本文刊登於今日合庫，第544期
壹、台灣半導體產業特色及在全球的地位
1.台灣半導體產業因專業分工模式獨步全球，2019年在全球半導體產值排行僅次於美國而位居第二，超越韓國、日本、歐洲、中國、新加坡。
2019年台灣在全球半導體產值排行，雖然在2018年滑落至第三名，但2019年因韓國飽受記憶體報價明顯下跌之苦，同時我國有台積電先進製程競爭優勢的加持、中國去美國化的效益浮現，故2019年台灣在全球半導體產值排行僅次於美國，而再度躍升至第二名，超越韓國、日本、歐洲、中國、新加坡；也因我國在全球半導體16.9%的市佔率，且台灣的晶圓代工、半導體封測位居國際龍頭地位，2019年市佔率分別為76.7%、54.6%，積體電路設計業也僅次於美國，市佔率為19.2%(請參考圖一)，故在美中貿易戰中成為美國、中國亟欲拉攏的對象，凸顯台灣半導體在全球市場的重要戰略性地位，此情況將延續至2020年，畢竟台積電5奈米將於3月開始進行量產，先進製程持續技壓群雄，聯發科手機晶片在5G世代也有與Qualcomm一較高下的氣勢，更何況日月光投控在系統級封裝技術將持續大展身手。
而在各項產業的全球地位方面(請參考表一)，晶圓代工則是位居全球首位，且2019年市佔率高達76.7%，顯然在台積電持續拉抬下，我國晶圓代工市占率持續獲得拉升，而遙遙領先其他競爭國，況且台積電在全球半導體終端價值的影響力已超越Intel，甚至2019年底台積電市值更是首度超越突破10.0兆，佔台股總市值比重位居第一，超過18%，值得一提的是，在2017年9月底台積電宣布2022年3奈米廠將選定為南部科學工業園區之後，也將更加確立未來台灣晶圓代工持續為全球先進製程重鎮的地位；而台灣半導體封測產業市佔率亦是全球之首，2019年市佔率達到54.6%，呈現穩步提升狀態；至於台灣積體電路設計業則是全球排名第二，僅次於美國，而超越新加坡、中國，但在競爭國強力分食訂單下，2019年我國積體電路設計業的全球市佔率領先中國的比重已縮小；目前台灣僅有記憶體環節的市佔率較弱，2019年全年全球市佔率只達到4.1%，且以DRAM為主，其次是NOR Flash、Mask ROM。
2.美中貿易戰不但凸顯台灣半導體在全球市場的重要戰略性地位，同時半導體業對國內GDP、民間投資、出口、附加價值、供應鏈拉抬效果等有著顯著的貢獻。
我國半導體居於國際領先梯隊與重大成就是台灣的驕傲，而未來幾年，台灣恐怕沒有其他產業可超越目前半導體的地位，也就是半導體對於國內GDP、民間投資、出口、附加價值、供應鏈拉抬效果等都有著顯著的貢獻(請參考表二)。以民間投資來說，台積電2019年資本支出高達149億美元，光是一家公司就佔國內民間投資達一成以上，若加總其他半導體廠，占比則是將近15%；另外若台灣失去半導體產業的支撐，國內製造業會將短少六分之一的產值，且會失去近三成的出口值，整體商品貿易也難維持順差情況；同時2019年台灣半導體產業就業人數已達22.48萬人，人均產值連續三年位居1,100萬元以上，也就是說半導體產業及供應商員工將收入用於消費，帶動其他產業的經濟活動，極具誘發消費效果，對於民間消費產生相當的貢獻，另外，半導體所帶來的供應鏈效果也極為顯著，總計半導體產業間接帶動上游原料、設備、運輸倉儲、支援服務等產值超過1.8兆元，創造32.9萬人以上的就業，誘發產值達到1.14兆元，並創造24.6萬人的就業；更何況台灣半導體產業附加價值率已於2014~2019年連續六年超過50%，高於國內整體製造業約25%的平均，顯然全球終端電子產品朝向AI與高速運算晶片，提高對於10奈米以下之高階晶片的需求，且2019年台灣半導體產業附加價值佔台灣GDP比重可達7.9%，顯然失去半導體產業，台灣將缺少重要的經濟成長引擎。
