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近年中央政府推動重要產業轉型升級方案執行情形之探討

四、國內半導體材料與設備自主性仍待提升,允宜加速整備相關供應鏈強化其韌性,並研議建立風險預警機制,以因應各國視半導體產業為國安議題之衝擊 日期:111年8月 報告名稱:近年中央政府推動重要產業轉型升級方案執行情形之探討 目錄大綱:參、近年政府推動重要產業轉型升級方案規劃及執行等問題之探討 資料類別:專題研究 作者:施岑佩 黃俊傑

「六大核心方案」規劃於110年至113年投入511.92億元經費發展「資訊及數位產業」,推動策略包括:研發新世代半導體技術,推動5G、AIoT應用與國際輸出及整合國產5G開放網路架構(Open RAN)解決方案,其中新世代半導體技術之研發為維持我國半導體產業之領先地位及在全球科技趨勢與競合關係下之發展動能。經查:

(一)預算編列及執行情形

五加二計畫之「智慧機械」及六大核心方案之「資訊及數位產業」均以經濟部及科技部二大部會主要推動機關。據經濟部及科技部資料(詳表3-2-1及3-2-2),智慧機械部分:106年度至110年度,經濟部計推動14項子計畫,累計實支數149.32億元(實支率99.36%);科技部推動4項子計畫,累計實支數21.22億元(實支率97.74%)。資訊及數位產業部分:110年度經濟部計推動27項子計畫,累計實支數80.96億元(實支率97.47%);科技部推動1項子計畫,累計實支數4.57億元(實支率94.42%);111年度經濟部及科技部之預算數分別為110.50億元及5.89億元。

(二)研發新世代半導體技術推動策略之具體作為暨初步成果

詢據經濟部提供資料,研發新世代半導體技術推動策略旨在促成臺灣企業與歐、美、日等國際大廠合作,共同發展高端半導體製程技術,尤其以beyond 1奈米半導體先進製程作為中長期合作目標,並藉與海內外合作,發展半導體設備及材料以提高我國自主率,另亦發展B5G(Beyond 5G)、Edge AI(人工智慧邊緣運算)、Micro LED(微發光二極體)等半導體應用技術以爭取未來商機。主要推動項目包括Å世代半導體、化合物半導體、領航企業研發深耕、5G+系統暨應用淬鍊與B5G前瞻系統關鍵技術開發、5G智慧桿檢測標準及驗證、Edge AI、AI on chip 智慧終端、智慧顯示前瞻系統開發及次世代車電創新研發等(詳附錄4),截至110年度已培育328位高階半導體人才,達成2項半導體材料及量測創新技術,協助業者建置2項材料α-site驗證能量及協助廠商提出13項半導體前/後段設備申請驗證測試,並促成2家國際領導大廠來臺設立高科技研發中心(詳附錄5)。

(三)因疫情及地緣政治等影響,先進國家紛紛視半導體產業為重要戰略物資,並已上升為國安議題

近年受COVID-19疫情、美中貿易爭端暨科技競合及俄烏爭端衍生之地緣政治緊張議題等因素影響,2020年起全球陷入晶片短缺潮,各國政府紛採措施以緩解半導體供應鏈危機,其中政治力介入爭奪產能以解決車用晶片荒、美國限制半導體先進製程設備輸入中國、俄烏戰爭導致半導體關鍵氣體與金屬(如:氖、鈀、鎳等)發生斷鏈疑慮、高度重視技術保護議題及半導體業在新興科技應用之滲透率持續攀高成為世界尖端技術發展之核心等,促使先進國家如美國、日本、德國、韓國等均將半導體產業為重要戰略物資,積極打造本土化半導體供應鏈,以避免供應鏈節點出現中斷,並降低技術外流風險。致各國紛紛將半導體產業上升為國安議題,半導體產業已非僅循市場機制自由運作,更受複雜之政經情勢所影響,如美國透過多邊與雙邊之合作模式積極與各國政府配合,先成立美國半導體聯盟期在五年內大幅提升美國之晶片生產、研發能力與供應鏈完整性,並提出晶片與科學法案(CHIPS-plus,Chips and Science act of 2022)鼓勵擁有先進製程之業者赴美設晶圓廠,並藉以達成抑制中國半導體供應鏈之目的;歐盟執委會亦提出歐洲晶片法案(European Chips Act)以增強歐洲在半導體供應鏈之安全、競爭性與韌性,歐盟執委會並建議未來將與美國、日本、韓國、新加坡及台灣等夥伴共同探索合作,以確保半導體供應鏈安全。

(四)發展高階製造中心半導體產業為不可或缺之一環

2021年我國半導體產業產值達4.1兆(成長26.7%),且其中之矽晶圓、晶圓代工及IC封測產值均排名世界第1,復受惠於AIoT、5G及高效能運算(HPC)等新興應用成長,工研院產科國際所預估2022年產值將達4.8兆元(成長17.7%),我國政府亦協助企業導入AIoT、5G及AI等新興科技運用,深化製造業軟硬整合,朝智慧化、數位轉型方向發展,以提升附加價值,使我國成為「亞洲高階製造中心」。復鄰近之日本、韓國及中國亦有發展高階製造中心之策略,而技術研發、推動第三代半導體材料、下世代電池、智慧製造優化製程及數位轉型串聯整合均為各國採行之優先政策(詳表3-4-1),其中半導體產業居高階製造中心發展策略之關鍵地位。

