台湾半导体产业:何以称霸全球舞台?

时间: 2025-02-15 04:26:21  作者:星空体育平台官网入口

  台湾半导体产业在全球半导体领域可谓是熠熠生辉。根据集邦科技(TrendForce)发布的研究报告,2021 年台湾半导体出口占比接近 40%,半导体产业市占率高达 26%,排名全球第二。IC 设计及封测产业分别占全球的 27% 和 20%,分别位列全球第二和第一,而晶圆代工更是以高达 64% 的市占率稳居全球龙头地位。

  在晶圆代工领域,全球前十的企业台湾就占据四席,台积电、联电、力晶和世界先进实力强劲。台积电作为全球最大的晶圆代工厂,2023 年一季度在晶圆代工领域的市场占有率高达 53.6%,其中 28nm 芯片的晶圆代工更是拿下了全球 75% 的营收份额。在芯片封测领域,日月光集团以 27% 的市占率,位列全球第一。全球前十大芯片封测公司,台湾一个省就占了五家。在芯片设计领域,联发科、联咏科技、瑞昱半导体也分别位列全球第 4、第 8、第9。

  2022 年中国台湾地区半导体百强企业排行榜单中,台积电以超 500 亿美元的营收总额位居榜首,同比增长 18.53%。大联大、日月光、联发科、文晔科技 5 家企业 2021 年的营收总额超过 100 亿美元,占百强企业营收总额比重高达 55.63%。从已公布毛利率数据的 98 家企业看,13 家企业的毛利率超过 50%,这中间还包括台积电,原相科技的毛利率最高,为 57.07%。

  台湾半导体产业的辉煌成就,离不开各领域企业的共同努力,它们在全球半导体产业链中占据着举足轻重的地位。

  上世纪 80 年代的台湾省在半导体产业高质量发展初期,明智地选择了以资本和技术程度相比来说较低的 IC 封装等环节作为切入点。这是因为当时的台湾并不具备先进的技术,且半导体产业高投入高风险的属性,若采用发达国家的 IDM 经营模式,需要大量的资产金额的投入与技术上的支持,这与台湾当时的发展阶段不相匹配。因此,台湾集中有限的资源,投入到单一的产业领域进行突破。在此基础上,台湾又选择了晶圆代工制造领域,专注于此不断深耕。晶圆代工制造所需资本投入相比来说较低,不会超出台湾的承载能力,同时能充分动员大量相对廉价的熟练工人,还有利于避开现有行业竞争格局。例如台积电,在晶圆代工领域持续不断的发展壮大,如今市场占有率高达 53.6%,成为全世界晶圆代工的佼佼者。

  台湾半导体产业实现了从 IC 设计到封装测试及设备等全领域覆盖,以台积电为首带动了整个产业的兴盛。在芯片设计领域,有联发科、联咏等企业,它们不停地改进革新,为全球提供了高性能的芯片解决方案。在芯片制造和代工领域,台积电、联电等企业凭借先进的制程技术和高效的生产能力,占据了全球重要市场占有率。下游封装测试领域,全球最大封装测试企业日月光以其专业的技术和优质的服务,为芯片的成品化提供了保障。台湾半导体产业的全产业链布局,使得所有的环节相互配合,形成了强大的协同效应。例如,在新竹科学园区,众多半导体企业聚集在一起,从晶圆制造的重镇向外辐射,形成了全球绝无仅有的半导体产业集群。这种产业集群化带来了诸多好处,大幅度的降低了成本,将利润做大,生产时间比日本的一站模式快一倍,同时还促进了良性竞争,对品质与创新造成强大推力。

  台湾工业技术研究院(工研院)在台湾半导体产业的发展中发挥了至关重要的作用,堪称产业成就的幕后功臣。

  工研院成立于 1973 年,见证了台湾从以农业、手工业为主的经济体转变为在半导体等领域影响全球创新链和产业链的产业高地。在半导体产业高质量发展过程中,工研院通过研发技术,发展关键性、创新性以及前瞻性的技术。例如,1977 年 10 月,工研院建立台湾第一座 4 吋晶圆的积体电路示范工厂,同年底成功试制 CMOS IC 并掌握了 7μm CMOS 制程技术,奠定了台湾半导体产业发展之基础。1979 年,工研院成功开发出第一颗商用 IC 晶片。

