專論

全球變局下之半導體產業發展情勢(今日合庫)
劉佩真

2021/01/20
本文刊登於今日合庫,第553
半導體產業為尖端以及具有高附加價值的行業,更是未來新興科技領域發展的根基,能掌握半導體的關鍵核心晶片、製造、材料、設備等環節,方可搶佔全球未來5G、物聯網、人工智慧、車用電子、高效能運算、工業4.0等重要領域的商機與主導權,況且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,因而世界各國都相當重視半導體產業的發展;更遑論現階段全球進入美中兩強緊張關係升溫之際,美、中、韓等國已針對半導體祭出明確的發展或扶植藍圖,台灣更應有前瞻性的半導體發展規劃及靈活策略的應用。而面臨新冠病毒肺炎疫情、美中科技戰,現階段國際、我國半導體市場的發展情勢如何,以下將針對2020年各面向來觀測國內外半導體業的景氣走向與發展。

壹、疫情與美中科技戰下的經營環境變化
 

1.全球經濟陷入1930年代以來最大的衰退窘境,也同步牽動2020年全球電子終端應用市場出貨量的表現不佳,相對導致2020年全球半導體銷售額恐出現連續第二年衰退情況

 

原先2019年底各大半導體研究機構對於2020年全球半導體市場復甦持有高度期待,預期全年成長率可望介於5.5~12%的區間,但一場新冠病毒肺炎疫情造成全球大流行的黑天鵝事件,導致上半年各國邊境鎖國、消費者居家隔離禁止外出、經濟活動停擺等,同時美中兩國除了日益升高的貿易與科技戰衝突外(特別是美國5月對於華為禁制令升級不僅影響了對華為出貨的半導體業者營收成長,其他與華為海思有交易的半導體零組件供應商也受到連帶影響)2020年中旬開始這兩大強權近來又相繼傳出第二波感染案例攀升的局面,顯然疫情時有反覆的情況,此皆引發全球經濟陷入1930年代以來最大的衰退窘境,故此也同步牽動2020年全球電子終端應用市場出貨量的表現(請參考圖一),以20205月工研院產科國際所的估計數據來看,即便是疫情引發遠端需求而刺激對於伺服器的需求,2020年全年其出貨量仍是-1.6%,而平板電腦出貨量年減率恐為4.9%,至於整體手機、PC的跌幅則是各高達10.0%10.5%,在此情況下,各研究機構對於2020年全球半導體市場銷售額年增率也進而陷入衰退疑慮,如IBSThe Information NetworkIDCVLSIWSTS等預測各為-11.7%-6.1%-6.0%0.7%3.3%
 
資料來源:工研院產科國際所,20205
圖一  各時間點預測2020年全球電子終端應用市場出貨量概況
 
事實上,若新冠病毒肺炎疫情可逐步於2020年下半年逐步獲得淡化,且隨著科技基建的逐步加快步伐,行業的創新長期邏輯不變,也就是說上半年疫情影響手機需求下滑,ICT行業不可避免要經歷疫情帶來的陣痛,但這不改5G新基建的推進進度和終將到來的5G換機潮,終端需求有機會集中於下半年釋放;以Apple來說,2020年上半年公司出貨量佔全年的比重僅有36%,若以樂觀或樂觀偏中性的情境來考慮疫情結束後的需求反彈,產業鏈則有機會於下半年提高產能利用率,彌補疫情期間部分損失的訂單,但若以中性偏悲觀的假設,也就是中國疫情持續到20203月末、海外疫情持續到6月末,全球疫情對2020Apple產業鏈收入影響幅度為5~8%,而最悲觀預測下,海外疫情若持續到7月末,則恐因第三季Apple收入占比較高,預計影響2020Apple公司收入幅度達到8~13%。整體來說,2020年以來全球均受到新冠病毒肺炎疫情的影響,對於宏觀經濟和產業終端需求產生不確定性,但是站在行業波動週期來看,突發事件對於行業影響主要集中於波動幅度和時間長度層面,而不是影響發展方向,因而若疫情可望逐步明朗,半導體行業仍可進入加速回升週期。
 

2.2020年下半年美中科技戰乃至於兩大強國之間的博弈依舊反覆,就算11月美國總統大選後,美國與中國雙方破裂與競爭的敵對關係也難以修補,而半導體依舊是爭奪重心

 

雖然美中雙方於20201月簽訂第一階段的貿易協商,但科技戰的陰霾遲遲未消除,從表一的匯整資料即可知,尤其是20205月中旬迄今,美中兩強緊張氛圍不斷升高,除515日台積電宣布赴美設廠外,當日美國宣佈將透過修改出口管理條例,要求全球所有公司只要利用到美國的設備和技術幫華為生產產品,都必須經過美國政府批准,20日更宣布不排除防範現存規則的漏洞,使美對華為出口限制範圍擴大,22日美方更將33家中國企業和機構列入貿易黑名單,顯然美中科技戰角力重心落於半導體業。