表3-4-1 亞洲國家驅動高階製造中心發展策略簡表

驅動高階製造中心模式

日本

韓國

中國

臺灣

技術研發

各國強化國際技術研發合作,提升產業附加價值

與國外機構共同提供資金,鼓勵企業聯合研發

透過併購、人力資源培育、相互投資,展開國際研發創新合作

與國際建立技術創新、研發平台,強化研發能量

透過人才、研發與投資交流,展開國際研發合作

關鍵材料

各國積極推動第三代半導體材料、下一代電池發展,欲成為領導者

加強半導體新戰略、成立電池供應鏈協會

推動K半導體發展策略、K電池發展戰略

擬定第三代半導體材料自主策略、新能源汽車產業發展規劃

推動第三代半導體碳化矽發展、擬定電池自主化相關政策

優化製程

各國推動智慧製造成效顯著,已具優化製程驅動高階製造發展

提供諮詢場所、建立示範場域供業者觀摩,協助企業活用IoT、產業互聯

透過AI、數據促進智慧製造創新,將工廠內之數據轉換為有用之數據

協助企業加強關鍵核心技術,持續推動設備升級及製程智慧化

建構智慧機械產業新生態體系,成為全球終端應用領域解決方案提供者

串聯整合

各國加速推動數位轉型,藉由串聯整合驅動高階製造發展

推動全面數位化轉型(DX),解決IT系統存在技術老化、系統複雜、黑盒子等問題

運用數據、網路、人工智慧(DNA)等新興技術,引領核心產業整體價值鏈數位化轉型

導入5G、AI、大數據等技術,使企業之間數據資源能高校流通、促建產業合作

建立完整之數位環境、開發數位平台服務、關鍵技術與數位化應用

資料來源:台灣經濟研究月刊「美中競爭下亞洲國家高階製造中心發展策略」,第45卷第7期,111年7月。

(五)半導體相關材料與設備供應鏈之韌性,允宜加速整備性,並研議建立風險預警機制,以因應半導體產業可能之衝擊

為加速規劃8吋關鍵製程設備開發期第三代半導體材料(矽晶圓)得以自主、加強供應鏈國際合作暨提升韌性、輔導建構高韌性供應鏈,經濟部及科技部自110年起陸續推動「Å世代半導體-前瞻半導體及量子技術研發計畫」、「Å世代半導體-先端技術與產業鏈自主發展計畫」、「化合物半導體先進製造技術研發與關鍵應用發展計畫」、「半導體產業材料推動計畫」及「區域韌性供應鏈整合推動計畫」等投入於半導體前瞻研發;惟在各國積極發展半導體產業下紛設置新晶圓廠下(預估2024年全球晶圓廠將由2020年之202廠增加致213廠),各關鍵設備、零組件及材料是否適時到位為產業發展之命脈,如2019年日韓貿易戰,日本經濟產業省宣布對南韓限制出口三項半導體材料(含氟聚醯亞胺、光阻及氟化氫),直接衝擊韓國半導體產業。

另依經濟部工業局「電子設備產業發展計畫」110年度期末報告,我國半導體產業2020年材料需求約3,475億元,占全球材料產值22%。國內雖擁有完整之半導體產業鏈及研發能力,中下游半導體設計、製造、封測等專業分工且產業聚落完整,但上游半導體材料仍需仰賴外商(根據Semi估計全球半導體材料供應商日商占52%);另參據經濟部統計調查及財政部關務署進出口貿易等統計資料,110年度國內半導體設備需求為7,823億餘元,其中國產比率僅9.06%,且近3年度(108-110年度)均未逾10%,顯示國內半導體廠商仍多採用國外設備廠商之產品(詳表3-4-2),惟過度仰賴海外設備及原料供給,恐使我國半導體產業暴露於高風險中,允宜強化整備半導體關鍵原物料及設備供應鏈之韌性,逐步提升自主性與國產化,加強掌握我國半導體材料等供需情形,並研議建立預警監控機制,以避免產業斷鏈風險之發生,影響我國經濟發展。

附表3-4-2 106年至111年5月我國半導體等機械設備國產比率分析表

單位:新臺幣千元;%

年度

內銷值

進口值

國內需求值

國產比率

出口值

A

B

C=A+B

A/C

106

42,327,055

380,461,694

422,788,749

10.01

85,397,629

107

53,970,259

352,466,933

406,437,192

13.28

94,374,989

108

47,238,914

598,047,671

645,286,585

7.32

99,709,751

109

52,082,363

535,402,747

587,485,110

8.87

104,064,570

110

70,859,512

711,469,339

782,328,851

9.06

135,401,896

111年1-5月

29,039,765

297,859,928

326,899,693

8.88

59,053,187

說 明:1.半導體等機械設備內銷值為工業產銷存動態調查-資料庫查詢(產品統計)之電子及半導體生產用機械設備製造業(行業別2928);進口值為財政部關務署-統計資料庫查詢系統(查詢類別:4碼;貨品分類8486)之進口總值(含復進口)。

2.因經濟部工業產銷存動態調查與財政部關務署進出口貿易統計資料有關機械設備之範圍不盡相同,爰本表所呈現之數據與實際狀況會有所落差。

資料來源:經濟部統計處-工業產銷存動態調查、財政部關務署-統計資料庫查詢系統(查詢日期:111年7月25日);本中心整理。