台灣半導體產業在未來三年仍保有優勢,應留意對「無差異化」成熟製程廠商所帶來的挑戰

文:林良陽(高雄師範大學事業經營學系副教授)

今(2023)年1月16日韓國《朝鮮日報》罕見地在其社論發表「台灣TSMC超繁榮,而韓國晶片開始停滞」一文,內容討論韓國與台灣半導體產業的消長。該文特別提及,與前年相比較,三星電子去年合併財報營業收入雖然增加了8%,但其營業利潤卻減少了16%。

此外,今年1月9日韓國《中央日報》也以專文特別報導了三星電子去年第四季營業利潤大幅下滑,比前年同期减少69%,並進一步討論台、美、日、韓晶片競爭的可能變化,進而產生對韓國不利的巨大憂心。

這兩家報社都是韓國最重要的報業集團,此番不約而同地相繼提出評論其來有自。主要原因是半導體產業占韓國整體出口額的20%,是推動該國經濟成長的重要引擎,如果半導體產業開始衰退,則其經濟發展將遭受重大衝擊。

另一方面,我國的半導體產業則是另一番新景象。儘管因俄烏戰爭、COVID-19(嚴重特殊傳染性肺炎、新冠肺炎、武漢肺炎)疫情、中美科技貿易戰等複雜因素交纏難解之下,使得全球半導體產品的相關需求,在去年下半年開始快速下降,影響了世界各大廠商,甚至迫使這些大廠採取裁員措施以度過寒冬。但總體來說,台灣多數廠商依然保有亮眼的成績。

舉例來說,台積電去年合併營收為2.25兆元、年增42.6%,營業利益為1.12兆元、年增72.51%,此外,毛利率59.56%、營益率49.53%、每股盈餘39.2元,都創下歷史新高。聯電去年營收2787.05億元、年增30.84%,稅後純益871.98億元、年增 56.3%,每股純益7.09元,獲利創新高,表現極為亮眼。而IC設計廠商聯發科也不惶多讓,去年營收也是創新高約5487.96億元,年增11.2%,首度超過5000億元大關。

此外,我國行政院主計總處於今年1月4日發布的《國情統計通報》指出,去年1至11月我國積體電路出口總值達1692億美元,逐年上升且穩定成長,已超越前年的全年總值,較前年同期增加20.3%,占整體出口總值比重為38.1%。

上述各項數據在在顯示,相較於韓國,過去一年我國半導體產業確實有較為良好的表現。也因此之故,我國各大媒體皆爭相報導,洋溢著歡欣鼓舞、喜慶豐年的美好景象。

在驚滔駭浪的政經情勢以及詭譎多變的市場環境下,我國廠商依然能屢創佳績,著實令人敬佩。這是這些企業多年辛勤耕耘與戮力經營下所產生的不易成果,我們以這些優秀國內廠商的優異表現為榮且引以為傲。若市場未有重大變化,預期在未來至少三年,我國半導體整體產業應都可保有此等優勢。

儘管如此,半導體產業的未來發展仍存有一些挑戰,以下是筆者對成熟製程廠商的現況與發展提出的幾點觀察,應該值得關注。

應留意對「無差異化」成熟製程廠商所帶來的挑戰

英國《經濟學人》雜誌於去年7月發表〈After a turbocharged boom, are chipmakers in for a supersized bust?〉(在急速繁榮之後,晶片製造商是否會遭遇超大型的蕭條?) 一文,該篇專文指出,在這幾年間各國業者所增設的新晶圓廠中,2020及2021年全球共有34座新廠動工,預定2022年至2024年還有58座新廠將動工。

雖然說想要投入與實際建廠間可能會有些許落差,但基於地緣政治與美中角力產生不可預期變化的憂慮,導致保護主義的興起以及供應鏈區域化的發展,許多國家思考籌設晶圓廠已無可避免。

要實現一座具競爭力且可穩健獲利的晶圓廠,是有很高進入障礙的。上述廠商中,有的可能會因沒有充足的資金奧援,無法持續建廠而停滯;有的可能會因市場需求下降,基於理性思考而延遲建廠;有的可能會因經驗不足、人才不夠而失敗;有的可能會因缺乏深度的核心能力,導致競爭力較薄弱,而退出市場;但,最終可能依然會有一些足以擾亂市場,甚或影響市場的挑戰者出線。

筆者雖沒有《經濟學人》該篇文章那麼的悲觀,但一座運作順利且成熟的12吋晶圓廠其產量是驚人的。在全球半導體廠商大幅擴廠或建廠的情況下,我國政府與相關廠商應立即思考與探究如何面對日後產生晶片超額供給的可能影響。其中,遭受最直接影響者,應該就是以「較無差異化」的成熟製程為主要營運範疇的廠商。

