發(fā)揮互補(bǔ)綜效　臺(tái)/歐半導(dǎo)體廠齊攻18寸晶圓

由于臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在晶圓制造方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，可與歐洲業(yè)者擅長(zhǎng)的設(shè)備及材料研發(fā)能力互補(bǔ)，因此兩地業(yè)者已展開策略聯(lián)盟，并著手開發(fā)18寸晶圓制程及生產(chǎn)設(shè)備，期藉由共同分擔(dān)研發(fā)、建廠費(fèi)用與風(fēng)險(xiǎn)，加速推進(jìn)下一個(gè)半導(dǎo)體世代。

目前業(yè)界預(yù)估建造一座18寸晶圓廠所需經(jīng)費(fèi)約110億美元，將近12寸晶圓廠(約30億美元)建置成本的三到四倍，再加上背后制程、材料與設(shè)備等研發(fā)資源的投入，將是非常龐大的金額，單一公司甚至單一國(guó)家的投入，都可能顯得有點(diǎn)吃力；因此，相關(guān)業(yè)者已將成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟視為可行的發(fā)展選項(xiàng)之一。

例如，臺(tái)積電、英特爾(Intel)、IBM、格羅方德(GLOBALFOUNDRIES)與三星(Samsung)已于2012年在美國(guó)紐約共同成立18寸晶圓制造聯(lián)盟--G450C(Global 450mm Consortium)。其目的在于制定18寸晶圓規(guī)格、生產(chǎn)設(shè)備與制程技術(shù)研發(fā)，未來(lái)更先進(jìn)的量產(chǎn)制程與材料研究等工作都會(huì)在此聯(lián)盟繼續(xù)下去。

然而，當(dāng)前國(guó)際上其他相似的18寸晶圓研究機(jī)構(gòu)，如比利時(shí)微電子研究中心(IMEC)等，研究規(guī)模均無(wú)法與G450C相比，恐將導(dǎo)致未來(lái)半導(dǎo)體發(fā)展藍(lán)圖受制于美國(guó)，其他國(guó)家將缺乏抗衡的力量。也因此，除美國(guó)以外，其他各國(guó)政府與相關(guān)半導(dǎo)體業(yè)者已開始研擬合作，期在18寸晶圓取得一席之地。

一加一大于二　臺(tái)/歐攜手為最佳組合

2012年臺(tái)灣晶圓代工產(chǎn)業(yè)在全球市場(chǎng)的占有率為62%；而在45奈米(nm)以下的先進(jìn)制程市占也高達(dá)47%，雙雙位居全球第一；未來(lái)在國(guó)內(nèi)大廠不斷的擴(kuò)增產(chǎn)能與先進(jìn)制程的研發(fā)投入下，相信更可拉大與對(duì)手之間的差距。

不過(guò)，一旦下世代18寸晶圓制程技術(shù)專利與生產(chǎn)設(shè)備皆掌握于國(guó)外業(yè)者手上，勢(shì)將增加臺(tái)商未來(lái)發(fā)展的不確定因素；因此，國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)務(wù)須提前思考因應(yīng)對(duì)策，并爭(zhēng)取將全球第二座18寸研發(fā)中心設(shè)于臺(tái)灣，方能提升國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，并持續(xù)掌握產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)。

就目前市場(chǎng)情勢(shì)來(lái)看，歐洲半導(dǎo)體廠將是臺(tái)廠最佳合作夥伴選項(xiàng)，主因系雙方各有所長(zhǎng)，將帶來(lái)技術(shù)與產(chǎn)能互補(bǔ)效益。如表1顯示全球排名前二十五名的半導(dǎo)體公司，臺(tái)灣與歐洲各有三間公司名列其中，前者分別是兩家晶圓代工廠臺(tái)積電、聯(lián)電，以及一家IC設(shè)計(jì)商聯(lián)發(fā)科；后者則皆為整合元件制造商(IDM)，包括意法半導(dǎo)體(ST)、英飛凌(Infineon)與恩智浦(NXP)。從中可發(fā)現(xiàn)臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)垂直分工較精細(xì)，歐洲半導(dǎo)體發(fā)展則偏向上下游整合模式。