  工研院还积极孵化新兴科技产业,培育了无数科学技术人才,包括超过百位的 CEO,孵化了 270 多家优秀企业。如台积电董事长张忠谋、联发科董事长蔡明介等高水平人才都是在工研院的集成电路技术引进方案下,从美国被挖回台湾,为台湾半导体产业的发展奠定了坚实基础。同时,工研院实行技术与人员向企业整体转移的流动机制,每年会有 10% - 15% 的人才流向产业界,等于向产业界释放出 500 - 800 个研发人才。

  工研院不仅促生了很多半导体企业的诞生,也造就了很多半导体人才,为台湾半导体的发展起到了极大的推动作用。例如,1980 年,联电从工研院中脱离出来,成为了台湾第一家集成电路企业;六年后,台积电也从工研院中走了出来,推动了六英寸的半导体晶圆的发展。1993 年,工研院又衍生了世界先进,推动了半导体产业的升级。

  政府制度创新对台湾半导体产业高质量发展起着重要的保障作用。台湾当局成立 “工研院”,为半导体产业的发展提供了强大的技术上的支持和人才保障。

  在发展初期,台湾当局为工研院提供了充足而稳定的经费补贴,1973 - 1983 年当局的补贴约占到工研院经费支出的 60%。经过十年探索运作,工研院通过商业方式向产业界和企业界积极推广科研成果和提供相关服务已发展得相对成熟。到了 1984 年,工研院不再依靠当局的补贴,实现了收支平衡,甚至略有节余。20 世纪 90 年代开始,工研院强化产业服务,实现了承接公共部门项目的经费与面向产业服务的企业委托项目经费的比例持平且后者呈增长的趋势。

  此外,台湾当局还通过一系列政策举措,鼓励半导体产业的发展。如推出 “台版芯片法案”,为半导体、电动汽车、5G 等技术创新且居国际供应链关键地位公司,提供租税优惠。其投资于前瞻创新研究发展的支出 25%,得抵减当年度应纳营利事业所得税额;购置先进制程的全新机器或设备,支出金额 5% 得抵减当年度应纳营利事业所得税额,且该机器或设备支出不设金额上限。这些政策措施为台湾半导体产业的发展提供了有力的支持。

  1970 和 80 年代,台湾迫切地需要将经济从纺织、农业和低价值制造业提升到新层次。当时确定了四个领域:电动汽车、药品、地热能与半导体。电动汽车时机尚早,地热能源难以商业化,最终选择了半导体。技术官僚们注意到日本电子手表行业的成功以及为该市场供应芯片的机会,且台湾劳动力成本相比来说较低,可以便宜地为日本手表生产半导体。于是,重点开发半导体的方向就这样确定下来。

  工研院由政府于 1973 年成立,致力于研究和开发。通过学术界与工业界的合作,推动产业高质量发展。台湾 70 年代经济格局由国企主导,但当时认识到必须由学界领头学习设计和流程,然后转交私人企业主导经营。这种模式符合市场规律,为半导体产业的发展奠定了基础。

  工研院首先和美国无线电公司(RCA)建立了合作。人员被派往美国 RCA 工厂,学习从设计到生产的整一个流程。美国合作方分享了某些不认为是尖端技术的专业相关知识。随后,工研院在新竹兴建第一家半导体厂,它几乎是美国工厂的精确复制和某些创新。事实上,新竹工厂运作得非常好,几个月后就超过了 RCA 的产量,以至 RCA 打算收购它。

  张忠谋执掌工研院后,认识到台湾在芯片设计、研发方面缺乏竞争力,因此决定将重点放在代工生产上。由工研院发展出来的台积电是世界第一家纯芯片代工厂,只为客户制造芯片,客户不需要过多的担心关键技术被转作它用。很快,这个商业模式成为半导体行业通行的一个规则。现在台积电生产全球一半以上的芯片,客户包括苹果、英特尔和英伟达等各大公司,占据了全球约 60% 芯片市场。台积电成为全世界芯片代工龙头,为台湾半导体产业的发展做出了巨大贡献。