 

事實上,華為在全球地區申請註冊的5G專利數量,遠超過QualcommSamsungLGNokiaEricsson等,加上華為在全球地區提供網通設備佔有率也居高不下,所以期望美國業者能與華為在技術標準上合作,避免多數標準變成是以華為所提出的內容為主,代表美國不願意在全球技術上交出領導地位,故20206月中旬美國商務部宣佈美國公司將與中國通訊業巨頭華為合作,共同制定5G等技術標準;不過美國在2020515日對於華為實施外國直接產品原則(請參考表一),該禁令並未有撤回的狀況,反映美國掌握半導體供應鏈的關鍵核心設備、EDA工具、FPGA晶片等,若以EDA而論,對具有複雜設計的先進電子設備的需求不斷增長,以及提高積體電路性能的同時減小尺寸的需求,正促使積體電路製造商增加研發投資來採用EDA工具,EDA成為後摩爾時代的產業發展動力,因而華為供應鏈是否遭到掐斷,主控權仍落在美國手中;此外,美國也聯合盟友禁止採購華為5G設備,甚至歐洲電信設備業者轉單效應開始浮現。

 

而預計2020年下半年美中科技戰乃至於兩大強國之間的博弈依舊反覆,雖然202011月美國總統大選確定由拜登當選,美中對峙有機會出現較為緩和的局面,主要是民主黨的拜登不會如川普般偏重雙邊,所以會加強多邊談判及貿易,甚至美國有機會重回主導CPTPP,且民主黨傾向國際主義,會聯合有共同目標的盟友,因而拜登較可能以結盟方式圍堵中國,預計措施上應會較溫和;但拜登未來上任美國總統後,美中關係也難以回到美中貿易摩擦前的水準,美國貿易代表署仍會持續關注中國是否有違反國際貿易規範情形,例如強迫技術移轉、侵犯智財權或國有企業補貼等,畢竟持續與中國對抗是目前美國的主流民意。
 
表一   美國對於華為相關禁令的內容演變與事件之發展
資料來源:工研院產科國際所、台灣經濟研究院產經資料庫整理,202010
 

而在美國對華為制裁範圍擴大後,華為高階製程晶片受此項禁令影響最大的問題在於台積電,主要是目前華為的5奈米及7奈米製程的晶片均委託台積電的晶圓廠進行生產(其中5奈包括海思的麒麟1020晶片,7奈米包括海思的990990 5G985980820810等晶片),況且此部分製程台積電獨步全球,若台積電無法向華為提供代工服務,則華為的5奈米與7奈米製程晶片將面臨停產的風險。其次華為最新禁制令則是華為旗下海思所使用的EDAFPGA等核心關鍵晶片皆為美系業者,其中EDA全球前兩大業者包括CadenceSynopsys均是美國廠商,而FPGA的國際兩大廠分別為XilinxIntel旗下的Altera,也均為美方所有,雖然中方近來有所涉略EDAFPGA,但因缺乏產業應用面的試驗,更無晶片底層架構,故仍遠落後於美國。

 

2020515日美國對於華為新的禁制令生效尚有120天的緩衝期,可見美國尚未完全正式掐斷對華為的供貨,而留有斡旋餘地,後續則端看20209月中旬前美中雙方的協商談判狀況而定,僅是港版國安法的通過,對於美中兩強的角力更形複雜,也增添後續科技戰的不確定因素,但可確定美國欲成為形塑未來全球科技供應鏈的主動角色,校正過去過於向中國傾斜的局面。

 

對於台灣來說,有鑑於台積電在全球7奈米以下先進製程的市佔率高達九成,況且5奈米的量產更是獨步全球,領先Samsung的狀態,因而台積電在全球晶圓代工龍頭地位短期內難以被輕易取代。而此次2020515日美國對於華為實施外國直接產品原則,等同除於美國以外,都被列為美國商務管制清單中的生產設備,要為華為與海思生產代工前,都須獲得美國政府的許可證;在此情況下,台積電已宣布2020515日之後不再接華為的訂單,但由於2020年初以來華為早已大舉向台積電大幅下單,且台積電如期在120天的寬限期將先前的接單全數以超急單案件處理全數出貨,因此足夠支撐2020年第三季台積電營運處於高峰。而預計2020年華為佔台積電合併營收的比重應在15%,而美國對於華為新的禁制令影響將落於第四季,對於台積電短期的影響最多僅佔全年合併營收的3~4%,甚至若有其他客戶及早填補2020年第四季的訂單缺口,如AppleiPadMacbook等處理器,顯然國內外客戶快速銜接海思在台積電騰出產能的重量級國際大廠,則對於台積電短期的影響將小於1%