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如今先進(jìn)制程開發(fā)成本居高不下，且維持晶圓廠正常營(yíng)運(yùn)所需費(fèi)用不菲，IDM廠已漸漸走向輕晶圓廠(Fab-Lite)甚至無(wú)晶圓廠(Fabless)模式，正好需要臺(tái)灣晶圓代工產(chǎn)能的支援。以近期臺(tái)灣、歐洲主要半導(dǎo)體廠資本支出趨勢(shì)(圖1)來(lái)看，歐洲業(yè)者的投資已遠(yuǎn)不如臺(tái)灣，未來(lái)其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用與制造分工走向?qū)⒏泳?xì)，如歐洲半導(dǎo)體業(yè)者產(chǎn)品已集中于車用電子、消費(fèi)性電子及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)等應(yīng)用，市占率也都登上全球廠商排名前五名以內(nèi)。

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圖1 臺(tái)灣與歐洲各大半導(dǎo)體公司資本支出趨勢(shì)

值得一提的是，2010年英特爾買下英飛凌旗下行動(dòng)無(wú)線部門；2009年由愛(ài)立信(Ericsson)與意法半導(dǎo)體共同成立的ST-Ericsson，主要產(chǎn)品均為無(wú)線傳輸平臺(tái)相關(guān)晶片開發(fā)，但后者因不堪長(zhǎng)期虧損，已于2013年宣布解散，間接宣告歐洲半導(dǎo)體大廠全面退出無(wú)線通訊領(lǐng)域晶片的開發(fā)與販?zhǔn)邸Ｏ噍^之下，臺(tái)灣在此一領(lǐng)域則有充足的設(shè)計(jì)能量。

綜觀上述發(fā)展，臺(tái)灣與歐洲半導(dǎo)體公司的屬性與產(chǎn)品分布完全不同，臺(tái)灣的主戰(zhàn)場(chǎng)是在晶圓代工，而歐洲則是車用或消費(fèi)性電子產(chǎn)品，此一不同走向即可望發(fā)揮一加一大于二的效果。

產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)大不同　臺(tái)/歐合作綜效明顯

至于臺(tái)灣和歐洲在半導(dǎo)體設(shè)備、材料與整體供應(yīng)鏈方面的比較，2011年全球前十大半導(dǎo)體設(shè)備商市占總和占總體64.8%，歐洲半導(dǎo)體設(shè)備商有兩間進(jìn)入前十名，分別是第一的艾司摩爾(ASML)與第八的ASM，市占約17.9%；臺(tái)灣在設(shè)備與材料制造方面，市占率則低于4%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于歐洲規(guī)模。但是，歐洲廠商著重布局先進(jìn)制程設(shè)備、材料研發(fā)與制造，在晶圓制造相對(duì)較少；相較之下，臺(tái)灣則強(qiáng)攻晶圓制造，兩者發(fā)展方向也截然不同。

圖2為歐洲與臺(tái)灣潛在18寸晶圓半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D，歐洲在制程設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備與材料供應(yīng)商的分布相當(dāng)完整，例如AMSL提供微影設(shè)備、Siltronic攻晶圓生產(chǎn)、NOVA則負(fù)責(zé)晶圓量測(cè)設(shè)備、ASYST部署自動(dòng)化設(shè)備與Adixen開發(fā)真空幫浦等；在晶圓制造方面則僅有一間英特爾位于愛(ài)爾蘭的工廠。

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圖2 歐洲與臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈分布

相對(duì)于歐洲，臺(tái)灣半導(dǎo)體設(shè)備商只有漢微科可提供電子束量測(cè)(HMI)設(shè)備、漢辰布局離子布植(AIBT)，以及家登的晶圓、光罩傳送盒，規(guī)模與歐洲相關(guān)設(shè)備廠相去甚遠(yuǎn)。

