全球晶片戰爭,台灣身在前線陣地

端傳媒記者 何欣潔、林庭葦 發自台北
·11 分鐘文章

自中美貿易衝突以來,台灣的半導體與電子業早已身處國際地緣政治衝突前線,而在2021年1月爆發的「車用晶片之亂」,德國、日本與美國政府罕見高分貝公開向台灣政府要求「支援晶片」,甚至指名希望取得台積電產能,再次將晶片由商業問題拉升至國際政治的層次。

1 月 27 日,台灣經濟部長王美花、國發會副主委龔明鑫作東,邀請台灣晶圓代工四大巨頭──台積電、聯電、力積電和世界先進──出席在經濟部舉辦的「午餐便當會」。以台灣的政治文化而言,政府請業者「吃便當」是一種官民之間協調事務的起手式,比起正式會議,它看似更輕鬆一些,卻比「喝咖啡」能有更完整的時間能夠交換各方意見。

會後,王美花表示,各家晶圓代工業者的產能已經滿載,但業者們仍願意配合政府,盡量擠出產能支援車用晶片。

這項新聞,引起台灣朝野與民間社會的高度重視與討論,甚至衍生「晶片換疫苗」的案外案。1月29日,國民黨立法院黨團在總預算朝野協商時,提出相關主決議案,指「全球半導體爆發缺貨潮,美國、德國汽車大廠各自透過關係,希望我國政府協助採購台積電晶片,有鑑於我國對外採購疫苗談判不順,衛福部應協同相關部會透過經貿談判與結合民間企業力量,持續對外採購疫苗之談判,並優先提供予第一線醫護及工作人員,讓抗疫再添一層保障,以安民心。」

截至目前為止,這項提案並未獲得世界其他國家的官方正式回應。僅有前 AIT(美國在台協會)處長司徒文,在面對媒體詢問時表示,若台灣在晶片方面可以幫助美國,他希望美國在疫苗方面也能幫助台灣,積極正向對雙方都是好事。

這波車用晶片之亂,必須追溯至2020年三、四月,疫情之下,帶動在家工作、遠距教學與線上娛樂的熱潮,「宅經濟」需求爆發,加以5G手機滲透率大幅提高、車用電子復甦等因素,讓八吋晶圓的需求十分強勁。在電子產品中,電源管理IC、影像感測器、指紋辨識晶片和顯示驅動IC等等,以及許多用於5G的元件或晶片,都必須以八吋晶圓為生產主力。

以產業發展程度而言,八吋晶圓其實已是「成熟製程」,與「先進製程」相比,並不是走在技術最前端的成品,業界甚至一度預估,八吋晶圓遲早會被更先進的十二吋晶圓所取代。但因八吋晶圓的製程成熟、成本低廉,一直都未消失,反而在2018年後,持續走揚。

放眼當前全球業界,八吋晶圓廠共有40座,當中便有33座位於亞洲,台灣擁有15座,中國大陸擁有7座。在經濟部請吃便當的台灣「四巨頭」之中,聯電、世界先進與力積電便以生產八吋晶圓為主力,以成熟製程為主;台積電則是既保有成熟製程,也是全球半導體先進製程的佼佼者。

八吋晶圓

「短期之內,即使有季節性的變化,但八吋(晶圓)產能的需求,一定都會成長,」台灣晶圓代工四巨頭之一、世界先進董事長方略,在2021年初的一場記者餐敘上,多次強調,現在八吋晶圓的狀況是「供不應求」。

早在 2020 年第 4 季,世界各國廠商便盡力調度產能,但仍無法解決供不應求的問題。聯電、世界先進先後宣布,或將在農曆年後,調漲八吋晶圓代工的報價。

近日發佈的世界先進公司財報,無疑是這股熱潮的最佳註腳之一。

世界先進積體電路股份有限公司,成立於1994年12月5日,前身為工研院次微米發展計劃,後由台積電主導,成立民間公司。原以生產DRAM(動態隨機存取記憶體)為主,2000年轉型成為晶圓代工廠,自此開始,世界先進成為台積電的代工夥伴,而迄今為止,台積電則是世界先進的最大股東。