 

2021年華為對於台積電的影響狀況也可望低於1%,畢竟華為的手機銷售訂單缺口可由AppleOPPOVIVO補足,此部分下單仍是在台積電所致,更何況受惠於全球半導體龍頭廠商—Intel終究敵不過製程的缺陷而改變公司策略,未來僅留一部分自行生產,其餘PC CPU、伺服器CPU、繪圖晶片部分則將委由台積電在2021年以6奈米來進行量產,顯然過去台積電相當敬畏的半導體技術高手—Intel,也臣服於台積電先進製程的麾下,台積電等同通吃全球兩大CPU業者IntelAMD的訂單。
 

3.中國面對華為新禁制令所作出的反擊顯得較微薄弱,反映關鍵性核心晶片多由美系業者掌握,況且中國半導體設備對美的依賴度高達47%,更何況全球前十大半導體設備美國及日本合計共掌握77%的占比

 

面對華為新禁制令的升級,中國將對於美方做出全面的反擊,除先前的不可靠實體清單的實施,尚可祭出供應鏈全面去美國化、與歐日韓展開積極的合作、暫停採購波音公司飛機,甚至藉由網路安全審查辦法及反壟斷法對QualcommAppleCisco等重量級美商進行限制或調查等措施來對美方制裁,但力道顯得薄弱。

 

另一方面,在美國對於華為限制政策再度加碼之祭,中國半導體國產代替仍然是未來發展的主流趨勢,惟對岸在半導體製造、設備和材料等環節依然相對薄弱。值得一提的是,華為雖然先前也想協助晶圓廠單獨建立一條非美系設備的生產線,也就是形成全球分為美規、中規等兩大體系,但可行性極低,除關鍵性核心晶片多由美系業者掌握外,主要是中國半導體設備對美的依賴度高達47%,更何況全球前十大半導體設備美國及日本合計共掌握77%的占比,且兩者設備的關鍵技術及專利優勢,五年內台、中、韓均難以與之抗衡。

 

也就是說全球前十大半導體設備廠美國業者有四家,包括AM的化學研磨設備、Lam的蝕刻設備、KLA的晶圓缺障檢測設備、半導體測試設備的Teradyne,另外荷蘭業者亦有ASML代表大廠,近年來為供應EUV機台著稱,而ASML則是使用美系技術的微影設備廠,再者日本業者則包括Tokyo ElectronScreenAdvantestHitachi Hight-Tech,新加坡代表廠商則是ASM;上述全球前十大半導體設備排名意涵多由在美國或源自於美國技術、日本所把持,況且日本亦屬於美國期望建立經濟繁榮網的可信任夥伴聯盟中的名單,故日本不太會因華為的要求而背信於美國這個盟友,況且在美國擴大制裁華為之際,日本亦不願捲入此風波之中;甚至日本政府近期要求法人機構在採購通訊設備時將國家安全風險納入考量,此舉似乎是針對華為,形同加速排除華為設備,顯然日本半導體設備上更不可能支持華為。

 

其餘包括台系、中國半導體設備廠商,頂多只有涉略半導體後段封裝、測試、其他相關設備部分,對於半導體設備中最重要的晶圓處理較無涉略。在上述情況下,等同台積電或Samsung、中芯國際要建立一條完全不使用到美系業者的晶圓代工生產線,難度極高,更遑論中芯國際本身製程技術才進展至14奈米製程,良率狀況也尚難達到穩定階段,況且未來若要推進到更先進製程,也需要使用美國技術的極紫外光設備廠—ASML的支援,因而短期內中芯國際反而需提防對華為代工協助不大、未來半導體設備採購出現問題而影響先進製程推進的問題。

貳、國際半導體市場之景氣
 

1.新冠病毒肺炎疫情過後在遞延性買盤使週期回歸正軌、國產替代持續、二期積體電路大基金加持下,2020年中國半導體業景氣將可望呈現前蹲後跳的局面

 