圖3則為全球在研發(fā)支出能量上的比較，縱軸為每百萬(wàn)人中科學(xué)家與工程師的人數(shù)，橫軸是國(guó)家研發(fā)支出占國(guó)民平均生產(chǎn)毛額(GDP)的比例，圓的大小代表絕對(duì)金額；縱軸、橫軸數(shù)值與球的大小代表各個(gè)國(guó)家的研發(fā)能量。

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圖3 全球研發(fā)支出能量比較

目前全球研發(fā)能量前兩名分別是美國(guó)與中國(guó)大陸，但臺(tái)灣不論在研發(fā)支出占GDP比例或國(guó)內(nèi)研發(fā)人才比例，甚至在研發(fā)的絕對(duì)金額上，表現(xiàn)也都不俗；相較于德國(guó)、法國(guó)、荷蘭與英國(guó)等歐洲主要研發(fā)大國(guó)，雖然在研發(fā)的絕對(duì)金額上高于臺(tái)灣，但在研發(fā)人才比重上則略低。

歐洲過(guò)去在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上的發(fā)展，不論在先進(jìn)制程、設(shè)備、材料與晶圓制造的發(fā)展上，都擁有良好的歷史與傳統(tǒng)，但隨著整個(gè)全球政治經(jīng)濟(jì)局勢(shì)轉(zhuǎn)變，晶圓制造與先進(jìn)制程開發(fā)也因成本與產(chǎn)業(yè)鏈等因素，逐漸轉(zhuǎn)往亞洲國(guó)家或美國(guó)地區(qū)，所幸主要設(shè)備與材料方面的研究仍舊留在歐洲。

從半導(dǎo)體制造、產(chǎn)業(yè)鏈、臺(tái)灣與歐洲的教育與研發(fā)支出方面，剖析臺(tái)灣與歐盟的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，其中有很多是互補(bǔ)的，臺(tái)灣的優(yōu)勢(shì)為歐洲的劣勢(shì)，如表2整理臺(tái)灣與歐洲在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的SWOT分析。其中多處可看出臺(tái)灣與歐洲能相輔相成，例如在生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)業(yè)鏈的完整性與快速量產(chǎn)的能力皆是臺(tái)商優(yōu)勢(shì)；相對(duì)的，歐洲在基礎(chǔ)研究的能力、半導(dǎo)體所需生產(chǎn)設(shè)備與材料的開發(fā)能力，卻是臺(tái)灣最欠缺的部分。

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另外，臺(tái)灣與歐洲所面對(duì)的產(chǎn)業(yè)威脅其實(shí)是相似的，如G450C未來(lái)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)，以及在18寸晶圓的研發(fā)與建置經(jīng)費(fèi)相當(dāng)昂貴等；但在機(jī)會(huì)部分，除IMEC(歐洲)與臺(tái)積電(臺(tái)灣)皆已著手建造18寸晶圓廠外，其他部分互補(bǔ)的地方其實(shí)很多。

臺(tái)/歐合作第一步　設(shè)共同研發(fā)中心

據(jù)研調(diào)機(jī)構(gòu)ICKnowledge預(yù)估，18寸晶圓將會(huì)是半導(dǎo)體發(fā)展的最后一個(gè)晶圓尺寸，但未來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)已不如過(guò)去強(qiáng)勁，例如8寸制程轉(zhuǎn)往12寸時(shí)，半導(dǎo)體成長(zhǎng)約有17%成長(zhǎng)率，但預(yù)估12寸轉(zhuǎn)往18寸時(shí)將僅約4?6%成長(zhǎng)(圖4)，成長(zhǎng)不如以往，再加上高昂的先期研發(fā)投資，諸多半導(dǎo)體設(shè)備商的興趣較不如過(guò)去熱烈。

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圖4 過(guò)去與未來(lái)半導(dǎo)體營(yíng)收趨勢(shì)圖

也因此，未來(lái)發(fā)展須走向合作，且不只在公司層級(jí)，更要推向國(guó)與國(guó)之間的合作，如此成功的機(jī)會(huì)才能提高；過(guò)去歐洲雖然在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)稱霸，目前逐漸被亞洲國(guó)家所取代，這次18寸晶圓制造的發(fā)展對(duì)臺(tái)灣與歐洲不論在經(jīng)濟(jì)或產(chǎn)業(yè)上的成長(zhǎng)，的確會(huì)是一個(gè)很好的切入機(jī)會(huì)。