在台灣最大網路bbs論壇ptt實業坊的Tech_Job版上,世界先進被交換求職情報的工程師們暱稱為「仙境」。隨著景氣循環與公司待遇變化,此處的「仙境」有時是稱讚褒揚,有些時候則帶有諷刺之意。

2020年5月13日中國上海,台積電(TSMC)的標誌。
2020年5月13日中國上海,台積電(TSMC)的標誌。

2021年2月2日,世界先進董事長方略在法人說明會(財報發佈會)上宣布,由於客戶對晶圓代工的需求持續成長,2021 年第 1 季合併營業收入預估介於新台幣 89 至 93 億元(對美元27.8元匯率計算)之間,毛利率 36.5% 至 38.5%,營業利益率則為 25% 至 27% 之間,有機會再度創下單季營收最高紀錄。

財務長黃惠蘭也在法說會上宣布,由於客戶對晶圓代工的需求持續增加,加上新加坡廠加入營運、產能利用率提升,因此世界先進第四季出貨量較前一季增加 3%、比去年同期成長 21%,來到 67.1 萬片八吋晶圓。

在「晶片荒」的大潮之下,車用晶片的缺貨危機,是導致各國高調向台灣與台積電「求援」的重要因素之一。此前,車用晶片客戶因疫情疫情衝擊銷售,對市場做出相對悲觀的預測,大砍晶圓代工訂單,但在去年第四季,車用需求回溫,待想要重新下單,晶圓產能早已被手機、平板電腦等消費性電子客戶搶先卡位。

影響所及,讓汽車大廠被迫減產。美國的福特(Ford)、通用(GM),德國的奧迪(Audi)和福斯(Volkswagen)等知名品牌的部分生產線,都在「缺晶片」的情形下被迫暫時喊停。

但事實上,作為晶圓代工強國,台灣並不直接生產車用晶片,而是為全球幾家主要車用晶片開發商供應晶片,包括恩智浦(NXP)、意法半導體(STMicroelectronics)、英飛凌(Infineon)等。按照一般商業程序來說,汽車大廠會向這些車用晶片開發商施壓,這些相關廠商再去請託台積電等相關代工廠。按照常理來說,若按這種方式加速生產,相關廠商必須再多付一筆佣金給代工廠。

不過, 2021 年的「車用晶片之亂」,顯然已經不完全按照原有的遊戲規則來玩。無論實際的談判與磋商程序為何,驚動各國政府發函給台灣政府求援,顯然是過去相當罕見的。

對於晶圓代工廠來說,產品良率與生產週期是核心競爭力之一。如何預估客戶的產能需求,制定合適的產能計畫,讓產能投放與產能利用率達到完美的平衡,是一門不亞於晶片製造本身的高深藝術。

若眼見市場需求強勁,便砸大錢蓋新廠、買新設備,若未來需求降溫,可能會導致機台閒置、產能利用率銳減。同理,大部分晶片製造商也不會輕易同意答應用所謂的「最急件」(Super Hot Run)方式生產晶片。雖然這樣能讓車用晶片的生產流程由40至50天縮短到20至25天,甚至更短,但卻會降低生產設備的表現、減少利潤率,並增加成本。

那若採用「擴產」方式面對需求呢?則是另外一項難題。建造與運營一座晶圓廠,向來非易事。早在1980年代,業界便流行一種說法:公司擁有一座晶圓廠,彷彿「在自家泳池裡養鯊魚」,代表飼養費高、養起來費時費力,最後可能還會將飼主(公司)吃掉。

這也是台積電發展專業晶圓代工的基礎:即是替晶片設計公司照顧鯊魚,讓他們可以專心於設計;而晶圓代工廠必須做到絕對保密、不出售晶片,只接受委託進行晶片代工。

出身台積電的老將方略,面對「擴廠」的回答,也堪稱經典。在法說會上,方略在面對外國記者發問時,回答「如果我們有機會擴充產能,當然也希望能擴產...但擴產需要有各種條件配合,就像我們華人說的『天時、地利、人和』。」