雖然2020年上半年新冠病毒肺炎疫情從中國擴散至全球,致使半導體終端應用市場需求備受衝擊,相對也影響中國本產業景氣原先預期將呈現逐季成長擴大的趨勢;所幸2020年中國多數半導體公司春節期間一直維持生產狀態,尤其製造與封測環節,產線常年處於開動狀態,受疫情影響相對較小;此外,美中科技戰並未隨著疫情而趨緩,美國依舊鎖定中國以華為為主的代表性廠商,進一步祭出更嚴格的出口管制,因而中國半導體業的半導體國產化為大勢所趨,相對將逐步加持本土業者的接單;更何況二期積體電路大基金持續加碼,註冊資本為2,041.5億元人民幣,顯然資金規模上遠超一期,預期將引入了更多積體電路產業發展較為集中和成熟的地區,最為突出的是長江經濟帶,若以產品別來說,記憶體可望成為二期積體電路大基金的重點投資方向,尤其是中國作為全球第一大DRAM和第二大NAND細分市場,自給率幾乎均為零,顯然對岸記憶體行業亟待發展,事實上,20203月底二期積體電路大基金已產生實質性投資,除了計畫對紫光展銳注資約22.5億元之外(紫光展銳為紫光集團旗下核心企業,目前已發展成為全球第三大面向公開市場的手機晶片設計企業、全球領先的5G通信晶片企業和中國最大的泛連接晶片供應商之一),未來進一步加碼半導體設備和材料的國產化進度(例如光刻機、蝕刻機以及大矽片、光刻膠等),顯然中國積體電路大基金仍將在半導體各環節持續加強支援;整體而言,新冠病毒肺炎疫情過後,預計終端遞延性買盤將使週期回歸正軌,特別是5G、物聯網、新能源汽車、雲端運算/伺服器、人工智慧、高速運算等領域的帶動,加上國產替代持續、二期積體電路大基金加持下,2020年中國半導體業景氣將可望呈現前蹲後跳的局面,但仍需留意美方制裁動作壓制對岸半導體國產化進程的情況。
 

2.美中兩強角力並未因疫情而停歇反而更為惡化,而全球晶圓代工龍頭廠商台積電宣布赴美設廠將是美中角力的另一個開端而不會是結束

 

有鑑於美國中長期希望在新興科技領域能大舉超越中國,更期望不論是遭逢美中關係趨於緊張或是類似天災人禍等事件,都能完全自主可控制關鍵供應鏈,加上在供應鏈脫離亞洲重回美國之際,也能達到先前川普總統所宣揚的美國製造目的,更能在供應鏈中進行去中國化的動作,也順勢逼迫各國重量級供應商在美中之間選邊站,甚至美國試圖建立一個被稱之為經濟繁榮網的可信任夥伴聯盟,藉此改變全球產業供應鏈的布局,挪移過度依賴中國的狀態,其中半導體行業則成為美國首要聚焦的環節。

 

事實上,從全球半導體產業鏈結構來看,2019年美國確實為全球第一大供應國,產值市占率高達44.6%,但其中多為IDM結構,比重佔美國半導體產值為64.6%,其次為IC設計,佔比為30.8%,反觀純晶圓代工、半導體封測佔比僅分別為2.7%2.0%;若以美國的半導體在全球強項來說,均穩居IC設計、IDM的龍頭地位,特別是CPU、類比ICASICASSP等產品,顯然全方位的產業鏈及多元產品布局為其特色。而全球位居第二大半導體供應國的台灣,2019年產值市佔率則為16.9%,雖遠不如美國44.6%的水準,但我國晶圓代工、半導體封測均位居全球首位,且市占率均在五成以上,而我國的半導體特色則是以產業鏈分工模式獨步全球。韓國則是全球第三名半導體供應國,2019年全球市佔率為16.3%SamsungSK Hynix所生產各類記憶體均是全球主要的供應商,囊括多數的版圖。

 

故藉由上述目前各國半導體產業鏈、產品特色、結構比重與市佔率資料可知,美國若要強化半導體各環節的競爭力,目前所缺乏的是晶圓代工、半導體封測等,而因半導體封測的附加價值與重要性較低,故重點明顯則是落在晶圓代工,特別是全球龍頭台積電的身上。確實2019年台積電來自北美市場的合併營收佔台積電總體營收的60%、中國市場佔20%、日本與中國以外的亞太市場佔9%、歐洲、中東及非洲市場佔6%、日本市場佔5%,其中2019年台積電第一大客戶為Apple,所佔比重為23%,其次為海思的14%。而雖然現階段美國區域是台積電最大的客戶端,但中國比重不斷提高卻是事實,也能扮演協助台積電分散區域、客戶集中度風險的功能,真正成為全世界晶圓代工廠的目標。

 

而受到美中雙方關係隨著疫情有所變化,且原本兩大強國關係也難以回到過去,因而美、中各自重塑自有半導體供應鏈則是迫在眉睫,特別是半導體是未來新興科技領域的發展根本,具有關鍵性的地位;而台積電赴美設廠之抉擇,美方似乎已無法再等待,故2020515日台積電終於宣布有意赴美國亞利桑那州設置晶圓廠,而對於台灣整體來說,台積電赴美設廠則是有利有弊的局面。

 

首先以有利方面而言,台積電供應高效能晶片給予美國F-35戰鬥機零組件供應商Xilinx,此訂單則將台灣面臨的國家安全威脅和美國的國防安全利益連結在一起,畢竟台積電若赴美生產,除確保美軍戰力,背後也牽動台灣的安全保障,尤其是台灣位處第一島鏈的核心戰略地理位置,有助於美國對抗中國軍事擴張,顯然藉由台積電將可進而提升台灣對美國的戰略價值