未來(lái)臺(tái)灣與歐洲彼此在18寸晶圓制造與研發(fā)上要如何合作呢，目前雙方已有初步方向。首先，臺(tái)灣、歐洲須共同設(shè)立半導(dǎo)體研發(fā)中心，分擔(dān)研發(fā)、建廠費(fèi)用與風(fēng)險(xiǎn)，并與現(xiàn)有的G450C存在既合作既競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)系，降低G450C的控制與威脅。

其次，臺(tái)灣為全球晶圓代工產(chǎn)能供應(yīng)最大的國(guó)家，可藉由建造18寸晶圓廠，優(yōu)先與歐洲共享產(chǎn)能，降低歐洲各大半導(dǎo)體公司蓋廠所需之資本支出，并提高量產(chǎn)能力，互利互惠。臺(tái)灣對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備材料需求也是全球最大的區(qū)域之一，歐洲各大設(shè)備材料商可在臺(tái)灣設(shè)置生產(chǎn)或是組裝工廠，甚至是研發(fā)中心，利用臺(tái)灣得天獨(dú)厚的地理位置，增加基礎(chǔ)研發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用之間的時(shí)效性。

另外，歐洲在MEMS、微控制器(MCU)、汽車電子設(shè)計(jì)與制造上有獨(dú)到之處，臺(tái)灣在邏輯先進(jìn)制程，與3C所需的處理器設(shè)計(jì)生產(chǎn)，則在全球具有舉足輕重的角色，亦可藉由雙方合作研發(fā)，激蕩出新的創(chuàng)意。

事實(shí)上，歐洲業(yè)者亦能挑選其他國(guó)家做為合作夥伴，包括南韓、日本或新加坡等，但是，不論在科技能力、人力資源、合作忠誠(chéng)度與互補(bǔ)性的考量上，仍以臺(tái)灣最為適合。

現(xiàn)階段，臺(tái)灣與歐洲半導(dǎo)體業(yè)合作已有一些成功案例，如表3整理，微影設(shè)備大廠ASML在臺(tái)設(shè)立研發(fā)中心，原子層沉積設(shè)備供應(yīng)商愛(ài)思強(qiáng)(Aixtron)在臺(tái)設(shè)立研發(fā)實(shí)驗(yàn)室等，相信未來(lái)彼此對(duì)進(jìn)一步合作并不陌生，相關(guān)合作案也將如雨后春筍般愈來(lái)愈多。

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防堵韓國(guó)超前　臺(tái)/歐合作迫在眉睫

由于建造18寸晶圓廠要價(jià)不菲，再加上制程、設(shè)備與材料等研發(fā)經(jīng)費(fèi)都是沉重負(fù)擔(dān)，因此，臺(tái)灣與歐洲未來(lái)走向策略聯(lián)盟將是不錯(cuò)的選擇，可與G450C維持既合作又競(jìng)爭(zhēng)的微妙關(guān)系。

無(wú)庸置疑，臺(tái)灣擁有全球62%的晶圓代工市占率，晶圓廠密度全球最高，再加上位處亞洲中心，絕對(duì)有能力及優(yōu)勢(shì)吸引歐洲設(shè)備業(yè)者青睞，攜手打造全球第二座18寸晶圓制造研發(fā)中心。目前臺(tái)積電已規(guī)畫在2016年試產(chǎn)18寸晶圓，并將于2018年導(dǎo)入量產(chǎn)，距今只剩3年時(shí)間；而臺(tái)灣主要競(jìng)爭(zhēng)者南韓則虎視眈眈，希望主導(dǎo)未來(lái)產(chǎn)業(yè)走向；因此，成立臺(tái)、歐聯(lián)盟已迫在眉睫，兩國(guó)須通力配合，才有機(jī)會(huì)在下一個(gè)半導(dǎo)體世代站穩(wěn)腳步。

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