貳、國內三大園區之半導體聚落發展概況
1.國內三大科學園區加總則以積體電路營業額所佔比重遙遙領先其他行業，而積體電路則是以新竹科學園區分額為首，其次依序為中部科學園區、南部科學園區。
國內科技產業及相關行業的聚集處以新竹科學園區、中部科學園區、南部科學園區為主，其中新竹科學園區的衛星園區又包括新竹科學園區、竹南科學園區、龍潭科學園區、銅鑼科學園區、宜蘭科學園區、新竹生物醫學園區，總計新竹科學園區開發面積達到1,342公頃，且核准廠商數已經超過520家，員工超過15萬人，實收資本額超過1兆元，同時近三年平均營業額均突破兆元，其中2019年積體電路產業之產值佔園區總產值達70.70%，為園區第一大產業，光電產業營業額佔園區總產值為10.79%，為園區第二大產業；而中部科學園區包括台中園區、后里園區、虎尾園區及已核定刻正開發之二林園區、加上兼辦中興園區共計五處，引進產業將設定以奈米精密機械、奈米材料、生物技術、通訊、光電及積體電路、綠能等產業為主，將有助於中台灣形成高科技產業聚落，朝向高附加價值、高科技密集的產業發展；南部科學園區則以台南園區、高雄園區為主，主要產業為光電、積體電路、精密機械、生技及綠能等產業，其中台南園區方面， 2017年台積電宣布5奈米及3奈米先進製程在台南園區建廠，則奠定未來將吸引全球頂尖廠商，打造全球規模最大半導體產業聚落的基礎，而鏈結產學與沙崙綠能科學城共同打造「綠能科技創新產業生態系」、形成國內最重要之TFT-LCD產業聚落、執行「南科智慧製造產業聚落推動計畫」來搶攻3D列印醫材之國際市場，也是南部科學園區的特色。
至於國內三大科學園區涵蓋的行業別則包括積體電路、光電、電腦及周邊、通訊、精密機械、生物技術、其他等，根據(表三)的統計資料可知，以2019年為例，行業別則是以積體電路為主，比重高達69.52%，遠高於其他產業，且新竹科學園區、中部科學園區、南部科學園區中的積體電路行業佔比均反映同樣的趨勢，比重分別為70.70%、75.92%、60.92%，顯然半導體行業依舊為我國鎮國之寶，且其群聚效應及在國際的競爭力、對我國經濟成長率的貢獻遠高於其他產業，其次則是光電的18.39%，再者依序為精密機械的4.47%、電腦及周邊的3.62%、通訊的2.42%、生物技術的1.11%、其他的0.48%。若以三大科學園區加以區分，則2019年依舊以新竹科學園區分額為首，佔比達到41.47%，其次依序為中部科學園區的30.29%、南部科學園區的28.24%，其中近年來新竹科學園區比重已有逐步遭到中南部科學園區瓜分的態勢，畢竟新竹科學園區發展較早，且亦達到飽和的階段，反觀中部及南部科學園區發展潛力與空間頗大。
2.竹科為台灣半導體發展重鎮，並以IC製造、設計為主，產值居次的南科聚落逐步建立中，並以高階封測及先進製程為主，再者中科聚落正漸趨完整，以高階IC製造為主。