 

但不利的部分,則是台積電對於我國經濟成長率、民間投資乃至於整體半導體產業有著顯著的貢獻,三大園區更皆有以台積電為首的群聚效應,台灣更因台積電而為全球先進製程的生產重鎮;故未來若台積電赴美設置先進製程廠房,甚至使得上中下游供應鏈隨之遷徙,則難免會降低台灣在全球半導體的地位,經濟層面上也恐出現負面影響;因而若可交換讓美國加強來台投資,並協助台灣廠商進行產業升級,強化美中雙方在科技產業的實質技術合作,或許可降低台積電赴美對台灣經濟整體的影響。

 

至於對於台積電本身來說,雖然赴美設廠的各類條件現階段皆未達水道渠成的階段,包括資本密集度高的設廠成本、台積電上下游供應鏈之大聯盟遷徙問題、產業群聚效應低、人力機動支援與勞力費用、客戶是否願意支付更高的代工價格等基本問題,畢竟各方條件能評估到最佳狀態,才不會影響台積電目前高水準的獲利表現;但由於美國政府也正在鼓動台積電兩大競爭對手—IntelSamsung加入擴大在美國的投資,因此如果台積電此次缺席,又深怕未來美國訂單遭到競爭對手侵蝕。

 

在上述的情況下,可想見台積電目前左右為難的局面,畢竟赴美設廠並非純粹是一般公司海外投資的財務與市場考量,更參雜政治與美中角力的成分,所以台積電在宣布赴美設廠後,未來在美國總統大選前勢必將積極爭取美方所能給予最大的投資獎勵優惠,來降低赴美設廠的成本,同時透過美方政府來跟台積電最大客戶Apple協商,確保未來即便面臨生產成本增加,Apple也能同樣下單給予台積電

 

然而台積電赴美設廠將是美中角力的另一個開端而不會是結束,此從美國商務部正在修訂「策略性瞄準華為所採購的半導體中,屬於美國的軟體與技術直接產物者」出口管制規定即可知,並未因台積電赴美設廠而鬆綁其對華為的出貨,畢竟美國要阻斷中國在高科技產業的快速發展,此長期目標明確,特別是華為的部分,而其先進製程仰賴台積電的供應更是美方急欲根除的部分,僅是美方會給予台積電緩衝的時間,如2020515日起全面要求使用美企設備、技術或轉體設計生產的半導體廠賣給華為時,必須得到美國政府的出口許可證,即使是海外地區生產的廠商也不例外,但此部分尚有120天的緩衝期,在此情況下,華為已緊急對台積電追加7億美元的大單,涵蓋5奈米(海思麒麟1020手機晶片)7奈米強化版(5G基地台處理器)訂單,若台積電承接,則對其2020年第三季業績仍有所支撐,但台積電亦有可能考量不介入美中的紛爭而決定不接;而緩衝期之後,台積電能否再出貨給與華為,則須面對美方政府的態度與政策的變化,台積電僅能採取見招拆招的因應措施,反映美加強封鎖華為半導體供應鏈對於台積電恐形成不確定的局面。

 

此外,美中關係近期也不斷探底,美國川普總統宣布不排除與中國全面切斷關係,更要開徵新稅,迫使美企的供應鏈全面從中國撤回美國,雖然此與先前美國宣揚的去中國化供應鏈,以及試圖建立一個被稱之為經濟繁榮網的可信任夥伴聯盟,藉此改變全球產業供應鏈的布局,挪移過度依賴中國的狀態等政策有所呼應,但其政策本身恐對美國企業率先產生龐大的損失,以美國半導體業者而言,2019年中國業務佔比高達35%,且包括AppleIntelMicronQualcommNvidiaBroadcom等重量級美國半導體企業均在中國有設廠或與中國企業有密切的合作,未來頓失中國市場的支撐,勢必對業績產生極大的衝擊。

 

另外中國雖然因仍須仰賴台積電先進製程的代工而不至於縮減訂單,甚至因應短期美方再度對華為緊縮出口管制而擴大對台積電的追單,但中國後續恐不排除要求台積電加碼中國投資布局或將南京廠製程作升級,或中國策略性與Samsung合作給予台積電壓力;另一方面,全力扶植中國當地半導體業者,特別是中芯國際的發展,也是短期內相當明確的策略,即中芯國際旗下的中芯控股和第一期集成電路大基金、第二期集成電路大基金、上海集成電路基金、上海集成電路基金簽訂新的合資合約與增資擴股協議;甚至對於美方做出全面的反擊,除先前的不可靠實體清單的實施,尚可祭出供應鏈全面去美國化、與歐日韓展開積極的合作、暫停採購波音公司飛機,甚至藉由網路安全審查辦法及反壟斷法對QualcommAppleCisco等重量級美商進行限制或調查等措施來對美方制裁。且不論如何,未來台積電槓桿、平衡美中兩大市場最大的武器,甚至在夾縫中談判出最佳條件,依舊是先進製程領先全球且超前佈署所產生的競爭力。

