晶圆制造、IC封测市占率全球第一，台湾半导体产业是如何做到的？
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2021-10-14 07:04
“如果台湾一整年无法生产芯片，全球电子业营收将减少近 5千亿美元”，美国半导体协会（SIA）今年 3 月研究报告直指台湾半导体产业对世界的影响。
“台湾是半导体产业的心脏地带。全球最有价值的芯片制造厂台积电，生产全球84%最尖端芯片，技术与专业领先对手约十年，美国与中国大陆将耗费数年，才得以望其项背。”《经济学人》今年4月封面故事《台湾，地表最危险的地方》就曾掀起全球议论，其中一环，就是全球对台湾科技制造业的深刻依赖。
近两年来，让这份依赖不断加剧的主因，来自2020年席卷全球的新冠疫情，以及中美两个超级大国的矛盾。前者激发出电子用品需求，导致芯片供不应求；后者则让高度互相仰赖的全球供应链，不再仅以技术、价格为合作基础，地缘政治牵动供应链关係，让拥有最先进半导体制程技术的台湾成为讨论焦点。
两股势力的催化结果，也表现在了财务数字上。2020年台湾半导体（IC设计＋晶圆制造＋IC封测）产值一跃达到3.22兆元新台币，摆脱五年低原期，创造出20.9%高成长率。
WSTS世界半导体贸易统计组织的数据显示，2020年全球半导体产值4,404亿美元（约合人民币2.843万亿元）计算，台湾市占约26%，仅次于美国。台湾工研院产科国际所预测，台湾半导体业2021年将上看3.8兆元新台币（约合人民币8712亿元），再创历史新高。
台积电领军，台湾晶圆代工占比77.3%
“晶圆制造”是半导体产业的“火车头”。据台湾工研院产科国际所数据，2020年台湾晶圆制造产值约1.82兆元新台币（约合人民币4173亿元），全球晶圆“代工”产业，有77.3%芯片都由台湾厂商制造。
2021年，预估台湾的晶圆制造产值将向上攀升至2.08兆元新台币（约合人民币4769亿元），并拉动上下游产业，2020年，IC设计业营收8,529亿元新台币（约合人民币1955.4亿元），今年将首度突破兆元达1.11兆元新台币（约合人民币2522亿元），年增率为30.5%；IC封测产值将从5,490亿增至6,019亿元新台币（约合人民币1380亿元），增长9.6%。
上中下游紧密配合，让台湾拥有全球最完整的半导体产业集群。
“1980年代后期，英特尔成为产业霸主，那时候我刚创立台积电。”现年90岁的台积电创办人张忠谋，今年在回顾产业历程的演讲时慨然谈当年。“本来他们真的是有点看不起，却在2021年宣布‘也要’（加大音量）做晶圆制造服务，对我来说，这有相当的讽刺性！他们从来没想到foundry（晶圆代工）会变得这么重要，有朝一日（英特尔）也要做晶圆制造。”张忠谋缓缓说。
△台积电创始人张忠谋
晶圆代工模式，奠定产业链分工基础
1984年，在美国通用仪器担任营运长的张忠谋，听闻一位好友创立史上第一家IC设计公司，只做芯片设计，不做芯片制造，一反当时既有的一条龙生产结构。
这突破性发展让张忠谋意识到，IC设计创业成本相对低，将成为产业趋势。解离出来的“晶圆制造的代工服务”，也会成为新的商业模式。
果然，张忠谋的预测一一成真。当他于1985年应政府之邀创立台积电后，全球IC设计业逐渐蓬勃发展，台湾也孕育出联发科、联阳、联咏、瑞昱、奇景光电、慧荣等企业；加上1990年代后期系统单芯片（SoC）兴起，迫使产业分工愈细、合作更紧密。光一颗系统单芯片，就要整合七、八种芯片，每种芯片都有复杂且昂贵的设计架构，没人可单打独斗。
自此，台湾半导体产业以晶圆制造为核心，上游IC设计自成体系，更延伸至下游的封装测试，发展出全球绝无仅有的半导体产业集群。就从晶圆制造的重镇“新竹县市”为中心，不断向外辐射聚集。
行经新竹市东区，长长的光复路，两侧有截然不同的样貌。
北侧是两三层楼并排住家，后头穿插农田小丘，是台湾典型的小镇风情；南侧是工研院、台湾清华大学、台湾交通大学，后头顺着地势缓坡往上，是一栋接一栋工厂和研究大楼，这块600多公顷、连成一片的科技集群，就是台湾第一个半导体重镇：新竹科学园区。
刚届满40年的竹科，原是遍布稻田、茶园、相思树林的丘陵地，1980年12月15日，由蒋经国主持园区揭幕，当时共有1千多人参加，核准入园厂商有13家。
1980年代电子业是全力冲刺个人电脑的时代，1992年在宏碁电脑带领下，电脑成为台湾第一大出口工业，同步拉抬为电脑运算基础的“晶片／半导体产业”。
