台積電創始人為何重提美國增加半導體產能是無功之舉

撰文:劉言
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全球半導體產能在東亞地區的集中,已成為一些西方政客的「心病」。自特朗普(Donald Trump)任內到拜登(Joe Biden)接任,半導體均是白宮關注的重點,近兩年全球缺晶片的大背景下,部分美國政客更是持續談及地緣政治對產業鏈的威脅。半導體分析機構IC Insights曾在2021年10月發布報告稱,目前沒有比台灣更重要的晶片生產基地,「過度依賴台灣」的地緣政治風險被多方不斷指出。

台積電(TSMC)是台灣一家從事晶圓代工的公司,1986年台灣為培植半導體產業,由工研院主導與荷蘭飛利浦共同簽約併成立一家半導體製造公司,交由時任工研院院長的張忠謀帶着一群以出身工研院為主的工程師一同籌辦,張忠謀以創始人身份出任台積電董事長。2016年9月19日,台積電市值首度超越美國電子巨擘IBM。2017年3月20日,其市值又首度超越美國晶片巨擘英特爾(Intel)。

作為全球最大的晶圓代工廠,台積電可以生產從手機到F-35戰鬥機、再到美國國家航空航天局(NASA)火星探測器「毅力號」(Perseverance Rover)的各種關鍵晶片。來自台積電的數據顯示,2020年該公司佔全球半導體產能的24%,較2019年提高了3個百分點。研究機構凱投宏觀的數據顯示,在最新款iPhone、超級計算機和汽車人工智能等領域使用的晶片中,台積電產能佔92%,三星產能佔8%。

台積電晶圓廠區主要分佈在台灣、中國大陸與美國。圖為2021年6月時台積電廠區全球分佈圖。

第三方機構TrendForce集邦諮詢數據顯示,2021年四季度台積電和聯電兩間台灣企業合計佔據全球約60%的晶圓代工產能。在此情況下,蘋果、高通、英偉達、AMD、博通、賽靈思等美國晶片設計公司,均需要藉助台積電將產品落地。在薩斯奎哈納(Susquehanna)高級半導體分析師克里斯托弗•羅蘭看來,「台積電幾乎已經成為先進晶片的壟斷者,這些製造業務大部分都集中在台灣,這對美國甚至西方世界來說,都是一個重要的國家問題。」

美國消費者新聞與商業頻道(CNBC)在2021年的一篇報道中這樣寫道,「台積電可能不是一個家喻户曉的公司,但它的市值超過5,500億美元,是全球市值最高的10家公司之一。現在,它正在利用其可觀的資源將世界上最先進的晶片製造工廠帶回(bring back)美國本土。」有政客直接表示美國半導體技術從領先到落後只相差一個台灣海峽,因為大量美國企業需要台灣的代工產能。

張忠謀2018年從台積電退休,曾公開表示到美國建設新廠不是他的決定。台灣《經濟日報》4月21日報道,張忠謀日前以嘉賓身份在美國智庫布魯金斯學會(Brookings Institution)發表觀點,談及了半導體技術人才的重要性和半導體製造重返美國的前景。

「亞太經濟合作」APEC經濟領袖會議首度以視訊方式舉行,蔡英文委託台積電創辦人張忠謀出任台灣領袖代表,並在台灣總統府線上參與。(台灣總統府)

在他看來,美國晶片製造業沒有擴張和成功所需要的人才資源,並直言美國增加國內晶片產能的舉措是徒勞、浪費且昂貴的。這是他繼2021年10月之後半年內第二次發表類似觀點。

拜登政府出台了價值數百億美元的晶片法案(Chips Act),試圖通過補貼晶片製造商來強化美國本土的半導體製造。事實上,美國才是晶片產業的發源地,但隨着全球晶片製造產能幾十年來持續向亞洲轉移,據國際半導體產業協會(SEMI)的數據,至2020年亞洲已佔全球晶片產能的79%,美國僅佔全球晶片產能的12%,遠低於其1990年的37%。