參、國內半導體景氣之走向

雖然2020年國內半導體業產值年增率將僅由2019年的1.74%上升至5.45%,增幅未如原先預期來到高個位數,不過2019~2020年台灣半導體行業整體景氣表現仍是遠優於全球半導體

 

2020年台灣半導體業景氣方面,原先市場預期全球半導體景氣在週期性復甦、記憶體市況回春下將回到正成長軌道,相較於2019年產值表現近乎為持平的態勢,2020年將可呈現高個位數的增長,顯然成長力道相較於全球更勝一籌,其中我國半導體各細項行業的龍頭廠商將扮演主要驅動力的角色;但後續COVID-19(新冠病毒)由中國迅速蔓延至全球,對於全球經濟與產業發展衝擊已超乎預期,不僅是中國、日本與南韓等供應鏈受到影響,終端應用市場的車用電子、消費性電子、手機等產業鏈已可預見衰減,僅有伺服器供應鏈受惠於宅經濟,電商、影音平台、電競遊戲與遠距會議、協作平台等需求大增,來自於中國、美國等雲端客戶訂單未減,故根據圖一的預測數據可知,2020年國內半導體業產值年增率將僅由2019年的1.74%上升至5.45%,增幅未如原先預期來到高個位數,不過2019~2020年台灣半導體行業整體景氣表現仍是遠優於全球半導體。
 

資料來源:工研院產科國際所、台灣經濟研究院產經資料庫整理,20208

圖一  2008~2020年國內半導體業產值及年增率之走勢與預測
 

若以晶圓代工業而言,儘管新冠病毒肺炎疫情於2020年首季蔓延全球,造成國際市場高度恐慌,不但對經濟實質面造成衝擊,金融市場也呈現高度震盪往下的局面,在此情況下,即便2020年首季國內晶圓代工業者訂單尚未受到波及,但第二季則開始感受來自於客戶因需求明顯不如預期而造成的部分減單效應,特別是全球智慧手機、PC、消費性電子等出貨量及5G滲透率目標屢遭各界機構下修,IT產業供應鏈的砍單潮逐步反應於晶圓代工業者身上,如華為已展開第二波智慧型手機砍單,因疫情延燒以及缺乏Google GMS服務,華為開始調整通路庫存,年初華為已針對4G手機砍單,20203月起華為已開始針對5G手機訂單做出下修,但台積電所受到的影響仍相對在可控制的範圍,主要係因其先進製程產能的稀少性仍是客戶不敢大幅砍單的原因,加上疫情促進遠端視訊、5G基礎建設、電競、健康照護醫療需求,為網通、伺服器中心等廠商帶來契機,通訊基地台建設、醫療應用晶片、遊戲顯示晶片等需求增加,亦為台積電高速運算業務帶來支撐。

 

所幸後續隨著疫情逐步獲得控制,受惠於5G題材重新發酵、新興科技領域需求浮現、下游客戶進行庫存回補,以及台積電身為科技創新領導者的地位難以取代,且在人工智慧及高效能運算市場占有率持續攀升等因素,2020年國內晶圓代工產值年增率仍將由2019年的2.13%提升至9.32%,僅是增長力道確實未如原先市場預期,畢竟疫情意外爆發,對終端需求的影響似乎比預期更大,加上美中科技戰所帶來的不確定因素所致。此外在公司因應與政策建議方面,根據工研院產科國際策略發展所的資料可知,在這次新型冠狀病毒疫情所帶來的啟發,企業應可強化供應鏈風險控管,採多供應商策略,來降低缺料風險,同時加速因應市場需求,建立機動產線的配置,同時朝向智慧化生產布局,來降低人力需求,更要重視關鍵技術的布局;若以政府因應策略來說,可朝向無人工廠技術研發與補助措施,避免封城所造成人力缺工問題,同時協助廠商布局智慧製造的半導體生產工廠,來強化生產彈性。

 

