我们可以跟中国台湾半导体学什么？
2020-12-07
14:00:55
来源: 半导体行业观察
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「
数位时代
」，谢谢。
根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）预估，虽受到疫情干扰，但仍乐观预估2020年全球半导体产值约4,260亿美元（约新台币12.78兆元），增幅3.3％；相较之下，中国台湾因疫情控制得宜产能未受影响，工研院产科国际所（IEK）更上修今年中国台湾半导体产值年成长高达20.7％，并将首度突破新台币3兆元大关，在暌违3年后，重夺全球第2大半导体产值国地位。
过去3年，也是中国台湾半导体产业风起云涌的关键时期：台积电创办人张忠谋交棒退休，由双首长接任；联电和格芯先后宣布停止先进制程发展；日月光获中国政府点头，合并矽品；中美贸易战开打，中芯、华为旗下海思遭美方贸易制裁……。
值此国际局势和产业环境多变难料的时期，中国台湾半导体产值在2020年突破3兆元，意义何在？
回顾中国台湾半导体业第一个兆元产值里程碑，发生在2004年，花了10年，才在2014年跨越2兆元产值大关。然而，从2兆元推进到3兆元的高峰，只花了6年，可见半导体产业冲刺速度不断加快。甚至，已有调研机构乐观预期，中国台湾半导体产值要冲破5兆元大关，只要再花10年。
中国台湾半导体之所以成为全球举足轻重的产业聚落，主要可以归因于我们在三大领域做到了世界顶尖：晶圆代工市占合计超过60％，稳居全球第一；封测全球市占率超过30％，同样位居世界第一；IC设计则以21.7％的市占率，紧追美国、位居第二。
「拥有完整的供应链，成就了台湾半导体产业的世界地位。」DIGITIMES Research分析师陈泽嘉指出。
而这条半导体产业链如今能如此缜密分工合作，中国台湾大学电机系讲座教授、前科技部长陈良基认为，这必须回溯到张忠谋当年为中国台湾半导体带来的一个新观点：晶圆代工（Foundry）模式。
「大家都是从中国台湾看世界，他（张忠谋）则是把世界的经验带回台湾。」陈良基说。
1987年，张忠谋成立台积电，观察到当时中国台湾半导体产业生产线上的作业员，有着足够的勤奋和常识，能接受领班教导，让产品良率相对出色，因而打造出晶圆代工模式，奠定了日后中国台湾半导体产业链分工合作模式的基础。
在此之前，晶圆厂都是掌握在IBM及英特尔（Intel）等芯片业者手中，张忠谋则带领企业不断聚焦技术研发，创造晶圆代工产业的价值。
然而，回顾台积电的发展，其实一路危机四伏，却都凭着正确决策，顺利挺过3个策略转折点。
2000年，半导体业为突破瓶颈，正从铝制程跨入铜制程，技术掌握在IBM手上。不过，台积电并未与IBM合作，而是凭自身力量研发，成功生产0.13微米制程，就此拉开与其他晶圆代工厂距离。
2010年，尽管景气正陷于金融海啸谷底，兼任执行长的张忠谋，看好未来行动装置的发展，依旧下令加码资本支出，来到59亿美元（约新台币1,770亿元），大力投资先进制程。
当时台积电正在研发28纳米制程，有个关键技术必须在先闸极（Gate-first）与后闸极（Gate-last）之间抉择，差异在于后闸极制作成本高、功耗低，能满足接下来智慧型手机的应用需求。当时，三星（Samsung）和格芯（GlobalFoundries）都选择先闸极，台积电则是选择了后闸极。
事后证明，台积电不仅成功量产，拉开与对手三星的技术差距，也奠基28纳米持续改版优势。日后更靠着16纳米技术，抢走三星手中的苹果订单。28纳米一役，连张忠谋都认为为台积电开启了新里程。
我很看重当时台积电研发出的28纳米制程，那是中国台湾晶圆代工技术的里程碑。」力晶创办人黄崇仁激动地说。
第三个拐点发生在2018年，正当英特尔卡关10纳米制程、遭遇良率问题，台积电以FinFET（鳍式场效电晶体）技术，率先量产7纳米，甚至在隔年导入EUV（极紫外光）技术让N7＋制程正式量产，也是全球首个采用EUV技术并量产的企业。
自此，台积电和英特尔地位互换，从追赶者成为领头羊，甚至英特尔执行长史旺（Bob Swan）曾在今年7月指出，考虑将自家芯片制造委外，也意味过去20年半导体晶圆制造的竞争，将迈入新局。
在晶圆代工之外，中国台湾的IC设计和封装测试产业，也在过去20年产业专业分工下陆续茁壮。2020年合计产值超过1.4兆元，是晶圆代工之外，第二大半导体族群。
根据工研院产科所预测，2020年IC设计的年产值将达到284亿美元（约新台币8,529亿元）、年成长23.1％，是美国以外的第二大产值国；而IC封测则是84亿美元（约新台币5,520亿元）、年成长约10.2％，稳居世界第一。
「台湾晶圆代工和封测产业完整，对IC设计业最大的好处是沟通效率。」高速传输芯片业祥硕总经理林哲伟表示，若下单给格芯，光是技术沟通往返，恐怕就比同在中国台湾的台积电要复杂得多。
2020年第2季统计，全球前10大晶圆厂中，有4家是中国台湾业者（台积电、联电、世界先进、力积电）；全球前10大封测厂，有6家在中国台湾（日月光、矽品、力成、京元电、南茂、颀邦）；产业链完整优势，也孵化出许多优异的IC设计业者，全球前10大IC设计公司中，中国台湾也入榜3家（联发科、联咏、瑞昱）。
「未来10年，台湾半导体的前景我还是相当看好的。」在两岸都有投资发展半导体经验的黄崇仁认为，台湾不只在技术制造和产业链生态上具有优势，制造成本更具全球竞争力， 「比中国便宜20％左右。」再加上中国台湾工程师性格细腻，有耐性突破制程瓶颈，这群默默耕耘的工程师过去功不可没，未来也会再创佳绩。
中国台湾，仅占全球土地面积0.02％的蕞尔小岛，凭着稳扎稳打的技术基础和完整产业链，在全球半导体总产值强占19.7％。面对全球保护主义兴起，各个国家和地区发动科技贸易战此起彼落，中国台湾这支半导体舰队，将持续扮演全球科技不可或缺的存在。
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