若以我國半導體業的聚落分布來看(請參考表四)，新竹科學園區依舊是廠商聚集的大宗，2019年營業額佔三大園區加總的42.18%，含括新竹科學園區、竹南科學園區、龍潭科學園區、銅鑼科學園區等衛星園區，同時產學研合作相當緊密，且上中下游供應鏈完整，特別是以IC設計、IC製造為主，其中我國主要IC製造公司的總部位於竹科，也反映在新竹科學園區為資本密集地區，但在晶圓廠的分布上，則是逐漸增加在中科及南科的產能規模，藉此分散因天災受損而造成的潛在風險。而中部科學園區的半導體聚落以台中園區、后里園區為主，雖然園區的起步較晚，但近年來在政府極力扶持，以及擁有先進製程技術12 吋晶圓廠的建廠，特別是台積電中科廠的加持，使得中部科學園區產業聚落正漸趨完整，2019年營業額規模佔比來到33.07%；高雄科學園區的衛星園區則係以台南園區、高雄園區為主，雖初期是以IC封裝業務為主，目前高階封測實力雄厚，但台積電及聯電也進駐南科，甚至台積電已在南科興建5奈米製程的18廠，且以驅動IC為主要產品的IC設計大廠奇景亦座落於台南，顯然南部科學園區產業聚落正逐步建立中，總計2019年營業額規模約佔總產值為24.74%；至於表五則是我國新竹、中部、南部等科學園區半導體廠商上中下游完整名單。
表四 我國新竹、中部、南部等科學園區半導體聚落發展特性與代表廠商概況
表五 我國新竹、中部、南部等科學園區半導體廠商上中下游完整名單
3.雖高雄園區仍待發展，且以台南園區的半導體供應鏈尚缺光罩製造、記憶體廠，但台積電5/3奈米先進製程落腳於台南園區，賦予南科半導體聚落重大意義。
雖然南部科學園區的發展時程未如新竹科學園區，且與中部科學園區時間上未差異太大，但其重要性與發展潛力卻是與日俱增。事實上，南部科學園區主要包含台南園區、高雄園區，其中前者是行政院於1993年通過「振興經濟方案」並提出「增設南部科學工業園區」，爾後於1995年5月核定南部科學工業園區籌設計畫--即台南園區一期基地，2001年9月再核定台南園區二期基地，總計台南園區面積共計1,043公頃；而高雄園區是行政院於2000年5月同意於高雄市路竹地區開發南科路竹園區，爾後並更名為高雄園區，整個計畫案於2001年4月正式核定，總計面積為567公頃；也因高雄園區以主要產業為光電、醫材及航太等發展為主，故整體南部科學園區的半導體產業聚落是以台南園區為主，而根據表五的彙整資料可知，高雄園區目前在半導體產業鏈中僅有封裝製造、晶圓製品、周邊產業等環節，而台南園區則遍布電路設計、晶片製造、測試服務、封裝製造、晶圓製品、周邊產業等，僅是尚缺光罩製造、記憶體廠，但台積電5/3奈米先進製程落腳於台南園區，賦予南科半導體聚落重大意義。
若以國內半導體、晶圓代工龍頭代表廠商--台積電在台灣的廠房分布來看，新竹科學園區包含Fab 2廠、Fab 3廠、Fab 5廠、Fab 8廠、公司總部及Fab 12A廠、研發中心及Fab 12B廠、先進封測一廠、先進封測三廠、采鈺科技，台中科學園區則有Fab 15A廠、Fab 15B廠、先進封測五廠，至於南部科學園區則包括Fab 6廠、Fab 14A廠、Fab 14B廠、Fab 18廠、先進封測二廠。其中台積電5奈米其所在之Fab 18廠將是台積公司第四座超大晶圓廠，同時為提供更先進的製造技術，保留部分產能做為研發用途，以支援 3奈米、2奈米及更先進製程的技術發展，顯然台積電5/3奈米先進製程落腳於台南園區，賦予南科半導體聚落重大意義，也將為未來台南園區、高雄園區等衛星園區帶來新興科技領域的發展契機。
事實上，台積電5奈米製程技術已廣泛採用EUV技術，將於2020年上半年開始量產，此依舊為全球晶圓代工業界最先進的解決方案，已接獲多個客戶產品投片，包含行動通訊以及高效能運算產品，且該技術已進一步擴大台積電的客戶產品組合，至於台積電的3奈米製程技術將是繼5奈米製程之後另一全節點提升的製程，並將於推出時提供業界最佳的功耗/效能/面積的製程技術。
