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01 Sep, 21
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中國大陸近期半導體產業發展及對台影響
近年中國大陸科技創新取得初步成果,但在部分領域仍無法掌握核心技術,例如,半導體關鍵原材料與先進製程設備等成為容易被中斷供給的「卡脖子」技術。有別於一般技術,「卡脖子」技術的來源較少,可能屬於技術壟斷,技術擁有方能以技術封鎖獲得競爭優勢,且對經濟、社會、國家安全影響甚鉅。近期,美國運用半導體技術、設備、軟體肘制中國大陸的案例屢見不鮮,中國大陸也在《十四五規劃中描繪政策方向,宣示將以「新型舉國體制」尋求半導體技術的自主權。
「十四五」時期的半導體發展政策
「十三五」期間,半導體產業持續是中國大陸政策重點支持對象,《十三五規劃》、《國家集成電路產業發展推進要》、提供稅收優惠的《關於新時期促進集成電路產業和軟體產業高品質發展若干政策的通知》、設立「國家集成電路產業投資基金」等,均提供可觀的政策紅利注本土半導體產業發展。而在「十四五」期間,美中科技戰衍生的「卡脖子」技術障礙下,中國大陸對目前的矽基半導體與第三代半導體,如氮化(GN)碳化矽(Sic)所給的政策支持,更是有增無減。可以從智能手機等充電器看出一二!
一、《十四五規劃》與地方政府的半導體政策布局為突破「卡脖子」的半導體技術,《十四五規劃》納入高層次的半導體技術、產業發展方針內容,例如:
1.「第四章強化戰略「一節整合優化科技資源配置」提出將「光子與微納電子」等6個領域,組建國家實驗室;「第二節加強創造性相關聚焦半導在內的7個領域,實施前瞻性、戰略性的國家重點研發計畫,期以國家戰略需求為導向,推動半導體技術創新。
2.「專欄2科技前沿領域攻關」提針列半導體領域進行技術攻關:設計工具、重點裝備和高純度靶材等關鍵材料;先進製造技術、絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)、微機電系統等特殊製程突破;先進記憶體技術;碳化矽、氮化等第三代半導體。
3.「第八章深入實施製造強國戰略的「第三節推動製造業優化升級」,描述將優先培養半導體等9個先進製造業集群的創新發展。可以預期,《十四五規劃》期間,中國大陸政府會從先進製程、IC設計、先進封裝技術、半導體設備和材料、第三代半導體等完整產業鏈上、中、下游進行強化,並搭配既有的產線建設稅收優惠、鼓勵研發創新、產業投資基金等形成「政策套案」,鼓勵大陸本地半導體產業的進步。
二、第三代半導體的發展與推動現況
中國大陸主要依靠市場潛能,帶動第三代半導體產業成長,尤其在政策支持下,諸如三安光電旗下的三安集成、華潤微電子、聞泰科技、比亞迪等,目前均跨足第三代半導體,布局方向也以電動車、快速充電器、5G射頻應用為主;華為技術公司旗下的「哈勃科技投資公司」,也在2019年(民國108年)投資碳化襯底及晶片企業-「山東天嶽先進材料科技公司」10%股權,並派遣技術人員合作開發產品。大致而言,中國大陸第三代半導體自主供應能力有逐漸增強的趨勢,但整體競爭力仍遜於美國Wolfspeed、日本住友化學與羅姆半導體、英國IQE、瑞士意法半導體等國際大廠。
在技術研發方面,中國大陸以「國家重點研發計畫」支持研活動例如2021年5月頒布新型顯示與戰略性電子材料重點專項」,納入第三代半導體相關的15項主題,涵蓋GaN單晶新生長技術研究」、「大尺寸sic單晶襯底製備產業化技術」、「第三代半導體高性能碳化矽單晶製備和外延工藝及成套裝備」等。其中,襯底尺寸為影響第三代半導體成本的重要因素,而目前大陸廠商在襯底尺寸、單晶品質等仍處於落後,希望強化對大尺寸襯底規模化量產的研發,提高自給率與降低成本。另外,2021年4月,著眼長三角和珠三角既有的半導體產業基礎、技術優勢與下游應用,在科技部支持下,深圳市政府、江蘇省政府共同支持立「國家第三代半導體技術創新中心」,並在兩地設立分支機構,規劃建立6大平臺:
(1)材料生長創新、(2)測試分析與服役評價、(3)器件工藝與封裝、(4)模組設計與整合應用的「硬平臺」,以及(5)智慧財產權、(6)科技成果轉移轉化的「軟平臺」。希望以「關鍵技術研發」為核心使命,提供區域和產業發展的源頭技術,建立國際流、體制機制創新的開放式、國際化、涵蓋全產業鏈的創新平臺。
在地方政府的配合推動上,中國大陸最主要的半導體產業聚落,上海市與廣東省相對積極且具體布局第三代半導體。首先,上海市繼「張江高科技園區」之後,屬於自由貿易試驗區的臨港新片區也期望成為「東方芯港」;頒布《集成電路產業專項規劃(2021-2025),透過產業高階引領工程全產業鏈提升工程、核心技術創新卓越工程、產業跨界融合工程,吸引第三代半導體材料、製造、應用相關廠商進駐。其次,廣東省於2020年10月提出《廣東省半導體及積體電路戰略性新興產業集群行動計畫(2021-2025年),聚焦氮化、碳化矽、氧化鋅、氧化氮化鋁金石等三代半導體材料,支援氮化、碳化矽、化、磷化等化合物半導體器件和模組的研發製造。
中國大陸半導體產業對台灣的可能影響
半導體向來是中國大陸政策扶持的焦點,《十四五規劃》及上海市、廣東省等更將眼光延伸至第三代半導體領域,宣示投注更多資源引領研發與製造布局。期在電動車、5G通訊、再生能源、快速充電等下游應用市場的帶動下,中國大陸對第三代半導體的投資可望持續增加,除帶動原材料、設備的需求之外,也可能連帶產生人才磁吸的效果。事實上,中國大陸2020年與第三代半導體有關的投資擴產計畫即有24個(2019年為7項投資總額約694億人民幣,較2019年成長161%,待建廠完工後,勢必出現可觀的人才需求。另一方面,美國聯邦政府於6月8日公布《供應鏈百日審查報告》則指出,半導體生產過程涉及多個國家與地區,需跨越70次國際邊境,整個過程往往長達100天,供應鏈步驟之間的中轉。雖然中國大陸才是最主要的威脅,美國政府卻也憂慮過於依賴包含臺灣、日本、韓國在內的東亞半導體業者,尤其地緣政治風險可能演變為供應鏈弱點;此外,《供應鏈百日審查報告》也提出臺灣已出現供水不穩定等風險。很明顯地,美國政府力圖在本土重建「自給自足」的半導體供應鏈,並運用加強管控敏感技術、研次世代技術措施,一方面遏制中國大陸,另一方面確保美國的半導體供應鏈安全與產業主導權·未來將針對本土生產能力、次世代半導體研發等議題,採取因應措施、減少依賴外國。中國大陸半導體及下游應用市場的潛力、美國試圖重建境內半導體製造能量的舉動等外部因素,未來是否影響我國半導體企業的出口、國內投資動能、人才流動、國外半導體技術設備的本地化生產進程等,目前仍難以定論。但從近期台積電宣布南京廠擴產、赴美國與日本設廠、評估投資德國的可能性等事件研判,我國半導體廠商可能已面臨重新思考與調整全球布局的情況,進而牽動臺灣半導體的全球產業位階。
目前各國政府均正視半導體供應鏈的重要性,臺灣、美國、歐盟、日、韓和中國大陸也認為自身的半導體產業過於依賴特定國家。美國的半導體設計業領先全球,但卻高度依賴中國大陸市場的銷售、勞動力;臺灣與韓國的晶圓製造雖屬業界標竿,但原材料、設備和電子設計自動化軟體則需要歐美日企業供應;中國大陸擁有全球最大的半導體市場,但半導體卻屬於其「卡脖子技術」之一。這正是半導體產業鏈的特殊性,造成上述的情況。
台積電創辦人張忠謀先生於2021年7月「APEC非正式領袖會議」表示,(1)自由貿易大幅促進半導體技術發展,致使越趨複雜的供應鏈走向「境外」;(2)要求「境內」半導體晶片自給自足的趨勢可能導致成本上升、技術進步放緩,且仍無法形成自給自足的半導體供應鏈;國家安全的顧慮確實存在,但僅影響少部分的半導體應用,針對更大規模的民用半導體市場,仍應基於自由貿易的供應鏈體系。換言之,各國尋求半導體供應鏈自給自足恐非最佳解方。尤其,半導體技術、設備、資金、產品等,皆可經由政策規範,盡量阻卻其外流,但類似措施則難以防範人才出走。目前,臺灣已出現本土高科技人才荒。聯發科董事長蔡明介先生以臺灣受少子化及國際化影響而出現本土科技人才荒為例,呼籲高中教育、大學入學考試制度,應重視數理教育基礎,以免影響國家的科技發展。總之,雖然各國針對半導體的政策資源注相當可觀,但目前全球的產業鏈分工是長期依序由美國、日本轉移至臺灣、韓國以及中國大陸。不同的半導體企業各有優劣勢,也是市場競爭和消費者選擇的結果,可能仍須共同合作才能實現共赢。