張忠謀在活動中指出,美國在1970和1980年代選擇了一條道路,讓製造業人才繼續接受教育培訓,而後從事高薪工作,這不見得對美國不好,但對美國的晶片製造業來說,形成了挑戰。他提到,台灣人口眾多,這也是台積電成為全球最大晶圓代工廠不可或缺的條件。在美國和其他地區的專業人才離開製造業之際,台灣的人才更加成熟,使其成為純晶圓代工的理想地點。

張忠謀表示,美國的優勢在於有現成的全球頂尖的設計人才,台灣很少,台積電更是完全沒有。但如果要發展成功的晶片製造業,美國需解決人才短缺問題。勞動力短缺之外,張忠謀還強調,美國製造的成本令人望而卻步。台積電俄勒岡州工廠的製造經驗顯示,該工廠可以獲得利潤,但幾乎放棄產能擴建。「在比較成本上,我們當時太天真,在美國製造晶片的成本比台灣貴50%,」張忠謀透露,台積電多次為俄勒岡州工廠安排美國和外籍人員,但皆未能讓成本降低。

2020年5月14日,台積電宣佈斥資120億美元在美國亞利桑那州菲尼克斯建5納米工藝晶圓廠,預計2021年動工,2024年開始量產。目前,5納米是全球先進的晶片製程,英特爾等美國公司尚未量產這一節點,而台積電的到來有望改變這種局面。2021年10月16日,CNBC實地探訪了台積電正在美國建設的5納米工廠,現場畫面顯示這座已規劃一年半、開工半年的工廠,似乎仍只處於初期施工階段,並且美國政府承諾給到台積電的補貼也未落實。

拜登政府確實已提議為台積電等晶片公司在美國本土建廠提供520億美元的補貼。行業報告預計,美國政府將投資約500億美元,未來10年在美國建造19座晶圓廠,使美國本土晶片製造能力翻一番。張忠謀直言,台積電在美國政府的壓力下這樣做,而美國政府數百億美元的補貼,遠低於提振本土晶片製造所需的金額。在美國的產能增加的同時,單位成本也將增加,美國很難在國際上競爭。

日經新聞在2021年時更是尖鋭指出,距台積電宣佈在美建廠已過去1年半以上,美國眾議院的相關法案連補貼內容都未納入,審議也無進展,給台積電的補貼完全無法落實,並且對於向海外企業提供鉅額補貼,美國國內也存在反對聲音。

從產品營收來看,台積電的五納米與七納米高階製程產品佔營收近五成,顯示台積電的技術優勢仍存。圖為2021年二季度台積電產品營收佔比。(台積電2021Q2財報)

IC Insights數據顯示,2020年中國大陸晶片自給率為15.9%。預計到2025年,中國大陸半導體晶片市場規模將達到2,230億美元,2020-2025年間的年複合增長率將達9.2%。而2025年中國大陸半導體晶片產值將達到432億美元,2020-2025年間的年複合增長率將達到13.7%。按此數據計算,到2025年中國大陸生產的半導體晶片產值,在整個中國大陸半導體晶片市場當中的佔比將達到19.4%。但值得注意的是,在2020年中國大陸227億美元的晶片產值中,總部位於大陸的企業只生產了其中的83億美元(36.6%),台積電、SK海力士、三星、英特爾、聯電和其他在中國大陸擁有晶圓廠的企業生產了其餘的晶片。

短期來看,晶片短缺制約着全球多個行業的發展;長期來看,隨着萬物互聯時代的到來,全球晶片使用量還將大幅增加,這亦使得台積電這類晶片代工廠的重要性不可動搖。台積電2022年將在台灣量產3納米製程,在佔據全球先進半導體產能92%的台灣,重要半導體今後更加邁向一極化。雖然兩岸地緣政治風險不可避免是產業鏈的重要變量,但在張忠謀看來,如果有戰爭,美國要擔心的將遠遠不止晶片製造。