若以記憶體及IDM業而言,雖然新冠病毒肺炎疫情嚴重影響中國經濟成長率,使其2020年首季罕見出現-6.8%,工廠停擺也使智慧型手機和汽車DRAM需求下滑,但疫情意外帶動遠端辦公需求成長,刺激資料中心與個人PC需求大增,抵銷智慧型手機的疲弱表現,顯然因多國防疫封城,增加在家辦公、學習等各應用市場DRAM需求,應用別包含網通、SSD、遊戲機、物聯網及平板電腦等需求成長,成為2020年以來國內外DRAM市場需求端的利多因素;更何況全球供給端的部分釋出仍相對有限,除Samsung2020年上半年將Line 13DRAM產能緩步轉換至CIS,下半年平澤二廠才會啟動量產,但整體而言,Samsung1Znm的生產比重也不會太高,而SK Hynix也是於2020年上半年將M10DRAM投片轉移至生產CIS,同時增加M14的產出,至於SK Hynix 2020年在1Ynm的生產比重仍屬有限,若以Micron集團而言,原瑞晶已全數以1Xnm做生產,但公司規劃於2020年直接導入1Znm生產,其良率表現仍待觀察,而原華亞科則是已有過半比例導入1Xnm2020年重點反而將是加重1Ynm的生產占比。綜而言之,即便2020年發生新冠病毒肺炎疫情,多少壓抑原先DRAM需求端的成長力道,價格上揚的增幅也將有所抑制,但相較於2019年供需失衡的狀況仍有所改善,故2020年我國以DRAM為大宗的記憶體與IDM產值年減率將由2019年的20.40%縮減為9.65%

 

若以積體電路設計業來說,2020年國內積體電路設計業產值年增率仍延續2018年以來第三年呈現正數的態勢,除了雲端及疫情觸發線上需求,2020年全球伺服器出貨量成長幅度可期,連帶刺激相關晶片需求之外,主要是來自於中國去美國化的效應促使2019年第三季台灣與美國積體電路設計業的單季營收年增率出現明顯的黃金交叉,2019年第四季~2020年第四季兩者差距更大,況且雖然2020年首季Qualcomm似乎藉由新品與價格策略搶占多數5G手機晶片客戶,但下半年聯發科在美中關係緊張升溫、推出更全方位的晶片平台下仍舊有機會反撲,同時前三季華為對台灣半導體供應鏈進行大舉拉貨,以便在華為新禁制令緩衝期到期前能將庫存拉到最高,以及國內積體電路設計業者更擅於用打群架的方式來因應目前的行業競爭情勢,如全球第二大、台灣最大的指紋辨識業者神盾,於2020年第二季與全球觸控及驅動整合IC(TDDI)第二大廠敦泰合作,特別是神盾以每股32元、共約15.5億元取得敦泰16.19%的股權,甚至未來兩家廠商將合作開發整合觸控、驅動與指紋辨識功能的三合一晶片FTDDI,展現業務上互補的效應,預期未來可望推出LCD面板的屏下指紋辨識解決方案,有助於神盾與敦態擴大市場規模,可有效展現台灣在此領域的晶片競爭力。

 

不過2020年國內積體電路設計業產值年增率由2019年的8.03%減緩至4.26%,除了基期較高的因素外,則是反映中國積體電路設計公司不斷湧出,且鎖定量大的標準型晶片市場積極搶攻,畢竟2019年台灣領先中國積體電路設計業的市佔率僅剩2個百分點,顯然我國整體本產業所面臨的競爭壓力仍大,甚至2020年首季在新型冠狀病毒肺炎武漢疫情肆虐中國與各國,造成終端應用市場僅有少數領域出貨量可維持正數態勢,如疫情使民眾換機意願下降、廠商新機推出時程遞延、科技戰對華為攪局,導致全球2020年全球智慧型手機銷售額跌幅恐達一成以上,此外,各國封城效應,故IHS Markit預測2020年全球汽車銷售量跌幅將為12%,不利於車用電子,同時疫情加上東京奧運延後,故WitsView預測2020年全球電視機出貨量跌幅為5.8%,顯然部分應用市場需求疲弱不利於相關積體電路設計業者的接單表現。

若以半導體封測業而言,2020年我國半導體封裝及測試業產值年增率僅將由2019年的1.56%略微提升至1.78%,主要係因新興科技領域對於低功耗與高效能的需求有增無減,使得許多IC供應商正在採取先進封裝替代方案,在者疫情推動歐美日等一線半導體IDM大廠策略轉變,將IC測試端優先委外,台系封測業者相對受惠,更何況2020年上半年疫情所衍生的造成遠距教學、線上教學等促使安控相關CIS與影像相關晶片需求竄出,拉抬3D感測元件相關的封測需求,況且日月光投控在中國解除合併相關限制後,日月光與矽品技術整合的效益將更為突出,兩者在2.5D FanoutFC PoPFC AiP、異質整合等封裝更是領先中國業者,況且日月光投控等在感測器、微機電元件封測業務深耕已久,其客製化、複雜度較高的封測需求,將是台廠接單的強項,以及時序進入後疫情時代,帶動相關非接觸式車載、醫療、機器人物流等新服務模式,也提升工廠智慧製造化程度等,進而帶動相關半導體元件及封測的需求增加所在,甚至美中緊張關係升溫,使得下半年中國去美國化的重整供應鏈動作持續,來自於中國去美化趨勢持續、中國其他品牌版圖看多仍是台廠商機所在,特別是5G應用下晶片異質整合封裝技術,台系業者相較於中國本土廠商的競爭力仍勝出。