而在此前的餐敘會上,方略曾經向記者解釋,八吋晶圓廠並不是「出錢就可以蓋得成」,「天時、地利、人和」意指設廠所需的土地難尋,產業人才要如台灣一樣勤奮又靈活亦不容易,除此之外,包含台灣在內的各地政府對產業的態度、國際局勢等等,都是設廠必須考量的因素。

此外,方略也說明,許多設備商都已經停止生產部分八吋晶圓機台,這也讓建新廠的難度增加。這讓許多業者以併購其他工廠、購買二手設備的方式來解決八吋晶圓的產能問題。方略便透露,尋求適合併購的新廠,一直都是世界先進管理階層努力的方向之一。

建新廠不易,針對八吋晶圓供不應求的困境,有業內人士提出以「長約制」方式解決問題:由於 2021 年的產能已滿,現在訂單已排到 2022、2023 年,若客戶願意簽訂長約、預先付款以預訂產能,除了可確保產能供給之外,價格也已經確定,不會再調漲。

然而,在「長約」潮流中,對於財力有限的小型及新創 IC 設計業者而言,卻陷入相對不利的處境。若也想向大公司學習,向代工廠預先付款、簽訂長約以確保供給,等於資金被綁住,風險升高;但若不願如此,眼下晶片產能緊繃、訂單大排長龍,即便有產能釋出,也大多由訂單規模大、有能力「加價搶單」的大型業者獲得,小型業者若沒有及時加入「產能爭奪戰」,未來恐怕排隊也下不了訂單。

如今,車用晶片以政府層級高規格喊話,就連已經部分下訂單的小型 IC 設計業者也不禁擔憂,被車用晶片「插隊」後,可能會因生產延遲而蒙受損失,影響創新計畫。甚至有業界人士悲觀認為,影響所及,恐怕會讓未來數年的半導體創新腳步相對放緩。

2016年4月26日台中,矽品精密工業股份有限公司。
2016年4月26日台中,矽品精密工業股份有限公司。

「(不希望再發生)這些不必要的、對於地緣政治的,或者國與國之間其他的考量,而把半導體當做一個籌碼加進去,當做一個bargain(議價),(如同)過去也發生過的。」

這場由疫情與車用晶片引起的大潮,究竟會持續到何時?方略認為,當前市場對晶圓代工的強勁需求,應該還會持續至少兩、三季,但市場過熱、存貨過多導致需求緩和的情形,遲早會發生。

不過,比起景氣循環,其他「非市場性因素」,顯然更讓這些晶圓代工業者憂慮。面對端傳媒詢問,未來世界半導體產業的下一個難關為何?方略坦率指出,那些供給與需求的上下起伏,「都是小事,兩三年就有一個季節影響的變化,大家都習以為常。」

而方略對於「難關」的回答,則與許多晶圓代工經營者相同:「(不希望再發生)這些不必要的、對於地緣政治的,或者國與國之間其他的考量,而把半導體當做一個籌碼加進去,當做一個bargain(議價),(如同)過去也發生過的。」

然而,在當前的國際局勢下,半導體業持續受地緣政治牽動,看來勢所難免。1月29日,台灣經濟部證實,將在台灣時間2月5日,與美國拜登政府官員與台積電等晶片與相關產業業者,將就車用晶片短缺問題進行視訊會議。部分市場分析師擔心,萬一台積電挪出產能支援車用晶片,將影響營收與毛利率較佳的智慧型手機晶片等產品。

正如台積電創辦人張忠謀在2019年的名言,「當世界不安靜時,台積電將是地緣政治家的必爭之地」,在全球晶片戰爭中,台灣業者身處關鍵戰略陣地,想要完全不成為籌碼,或許是很難達成的心願。

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