行政院於110年5月核定「六大核心戰略產業推動方案」(以下簡稱六大核心方案)其中規劃於110年至113年投入511.92億元經費發展「資訊及數位產業」,110年度及111年度預算數計217億元,112年預算案賡續編列114億元,計已編列331億元,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,並以「研發新世代半導體技術」為維持我國半導體產業領先地位之首要策略。經查:
(一)「研發新世代半導體技術」推動策略之作為與初步成果
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,詢據經濟部工業局資料,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(詳表1)。
表1 研發新世代半導體技術整體績效目標暨110年度達成情形
預計總目標
110年度達成情形
1.完成與指標性半導體產業共同合作開發技術2件、完成半導體材料及量測創新技術5項。
2.完成4項半導體材料導入測試驗證、完成驗證實測9項、完成3案國內半導體業者申請並投入化合物半導體關鍵瓶頸設備、推動2~3家國際級領導廠商在臺前瞻研究布局。
3.與業者合作完成5G專網系統2套,並於場域試煉2處、達成標準專利提案3案,推動國際技術合作2案、達成產品安全性、資訊互通性、資安及基本性能標準化;推動2縣市採認本計畫驗證產品;鏈結國際推動國際合作及交流。
4.推動20項以上AIoT創新產品或Edge AI解決方案、促成3大核心領域產業合作3案次、完成推動AI晶片產業技術應用至實際場域,累計推動至少4案應用實證。
5.完成整合性系統解決方案2案、完成感知及車輛控制技術可商品化技術開發,建立3項次世代車電驗證技術。
1.培育328位高階半導體人才,發表167篇國際期刊或研討會論文,達成2項半導體材料及量測創新技術。
2.協助7家業者獲補助建置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。
3.促成2家國際領導大廠來臺設立高科技研發中心。
4.完成國產自主首套5G毫米波(mmwave)小基站整合於大頻寛(eMBB)專網系統雛形,並於台中智造試營運場域完成AR製程診斷應用驗證。
5.參與國際3GPP標準組織會議,累計提出R17標準貢獻提案77件,25件為大會所接受。另已布局27件專利,獲得專利24件,其中一案為SEP Potential專利。技術處與歐盟執委會DGCONNECT以5G為主題合作,完成以5G網路為骨幹之5G無人機救災垂直整合應用。
資料來源:經濟部工業局提供。
(二)受疫情及地緣政治等因素影響,美國等先進國家競相建立自主晶片供應鏈,將半導體產業上升為國安議題
近年受COVID-19疫情、美中科技爭端及俄烏戰爭衍生之地緣政治緊張等因素影響,2020年起全球陷入晶片短缺潮,各國紛視半導體產業為重要戰略物資,競相發展半導體產業,建立自主晶片供應鏈,並將半導體產業視為國安議題,使該產業除須循市場機制運作外,復受日益複雜之政經情勢所影響,如:
1.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5年內大幅提升美國之晶片生產、研發能力與供應鏈完整性,並為鼓勵擁有先進製程之業者赴美設晶圓廠,2022年8月通過晶片與科學法案(CHIPS-plus,Chips and Science act of 2022)藉以達成抑制中國半導體供應鏈之目的,近期更倡議由美國、我國、日本及韓國籌組「CHIP 4聯盟」以加強美國與東北亞國家之合作。
2.歐盟執委會於2022年2月提出歐洲晶片法案(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。
(三)各國紛紛發展高階製造中心,允宜加強國內建置速度,以維繫我國半導體領先地位
鄰近之日本、韓國及中國近年均積極投入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2),其中半導體產業居高階製造中心發展策略之關鍵地位。
我國半導體產業產值2021年達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%)。又我國112年施政計畫並將打造臺灣成為半導體先進製程、亞洲高階製造及高科技研發中心列為推動經濟發展之重要施政方針;經濟部亦將扶植國內半導體材料與設備供應鏈,擴大半導體生態系,打造臺灣成為半導體先進製程中心列為年度施政目標及策略。是以,允宜密切關注其他各國高階製造中心之發展情形,並對外說明國內建置進程及加強推動,以確保我國半導體產業之競爭優勢。
表2 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。
(四)國內半導體設備自產率仍低,允宜加速整備,謹慎以對,並研議建立風險預警機制,以管控產業鏈布局之風險
為加強供應鏈國際合作暨提升韌性、輔導建構高韌性供應鏈,並加速規劃8吋關鍵製程設備開發,期第三代半導體材料(氮化鎵、碳化矽等晶圓)得以自主,經濟部及國科會自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廠增加至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3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;且在各國互相競合下,爭取先進製程技術、設備、原材料、晶片設計軟體與供應鏈廠商之串聯等將日益激烈,產業鏈布局風險恐增。
另依經濟部工業局「半導體產業材料推動計畫」110年度期末報告所示,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%。惟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%);又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,其中國產比率僅占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),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。
表3 106年至110年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
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;本中心整理。
綜上,近年受疫情、地緣政治及美中科技爭端之故,導致部分供應鏈節點中斷,促使主要國家紛紛檢討調整關鍵產業政策,朝向在地製造及短鏈供應等推動,競相建置自主之半導體產業。半導體產業係我國產業及經濟發展重心,惟我國半導體產業部分產值雖居全球首位,但仍有仰賴海外設備及原料供給等問題,在各國競相布局下,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,以避免產業斷鏈風險之發生,並加速高階製造中心之推動,以維我國半導體產業之領先地位。
(分機: 1914 黃俊傑)
