【新興領域/2022.8焦點】論地緣政治情勢動盪下全球半導體業的發展趨勢

2022年8月初美國眾議院議長裴洛西訪台，引發兩岸地緣政治風險急遽升溫，高盛發布的《海峽兩岸風險指數》，因為此事件而出現急升的狀態並超過80，且美中軍事動作頻頻，反映美國眾議院議長裴洛西訪台事件不但使全球金融市場焦慮，各資金也尋求避險，更是牽動半導體供應鏈的穩定性；尤其裴洛西訪台前，適逢台積電劉德音董事長罕見接受CNN專訪，談到敏感性的軍事、武力議題，顯見地緣政治因素干擾半導體業乃至於台積電的情況已持續升溫。

事實上，除了近期台灣本身所遭遇中國文攻武嚇的險境外，我國半導體業所面臨的全球外部環境也是充斥美中兩強對峙下的動盪局勢，包括美國拜登政府與荷蘭政府取得聯繫，並要求荷蘭政府限制對中國出口ASML EUV光刻機，且恐要求日本半導體商同步配合，爾後更為了限制中國製造先進晶片的能力，美國準備對電子設計自動化（EDA）軟體實施出口禁令；另外美國敦促南韓表態是否加入Chip 4聯盟，而美國眾議院議長裴洛西南韓，總統卻以請假為由未見面，僅以通話方式代替，此也相當耐人尋味，顯然中國在南韓方面的著力也甚深；同時美國參議院通過527億美元的晶片補助法案，其中附加條款為領取美國補助款的半導體業者，未來十年不得到中國設立新廠、擴充先進製程產能；再者中國最大半導體製造商--中芯國際製程技術觸碰到7奈米製程，致使美國將再度加大對於中國的制裁行動。

而在目前全球地緣政治變化萬千，以及全球動盪的政經情勢，特別是美中兩強的對峙，台海緊張的軍事壓力，也讓半導體業繃緊神經，台積電也嚴陣以待，且美國此波一連串基於地緣政治考量與對於追求科技主權的絕對優勢下，將進一步給予各半導體供應鏈不少壓力。究竟美中兩強對決的態勢會持續牽動全球半導體業競合，對於台灣本產業的影響又是如何?另外中國為強化半導體國產化進程的推動，新創業者陸續浮現，未來是否具備競爭力?以下將就各項重點議題進行討論。

一、各國半導體晶片軍備競賽陸續啟動，其中尤以美國《晶片與科學法案》通過及附加條款對於海外投資業者的影響最受矚目

根據表1的統計資料可知，有鑑於美中科技戰、疫情、俄烏戰爭，半導體業已被視為是重要的戰略物資，因而全球主要國家無不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占戰略物資的制高點，其中尤以美國《晶片與科學法案》通過及附加條款對於海外投資業者的影響最受矚目。

表1  全球主要供應國對於半導體祭出扶植政策與目的

資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫整理，2022年8月

就美國晶片補助法案的附加條款方面，不論是美國本土業者或是外資廠商，未來十年不得到中國設立新廠、擴充先進製程產能的條件，的確將限縮廠商全球布局的彈性，爾後也恐短少外資企業就近在中國供應的商機。但若比較美國、台灣、南韓等來看，此部分南韓所面臨的壓力則較大(請參考表2)，主要係因Samsung 2012年以來在中國的投資已達258億美元，且Samsung的中國西安廠占該公司NAND Flash量產的比重達42.3%、SK Hynix中國無錫廠的DRAM產量占該公司產能為45%，顯然未來若Samsung與SK Hynix在中國的兩大廠房無法再進行製程的微縮，恐逐步失去其競爭力；反觀台灣的台積電、環球晶、聯電、力積電等，雖也有在中國投資，不過所占比重均較低，都在個位數的水準，生產重鎮仍以台灣為主，加上在兩岸政治情勢緊張的關係下，台廠短期內再到中國進行建廠、擴產或升級製程的可能性偏低，故美國晶片補助法案的附加條款對台廠的影響，尚在可控制的範圍。

表2  Samsung、SK Hynix半導體廠建設概況

資料來源:台灣經濟研究院產經資料庫整理，2022年8月

綜而言之，有鑑於台積電未來九年在美國僅投資120億美元，Intel、Samsung則是分別宣布未來十年在美國投資1,000億美元、未來二十年在美國設置11座晶圓廠共計2,000億美元，對比於Samsung、Intel的經營屬於理想擴張型，台積電的現實穩健營運模式相對較佳，畢竟於美國設廠的成本遠比原先預期為高，未來量產後的晶片價格也無法與台灣的性價比相較，因而客戶是否願意買單甚為重要，故現階段台積電在美國以象徵性的投資，而非無限度擴大，對於未來幾年的獲利表現來說，仍是相對較佳的策略。