肆、未來半導體行業的觀察重點

美強化管制陸竊取高科技後續作為對全球及區域、我國的影響範圍甚廣,台灣半導體業未來應有積極的因應之道

 

首先在美國方面,過去在美中貿易戰中一直藉由關稅、非關稅貿易障礙來打擊中國發展半導體的勢力,或是遊說、施壓其他供應商來美國設廠,或是建立盟友的可信任夥伴聯盟之供應鏈,目前策略亦有加入強化扶植自家美國半導體業者的態勢,即美國半導體協會呼籲自家政府提撥370億美元來維持美國在全球半導體第一大國的地位,特別是在2019IC設計美國全球市佔率已高達65%之際,顯然美國最需強化的環節即是晶圓代工,焦點尤以Intel為首。

 

主要是Intel要到2021年第四季推出7奈米(相當於台積電5奈米製程),爾後於2024年量產5奈米,顯然Intel在先進製程的推進上有所遞延,此舉也間接推升了台積電的產業地位,甚至Intel先前營運策略不排除長期外包產品給其他晶圓代工廠的可能性,此則是美方所不能接受的,因而未來美國半導體業若要組成國家隊,勢必將重新增強Intel的晶圓代工能力。

 

就中國而言,為破解來自於美國的技術禁運與出口管制等威脅,更為中長期能在全球半導體業佔有一席之地,中國官方持續以政策支持、協同創新、重點突破等方式來加以扶植,近來政策又祭出二期國家積體電路產業大基金、新基建的推動,其中201910月大基金二期成立後,20204~5月再向紫光展銳及中芯南方進行投資,顯然大基金一期與大基金二期對半導體全行業的重磅出擊,將繼續深化中國半導體產業鏈的全面佈局,加速國產化進度的推進,且中芯國際的科創板上市申請已在202061日獲得受理,將可獲得充沛的資金動能,做為未來先進製程研發投入、改善良率之用等。顯然過去中國官方的扶植動作對於各環節供應鏈的競爭力將具有加速推進的挹注效果,如海思已可擠進全球前十大半導體之列,顯然其實力已不可小覷。但目前中國半導體產業建立自主可控供應鏈的速度恐將受到美國的干擾而趨緩,主要是面對美國步步進逼,核心關鍵晶片、設備掌握於美國手中,中國半導體國產化進程推進恐將受阻,更需留意建置自有供應鏈的過程中,加大對台的人才挖角力道,此部分將是台廠需特別留意的地方。

 

至於韓國方面,為有效降低對於記憶體產品的過度依賴,並強化非記憶體的生態系統,南韓政府宣布「系統半導體願景及策略」,目標是2030年成為全球晶圓代工業第一、全球積體電路設計市占率達10%;而為呼應南韓政府的半導體發展目標,SamsungSK Hynix也有所動作,包括Samsung發表「半導體願景2030」,計劃在2030年底前斥資133兆韓元,發展成為全球第一大非記憶體的半導體廠,南韓政府也將針對Samsung擴大對晶圓代工業務投資來提供相關的稅金減免,同時近期Samsung繼近期宣布投入10兆韓元在韓國平澤二廠擴建極紫外光晶圓代工生產線後,202061日再宣布將以8兆韓元在該廠擴大3D NAND Flash產能,後續更有機會再加碼DRAM 15兆韓元的投資,顯然光是短期Samsung在半導體事業將加碼33兆韓元;而SK Hynix則是預計投入122兆韓元,打造龍仁半導體產業聚落;顯然位居全球第二大、第三大半導體供應國的台灣與韓國的競爭將更為激烈,不過預計台灣、南韓依舊在晶圓代工、記憶體各執一方。

 

而就台灣來說,利用現有國發基金則可立即發揮一些效應,主要是政府可以投資的方式,協助我國半導體業進行內部整併與對外購併,投資基金亦可幫助國內半導體業者購併國際有技術的早期新創事業,特別是為搶進物聯網或其他新興的半導體領域,或使台灣半導體業者可掌握下一世代新興記憶體的商機;甚至未來亦可藉由國發基金建立國際雙邊或多邊研發合作平台,以擴大台灣與國際研發資源之槓桿效應,促使台灣成為跨國開放創新之區域研發連結的重鎮。整體而言,面對全球科技爭霸聚焦於半導體業,台灣除了要向台積電以先進製程的超前部署產生之高度競爭優勢外,更重要的是企業要擁有具技術獨特性、關鍵性、前瞻性的發展項目,且能提供強大生態體系支援與軟硬體合作夥伴的供應商方能脫穎而出。
 

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