以良率、客戶信賴度、效能獲得全面勝出的機會
全球晶圓代工版圖依舊是台積電獨大，2023年第四季市占率為61.2%，反觀Samsung節節敗退至11.3%，Intel亦遭擠出十名之外，顯然目前晶圓代工製程領先族群的三大業者，台積電仍是箇中翹楚。其中在先進製程技術藍圖方面(請參考圖二)，台積電計畫在2奈米製程節點採用GAAFET晶體管、 2026年發布N2P製程將引進Nanosheet GAA電晶體並添加背面電源軌技術，公司有信心2奈米製程將在功率、性能、面積上相較於競爭對手可望全面勝出。同時台積電則持續穩住先進製程的領先局面與堅定品質的穩定性，除了公司已經向Apple和Nvidia等一些最大客戶展示了其2奈米原型的製程測試結果，並可望於2024年進入2奈米的試產，2025年進入量產階段外，台積電在導入High-NA EUV光刻機相對謹慎，雖然時程上會較Samsung、Intel為慢，但此則是考量設備機種的性價比、此時對於製程延展的必要性、導入新設備所引發其他良率問題等的情況，也就是台積電更傾向於採用成本較低的成熟技術，以確保產品成本和穩定性，因而目前台積電持續沿用現有EUV機台，或許才是最佳選擇。
資料來源:工研院產科國際所，2023年11月
圖二 晶圓代工技術領先族群的製程發展藍圖
七、AI將持續為2024年科技產業最熱門的焦點議題，而全球除了Nvidia持續在GPU市場茁壯勝出外，台灣半導體業在全球AI供應鏈體系則占有一席之地
AI在目前科技產業界重要性的地位已日趨重要，特別是AI半導體佔整體全球半導體市場的比重將由2023年的10%提升至2027年的16%，此也將順勢拉抬半導體供應鏈的題材，而圖三則是反映AI整體供應鏈從源頭各大AI生成內容應用工具，再延伸到各類GPU、ASIC與AI自研晶片，最終則是需要晶片製造、記憶體、晶片封測環節；而此波AI商機多數掌握於Nvidia手上，並於資本市場中成為地表最強的投資標的，基本面也確實不負眾望，營收與獲利持續締造新的高點紀錄；至於台灣AI相關半導體供應鏈中將以台積電為最終贏家，畢竟其掌握GPU、ASIC、自研晶片的高階製程與先進封測訂單，而國內IP矽智財族群亦是市場矚目的焦點。
採用先進製程晶圓代工技術可滿足AI高工作負載需求，其中台積電則是最大贏家，因為各類GPU、ASIC與AI自研晶片業者在晶圓代工選擇對象皆以其為首選，主要是其先進製程良率佳，且又擁有優異的製造技術所致，其中Nvidia 2024年將推出的H200就將導入台積電4奈米製程，同時B100、B200則會採用台積電3奈米製程。若以積體電路設計業來說，AI是投資與產業的大趨勢，而IP矽智財公司則是主流中的一環，特別是積體電路設計公司要開發新的AI晶片，就會向IP矽智財公司購買成熟的IP模組，放入自家晶片的部分區塊，來能執行特定功能，故國內包括世芯-KY、M31、力旺、創意、智原、晶心科、巨有科技、金麗科、安國、芯鼎等IP矽智財業者，皆在此波AI熱潮下成為受惠族群。若以半導體封測領域來說，日月光FOCoS-Bride、台積電CoWoS及Chiplet等先進封裝技術，可實現處理器、加速器、記憶體模組的高速度、低延遲、高效能的數據訊號傳輸，當中台積電CoWoS產能依舊是各家AI晶片業者積極爭奪的對象，其CoWoS先進封裝客戶來自於Nvidia、Apple、AMD、Broadcom、Marvel、Xilinx等，在此情況下，台積電擴產後2024年底月產能將較原訂倍增而達到3.2萬片、2025年底為4.4萬片，期望能滿足客戶的需求。
資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫整理，2024年3月
圖三 AI供應鏈從上游至下游與半導體相關的分布概況