二、美國主導的Chip 4晶片聯盟力求韓、日、台到位共同抗中，其中南韓被迫最終表態時間點為2022年8月底前

美國為力求鞏固全球第一大半導體供應國的地位，加上聯合盟友共同抗中的策略，因而期望成立國際前四大導體供應國美、台、韓、日等共組Chip 4聯盟，目的無不希望藉由圍堵方式來讓中國半導體業的發展陷入停滯，畢竟美國擅長的是晶片設計、半導體設備、EDA、PFGA等，而台灣則是先進製程的部分，韓國在記憶體全球版圖具有舉足輕重的地位，日本不但掌握半導體材料、設備，也在光學元件、車用半導體有多所著墨，此皆是短期內中國半導體國產化不高的情況之下所需的供應鏈，故Chip 4成功與否也代表著美中兩方勢力的角力與抗衡。而美國對於南韓則是期望2022年8月底前能表態，雖然先前Samsung已宣布將於未來二十年投資美國2,000億美元興建11座晶圓廠，但美國眾議院院長裴洛西8月初前往南韓拜會，總統尹錫悅卻以請假為由未接見，僅以電話對談替代，顯然中國也給予南韓不少壓力，因而南韓正陷入天人交戰之中。事實上，對於南韓來說最為難以決定，主要是南韓一年出口至中國的半導體金額占整體該國出口比重超過六成，加上近年來韓廠於中國的布局規模並不低，不過南韓政治勢力上還需要美方大舉加持來抗衡北韓，因而南韓選邊站的現實局面似乎確實進入左右為難的焦慮階段。

三、台積電董事長罕見對於敏感的軍事政治議題表態，顯然地緣政治因素影響半導體業乃至於台積電的程度已持續升溫中

在美國眾議院議長裴洛西訪台前，台積電劉德音董事長難得接受CNN專訪談到兩岸的軍事衝突關係，他表示沒有國家能用武力控制公司，畢竟台積電是一個十分複雜的龐大組織，不論是原物料、化學物質、設備零件、工程軟體與檢測等，各環節皆需要來自於歐洲、美國、日本等廠商的供應，等同全球的通力合作才能讓台積電正常運作；若台積電無法正常營運，將會對國際間科技產業形成重創，也會對中國經濟、全球經濟造成巨大損失，因而戰場上沒有贏家，戰爭只會摧毀已經具備穩定秩序的世界經貿活動。

而在美國眾議院議長裴洛西訪台之際，台積電劉德音董事長不但與其進行視訊會議，午宴上也與台積電創辦人張忠謀先生一同出席，顯見半導體業為台灣經濟最重要的成長動能，台積電更是極為關鍵的資產，況且護國神山在全球半導體供應鏈所占的獨特地位，使其在地緣政治變化當中成為各方矚目的焦點。事實上，台積電對於全球經濟的重要性，從2022年首季台積電在全球晶圓代工的市占率高達53.6%，遙遙領先其他競爭同業的表現，就可一窺端倪。況且台積電10奈米以下製程供應全球比重來到69%，7奈米以下製程供給占比則為78%，更遑論在Samsung 3奈米製程良率與客戶名單皆未明朗之際，2022年8月將量產的台積電3奈米製程，將幾乎可囊括全球98%的市占率，顯然台積電在全球先進製程是極為關鍵的供應商。

四、中芯國際觸及7奈米製程量產，再度挑起美國敏感神經，也刺激美方加大對於中國半導體業的制裁管制措施

即便美國鬆綁對於中國先前施加的關稅枷鎖，也不代表兩方的科技戰將告一段落，畢竟美中未來在新興科技領域的爭霸依舊是市場的焦點與主軸，特別是半導體業的部分，此從美國擬擴大封殺中國半導體業的動作即可知，特別是中芯國際觸及7奈米製程的量產，此讓拜登政府正聚焦在削弱中國發展先進半導體製造能力的努力，來應對美國面臨的重大國家安全風險。

也就是有鑑於美國通膨居高不下的情勢，啟動對中國關稅複審程式，顯然拜登政府正在評估美國從中國進口商品所加徵的關稅，並考慮下調部分關稅，但此並不意謂美中雙方貿易關係將轉向，畢竟美國可能發起另一項針對產業政策的301調查，即便關稅調整實施，中國企業也可能面臨更多限制；甚至美國正推動荷蘭ASML禁止曝光微影設備製造商出售主流技術給中國，包括出售先進製程所使用的EUV機台與成熟製程用深紫外光曝光微影系統的DUV。同時美國政府也試圖施壓日本，要求與ASML競爭的廠商Nikon也禁止提供中國技術。何況美國在得知中芯國際有開始量產7奈米，更是擬啟動美國半導體設備14奈米以下製程的相關設備出貨至中國，同時為了限制中國製造先進晶片的能力，美國準備對電子設計自動化(EDA)軟體實施出口禁令，EDA被視為設計和製造先進人工智慧晶片最重要的技術；這種種的反制動作，代表美方仍全面遏止中國半導體產業崛起，此將拖延後續對岸半導體產業國產化提升的速度。