另一方面，根據表六的統計資料可知，2020年1~2月在台積電Fab14廠的7奈米製程接單頗佳下，南部科學園區營業額年增率達到16.30%，表現優於其他新竹科學園區、中部科學園區，甚至未來隨著台積電Fab 18廠完工，2020年第二季開始投產5奈米之後，2020年將可使南部科學園區的積體電路營業額有機會呈現高成長的局面，甚至台積電未來 3 奈米及其以下的先進製程皆可望落腳在南部科學園區，且3 奈米廠在順利取得土地後，已展開先期建設，同樣預計在2022年後完工，屆時南部科學園區營業額將可有機會突破2017年5,372.38億元的高峰。
参、未來國內半導體產業聚落可強化之處
1.有鑑於南科半導體產業聚落仍有土地空間可利用且具形塑的可能性，故發展目標可著重於先進製程、系統級整合、感測器、次世代記憶體等層面的深耕，以達成我國半導體業追求技術升級與產品差異化的目標。
由於南科半導體產業聚落仍有土地空間可利用且具形塑的可能性，因此未來發展目標可著重於先進製程、系統級整合、感測器、次世代記憶體等層面的深耕，以達成我國半導體業追求技術升級與產品差異化的目標。首先南部半導體產業聚落仍應以著重競爭優勢顯著的先進製程為主，特別是台積電在先進製程的進程與發展藍圖皆領先其他晶圓代工同業，且未來5、3、2奈米產能又將以南部科學園區為主，應用範圍涵蓋高速效能運算的客戶(高速效能運算範圍包括資料中心、GPU、CPU、FPGA、ASIC、網通、遊戲等各個層面)、手機應用處理器、網通處理器、可編程邏輯元件、繪圖處理器和遊戲機特殊應IC、加密貨幣挖礦晶片、人工智慧晶片等晶片，顯然強化南科半導體產業聚落動方案中應更加鞏固我國在先進製程的領先情況，特別是先進製程在高效能運算領域的相關應用。
至於系統級整合則是未來晶片設計與半導體產業亦可強化推動的領域，最主要是系統整合三大技術：系統級封裝(SiP)、系統級晶片(SoC)、3D IC，台灣廠商已有所耕耘，特別是系統級封裝部分，隨著電子產品朝向高效能、高整合度、低功耗等元件規格趨勢發展，半導體廠不再只是遵循摩爾定律發展，2.5D IC、3D IC已成為先進封測主要的發展趨勢，同時半導體封測廠商也更積極布局內埋載板、銅柱凸塊、Fan out扇形晶圓級封裝、POP堆疊式封裝等先進封裝技術，藉此掌握2.5D/3D IC的市場商機；除此之外，晶圓代工業者—台積電也積極跨入系統整合領域；上述皆是未來南部科學園區可強化的領域。
而雖然台灣目前在感測器、次世代記憶體的發展條件仍較弱，但有鑑於此兩個領域未來在新興科技領域仍具有相當的重要性，故仍值得台灣半導體業者積極加重布局，如感測器未來在物聯網中所扮演的角色極為關鍵，特別是物聯網即是把感應器嵌入和裝備到各種物體中，且被普遍連線形成物聯網體系，再將物聯網與網際網路進行整合，以實現人類社會與物理系統的結合，因而皆可成為未來強化南科半導體產業聚落的強攻目標之一。
2.國內南科半導體聚落可優先招攬聯發科、南亞科、日月光投控、力成、精測、台灣光罩等，外商可以Intel、AMD、Nvidia、ARM、Qualcomm、Micron、STM、TI、Broadcom、Kioxia、Sony重量級國際半導體廠為重