在张忠谋开创的“晶圆代工服务”模式下，台湾半导体业做起全球生意。1993年的半导体产值更首次超越电脑产业，成为科技业龙头。
这个黄金交叉点，更夯实半导体集群的密集度。
过去，个人电脑分布在台北到新竹间的狭长地带，但因半导体业技术层次更高、投入资本更大，产业必须不断分工细化以降低风险，同时为维持生产效率，彼此愈来愈靠近，上中下游业者几乎都群聚竹科。
产业集群化好处：快、赚、良性竞争
产业集群化带来三大好处，大大降低成本，将利润做大，甚至比竞争者“快”。这种分工细腻、厂家靠近的台湾模式，比日本从头做到尾的一站模式，生产时间足足快一倍。
“就像你在台北圆环吃这摊，同时去点隔壁摊小吃，然后一起结帐。这种圆环文化只有台湾才有。”联华电子荣誉副董事长宣明智曾微妙比喻。
第三个好处是良性竞争。竹科聚集的不只纵向合作伙伴，也有横向竞争对手，大家面对同一波崛起的科技浪潮，彼此学习，提高警觉，也因为地理位置集中，信息传递快速，竞争效果倍数放大，对品质与创新造成强大推力。
但政府也意识到全球芯片生产高度集中竹科，这不到8平方公里的地方风险过高，便于1996年启动设置南部科学园区、2002年开发中部科学园区。台积电、联电等大厂，也开始分散生产基地到中南部，逐渐靠近以高雄为重镇的日月光等封测厂集群。
据台湾科技部竹科管理局发表的《竹科40》产业报告，“企业距离接近，以及人才高同质性，带来技术与情报无疆界交流，这正是台湾产业集群的重要特征。”
积累40年的半导体集群能量，遭遇2020年千古一遇的全球疫情，现在是台湾半导体产业最好的时机吗？“对！对台湾半导体是the best time（最好的时机）”，旺宏电子董事长吴敏求不假思索地回答，但他提醒，未来仍有重重挑战，“现在很好，不表示以后很好”。
半导体业重要的创业家吴敏求，1989年创立旺宏电子时，就是从美国带回20多个有半导体先进技术的创始伙伴，台湾才有今天的“记忆体王国”。旺宏现有两座大型晶圆制造厂，非易失性记忆体ROM / NOR Flash产量全球第一。
历经产业大风大浪的吴敏求，随时保持高度危机感。他分析，半导体业趋势受到新需求推动，车载电子、第三代半导体、5G应用等，仍有庞大的发展空间，“但我们也不能审慎乐观，因国际竞争仍非常近”。
▲ 记忆体大厂旺宏电子创办人吴敏求认同台湾产业优势，也对未来挑战保持危机意识。
先进制程方面，韩国三星紧追在后，仍是台积电可敬的对手，尤其三星有强大的价格优势；成熟制程部分，有大陆供应链紧逼，大陆产业环境与发展路线与台湾半导体业相似，不仅引进海归人才、培植本地人才，还以补贴或法规协助等方式扶植产业集群，加上庞大内需市场，不容小觑。
“半导体产业有个原则是winners take all（赢者通吃），基本上是这样，虽然每个环节都有几家，但是第一家拿走大半。”吴敏求认为，台厂应该专注研发，要往整合型系统靠拢，销售整套的解决方案，以延续半导体集群能量。
国际半导体产业协会台湾区总裁曹世纶表示，台湾已是技术领先者，从市场、技术到国内的生态链，都处于历史机遇，“但面临的挑战是要学习做大哥，也就是如何升级技术，并让各国供应链不视为威胁，而当成伙伴。”
“服务业”精神待客，台厂优势难以取代
台湾工研院产科国际所所长苏孟宗乐观以对，他从台湾半导体集群的内涵观察未来发展，认为台湾科技制造业其实是“服务业”，台厂一路走来，吸纳美国制造业的创新及日本制造业的细腻，加上台厂自我孕育而成、别人没有的“服务精神”，形成特有的半导体聚落文化，既有弹性又有韧性。
“我们虽然没有比较大的内需市场，也没有比较大的终端品牌，但身为制造供应链的厂商，跟客户长期累积的信任及合作默契，都是别人拿不走的优势。”苏孟宗表示。
40年来，台湾已发展出半导体高品质的完整供应链，从第一线技术、设备、材料、资讯，到后援科学研究、教育体系支持，打造出“难以撼动”的竞争力。
哈佛商学院教授麦可‧波特（Michael E. Porter）在《国家竞争优势》书中，提及“产业聚落”（Business cluster）概念，意指在一个地理位置，聚集足够资源达到突破临界点后，就能奠定特定经济活动的关键地位。美国电影业好莱坞、科技业硅谷如是，当然台湾半导体产业也是。
这，将是台湾半导体产业迈向未来的竞争优势。
编辑：芯智讯-林子 文章来源：《远见杂志》
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