事實上，中芯國際是使用DUV設備與自對準四重曝光的方式來達成7奈米製程的目標，而此模式理論上製程極限可達5奈米製程，不過由於解析度低使良率低，最後再矽晶圓上的圖案會與預期的圖案有所差異，因而自對準四重曝光的實際製程極限僅為7奈米製程；但中芯國際7奈米製程的良率偏低、難以大幅量產、生產成本高昂、應用領域較無法擴及高效能運算，故其宣示性的量產大於實質性的意義。

整體而言，美中兩強對抗的局面因俄烏戰爭而更為升溫，美國商務部長也強硬警告中芯國際，若發現其對俄羅斯供應晶片，將使其營運陷入困境；此仍可嗅出美中雙方的敵對意味濃厚，況且未來在新興科技領域，半導體將扮演關鍵的基礎角色；甚至美方亟欲持續稱霸並支配全球半導體供應鏈的趨勢仍明顯，尤其是繼美國、歐洲、韓國、日本、中國、印度等陸續祭出半導體扶植政策後，美方則祭出美國製造、與其他供應國組成聯盟等方式來拉抬其競爭力，其中美國政府向南韓、日本及台灣等四個支配全球半導體市場的主要國家提議，組成Chip 4同盟，旨在將中國排除在全球供應鏈以外，且也由多國組成聯盟的方式蔓延至雙邊模式，期望加強與各國競爭力的互補，來強化美方半導體製造的能力，最終對中國半導體業進行全面封殺；在上述情況下，美方仍會多方牽制中國半導體業的發展，使其不管是在晶片設計的研發，或是製程技術的推進有所遞延，顯然2025年中國半導體自給率要達到七成的水準，仍是相對的困難。

有鑑於此，儘管美國擬禁止EUV、DUV設備出貨至中國，恐也將波及台灣廠商，但由於我國半導體業在中國的生產比重僅有個位數，顯然多數生產重心仍放在台灣，因此未來接獲轉單的機會仍大，況且美方在半導體設備的管制更趨嚴格，對於中國發展晶圓代工、NAND Flash、DRAM等，均將造成不小的阻礙，畢竟未來正逢對岸成熟製程、記憶體產能大舉擴張的階段，特別是中芯國際、華虹半導體、長江存儲、武漢新芯等廠商，屆時將造成中國本土業者面臨擴增產能而短缺半導體設備的窘境，況且美方此舉動亦可加惠於自身的記憶體廠，如Micron、WD等，對於穩固美國在全球記憶體市場的地位亦有幫助。

五、中國為突破美方的封鎖並加快國產化的速度，近期對岸獲得投資的半導體新創業者紛紛崛起

為進行中國半導體盡早達到自主可控的境界，快速提升國產化的進程，中國對於半導體業所祭出的相關獎勵政策，主要包括二期集成電路大基金、新基建、科創板、新時期促進IC產業與軟體產業高品質發展若干政策、第三代半導體材料將列入十四五規劃，同時兩會上，中國官方也特別提及汽車行業缺晶片的問題上，需加強產業鏈環節的補強；甚至是最新2022年3月中旬才發布的“關於做好2022年享受稅收優惠政策的IC企業或專案、軟體企業清單制定工作有關要求的通知”；另外創投方面也積極布局中國，期望扶植各半導體環節的新創半導體業者，能夠進行單點突破的情境。

而近期中國獲得創新投資的包括半導體行業的Arduino、益思芯科技、奧芯半導體、南京寬能半導體，半導體材料與設備環節則有賽美特、悅芯科技、UnitySC、鎂伽機器人、阿達智能裝備、盾源聚芯、御渡半導體等。除此之外，值得留意的是對岸在中國芯的相關國產化進展，特別是GPU與FPGA(請參考表3)；以GPU來說，相較於全球GPU已形成三足鼎立的寡占競爭格局，如整合型的GPU由Intel獨大、獨立型的GPU由Nvidia及AMD兩家公司占據，中國GPU新興公司也不斷進行發展，其中景嘉微是中國首家實現自主研發國產化CPU產業化的企業，而芯動科技則是一站式高速混合電路IP及晶片定製方案，而龍芯中科、芯瞳半導體各扮演全力打造GPU突擊隊、國產高性能GPU設計新興企業的角色，天數智芯、摩爾線程則分別為國產GPGPU領先者、建構中國視覺運算與人工智慧領域運算平台的公司，至於好利科技則是於2022年5月宣布透過曲速科技開始布局GPU領域，第一款晶片將瞄準高性能運算領域，來跟互聯網公司、營運商、數據中心等公司進行合作。

若以FPGA領域來說，全球仍舊由已被AMD收購的Xilinx、Altela(已被Intel購併)等兩大廠所寡占，而中國在此領域的布局除了復旦微電子外，紫光同創、安路科技、高雲半導體等也加速搶進FPGA的領域，而現階段中國在中低密度的PFGA應用上逐步獲得突破，高密度的部分仍有相當一段的追趕距離。

表3  中國在GPU與FPGA領域的布局狀況

資料來源:首創證券、電子時報、台灣經濟研究院產經資料庫整理，2022年8月