首先南部科學園區招商應以完備現有的半導體產業鏈為首，也就是電路設計方面雖有台南園區的瑞昱南科廠，但若可以技術層次含量與能力較為豐富的聯發科、聯詠等兩大廠商為招商目標，則更可完備後續強化南部科學園區在新興科技領域的設計競爭力。其次在晶片製造方面，則尚需完備記憶體方面的布局，畢竟台灣在此部分的全球市佔率較弱，而未來新興記憶體又具有關鍵的地位，因而南部科學園區可考慮以南亞科為記憶體製造廠商的招商目標、力晶積成居次。至於測試服務、封裝製造方面，目前亦僅有台南園區的南茂分公司及高雄園區的國家光電，若可再加入國內半導體封測大廠—日月光投控、力成、精測等業者的加持，將有助於未來強化南部科學園區在系統級封裝、邏輯封測、記憶體封測、晶圓測試之探針卡等能力。再者於光罩製造方面，可考慮國內目前主要三家業者—台灣光罩、中華凸版、翔進先進等為主；表七則為強化南科半導體產業聚落所作的我國招商規劃對象與介紹。
至於在外商方面，則可以重量級國際半導體為重，特別是匯集於全球前二十大排行中的廠商，如Intel、AMD、Nvidia、ARM、Qualcomm、Micron、TI、Broadcom、Kioxia、Sony半導體、Renesas等，主要係因此些代表性的國際級廠商若可到台灣南部科學園區設廠，將可帶來更多產業群聚的效應，具有示範性的效果，更何況這些國際大廠多在晶片設計、晶片製造、記憶體製造、IP矽智財、CIS感測器等領域具有優於其他競爭廠商的優勢，特別是在未來新興科技領域的著墨頗深，對於我國強化南科半導體產業聚落的發展將極有幫助，表八則為強化南科半導體產業聚落所作的外商招商規劃對象與介紹。
3.在未來全球ICT產業朝向新興科技領域之際，南科半導體產業聚落可代表台灣與國際市場作更緊密的結合，特別是台積電未來先進製程的重要產能將座落於台南園區，顯然南科半導體產業聚落將扮演重要的連結、發展之關鍵角色
雖然台灣半導體產業區域聚落主要以北部地區的IC產業聚落發展，且已相當成熟且完整，但新竹科學園區在土地取得上是現階段發展上所遇到的課題，至於中部科學園區亦有產業鏈尚待更為密集、基礎建設還需建構完備、當地IC人才略顯不足等問題需解決，故未來南部科學園區仍是有相當的發展機會，特別是在未來全球ICT產業朝向新興科技領域之際，南科半導體產業聚落可代表台灣與國際市場作更緊密的結合，特別是台積電未來先進製程的重要產能將座落於台南園區，顯然南科半導體產業聚落將扮演重要的連結、發展之關鍵角色。
而根據表九的資料可知，建立南科半導體產業聚落的作法，則將可從進行強化南科半導體產業聚落的作法評估規劃，以及加速建構高階IC 技術需求之配電、供水、對外交通網路、生活環境等軟硬體設施，且政府進行國內政策及國際市場的宣導、訂定園區具競爭優勢的管理辦法和特殊優惠補助，吸引興建下世代IC工廠，以帶動IC產業鏈建置，同時進行國內外半導體相關行業的招商動作，並進行南部科學園區周邊產、學、研的整合，特別是與學術單位或科學的結合，甚至進行南部科學園區與中部、新竹園區，乃至於國外重要半導體聚落的資源整合工作等層面來著手。
整體而言，進行國內外相關半導體廠商的招商、成立類似台積電大聯盟或半導體國家隊的概念團隊、強化南科半導體產業聚落與五大創新產業的合作關係，以擴大半導體多元創新應用、打造以使用者應用服務為主的生態體系、建立半導體整合技術平台，將是強化南科半導體產業聚落的聚體建議作法。屆時在南部科學園區管理局、科技部、國發會等政府單位的協助下，將可提供基礎建設(穩定水、電、氣供應)、財務支援、輔導IC產業進駐、人才培育與技術之後，將可由官、學、研三方面，推動產業技術升級，來促進人力流動與強化產業知識外溢，並充分發揮規模經濟效益。
而短期內有鑑於台積電3奈米、2奈米量產時程可望分別落於2022年、2023年，屆時將可醞釀以台積電為首的群聚效應，因而南科半導體產業聚落的招商動作可於2023年前完成；中長期來說，由於2024~2025年將進入下一世代半導體技術的發展關鍵，因而南部科學園區可在此時間完成技術平台的整合。