  :台湾半导体产业在全球产业中具有关键地位,但在地理政治学和全球供应链风险加剧的背景下,面临着诸多挑战。例如,台湾半导体产业对外部市场的依赖度较高,容易受到国际贸易摩擦和政治局势的影响。张忠谋就曾表示,地理政治学趋势下,台积电以后的竞争环境绝不会比过去几年轻松,将面临更多挑战。

  :台湾半导体产业面临着人才短缺的挑战。台积电处长张孟凡指出,台湾半导体面临前瞻研究不足、产学落差及人才短缺三大挑战。台湾 STEM 人才供给减少,2020 年比 2012 年博士生减少 29%、硕士生少 12%、学士少 20%。除少子化冲击外,也与毕业生选择变多有关,导致企业人才争夺加剧,连带冲击产业。

  :台湾半导体产业在晶体管新结构与材料、3D - IC 与系统级整合等前瞻研究方面存在不足。短期研发虽重要,但仍须规划中长期方向。政府与企业对研发的心态要调整,中长期的技术探索是研发的挑战与新聚焦的重点。

  :台湾半导体产业将持续推进 2 纳米及以下先进制程、3D 打印和先进封装技术。随着摩尔定律放缓,2.5D 和 3D 封装技术将成为突破点,逐步提升晶片性能。异质整合将成为新一代高性能晶片关键技术,通过将不同功能集成在单一封装内,满足 AI、5G 和高性能计算等应用需求。

  :成熟制程仍是许多半导体应用的主力技术,如物联网、车用电子、消费性电子、电源管理 IC 和微控制器等。台湾供应链在成熟制程研发和生产上具备优势,未来将致力提高成熟制程产能和效率,并针对特殊应用制程优化,开发针对电源管理、射频、嵌入式非挥发性记忆体应用专用制程,满足市场多元需求。

  :在地理政治学和全球供应链风险加剧背景下,台湾半导体产业需要确保供应链稳定和安全,包括本地化生产与多元化供应、加强对关键材料和设备生产能力,减少对单一国家或地区依赖。

  :硅做为光波导材料,能有效导引光信号,制作光波导、光调制器、探测器等元件,发展硅光子可在晶片上集成大量光学元件,实现通信系统高度集成和小型化,减少光电转换损耗,提高传输效率。硅光子并兼容 CMOS 制程,可于标准半导体制造工厂中生产,减少相关成本并大规模生产。

  :提高半导体设备自给率是产业链发展愿景中不可或缺之重点。除现有化学气相沉积、物理气相沉积、蚀刻、清洗、量测检测设备,台湾应扩大半导体设备研发与制造。

  :支持初创公司和创新项目,促进半导体相关领域创新,例如 EUV 光刻技术、新型材料(如碳化硅、氮化镓)等。

  :台湾半导体产业在发展初期明智地选择了以资本和技术程度相比来说较低的 IC 封装等环节作为切入点,后又选择了晶圆代工制造领域,专注于此不断深耕。别的地方在发展半导体产业时,也应依据自己真实的情况,找准比较优势,选择比较适合的产业切入点。

  :台湾半导体产业实现了从 IC 设计到封装测试及设备等全领域覆盖,形成了强大的协同效应。别的地方也应注重全产业链布局,促进所有的环节相互配合,提高产业竞争力。

  :台湾当局成立 “工研院”,为半导体产业的发展提供了强大的技术上的支持和人才保障。同时,通过一系列政策举措,鼓励半导体产业的发展。别的地方政府也应加大对半导体产业的支持力度,通过制度创新为产业高质量发展提供保障。

  :台湾半导体产业通过学术界与工业界的合作,推动产业高质量发展。别的地方也应加强产学研结合,促进科技成果转化,为产业高质量发展提供技术支持。

  :台湾半导体产业面临人才短缺的挑战,别的地方应重视人才教育培训,加大对教育和科研的投入,培养更多的半导体专业人才。

  夜深人静是自由,清晨醒来是生活。大家好,我是希望得到阿拉丁神灯的沙和尚!生活不易,愿我们相惜!