本文所稱的「差異性」,並非指「有差異」或「無差異」 的二選一選項,而是指程度上的深淺差異,「較無差異化者」將可能面對更多挑戰。

我們當然不樂見《經濟學人》所說的大幅蕭條發生,但這些「較無差異化」的成熟製程廠商極可能將迎來史上不容易應對的價格戰,也可能將面對營收與市占率的保衛戰,甚至得縮衣節食或調整組織規模以因應嚴酷的考驗。

特殊製程的創新

事實上,不同廠商或多或少對差異化這議題應該都有所關注,只是其結果可能不盡相同。慶幸的是,我國相關廠商近年發展方向,紛紛都已經投入較具差異性的特殊製程創新,而且有些廠商都已經有具體可見的成效。

特殊製程並不是如主流的晶片發展方式一樣,以持續追求尺寸的進一步微縮為目標,而是巧妙地運用或整合不同技術與新材料,以生產獨特性能的晶片,並據以應用在特定用途的元件上。

特殊製程是廠商創造差異化的來源之一,若能運用特定的特殊製程為客戶生產晶片,即便是採用22或28奈米的成熟製程,則廠商依然可創造其獨特性,進而獲取獨特利益。

舉例來說,我國廠商矽基分子電測公司 (Molsentech) 與某半導體廠商合作,結合了生物科技與半導體技術,開發出快篩晶片,檢測時間僅需5分鐘,準確率可達95%以上,可同時達到PCR的精準度與快篩所需的速度,是提升早期快速檢測能量的解決方案。筆者認為,若從半導體發展角度來看,這即是特殊製程創新的應用之一。

精準了解客戶需求

採特殊製程的廠商專注於較特定的市場區隔,以客戶需求為導向進行創新並生產產品。

若要達成這樣的預期目標,該廠商需要與客戶有更密切的互動,以深入了解客戶的需求,方可為客戶客製化其晶片,並更精進其產品性能,進而為客戶創造高度價值。若想要避免價格戰,這應是成熟製程廠商的未來發展機會。

在這其中,廠商所擁有的核心技術、能力與策略性資源極其重要,其顯現在外的是廠商的整體獨特能耐,外人較不容易模仿,也較不容易學習。廠商若能達到這樣的境界,且同時能為客戶創造高度價值,則其客戶極可能會對該廠商產生高度依賴,甚至被該廠商所套牢(lock-in),進而提高廠商的毛利率,帶來更豐厚的獲利。

值得注意的是,此差異性所產生的價值,不僅在於廠商創新能力的自我提升與肯定,更在於能否滿足客戶需求、為客戶解決問題。換言之,投入研發固然重要,但因資源極其有限,廠商不是為了研發而研發,更應關注能否獲取實質價值,而這就有賴於需要與客戶密切結合。亦即應專注於特定的市場區隔與機會,以將廠商有限的知識、技術與資源發揮最大效用。

深化特定核心技術與能力,強化策略性資源

儘管如此,廠商若要想達成這些客戶所交付的目標,在技術上存在一定的進入障礙,其實也不容易。它可能需要開發新技術與製程、整合不同的多樣技術,甚至開發不同新材料 (例如碳化矽或氮化鎵) 並妥善運用,方能順利完成任務。也就是說,廠商依然需要持續進步,深化特定核心技術與能力、強化策略性資源,方能逐步探究與開展特殊製程。

舉例來說,台積電受邀到日本九州熊本縣與Sony、Denso等廠商合資設廠,預期將於2024年底正式營運,是發揮特殊製程的典範之一,值得現有以無差異化成熟製程為主的其他廠商思考與學習。儘管該廠現階段的規劃是22至28奈米成熟製程,不過,已能充分為Sony生產目前影像感測器所需的晶片。

影像感測器是攝影機、數位相機以及監控裝置等等設備的關鍵零組件,依據Omdia市調機構於今年1月公布的資料顯示,去年第三季Sony影像感測器的市場佔有率高達51.6%,而第二名則是三星電子的15.6%,為了與Sony一較高下並提高市佔率,三星電子正積極擴大投資中。

對Sony來說,台積電不僅有卓越的能力以生產其所需的高品質晶片,且與其共同合資可取得充足產能,此外,在台積電的奧援下,也不用擔心未來若需要提高製程能力的問題。換言之,Sony結合台積電的力量,將可更有效地協助它對抗三星電子,以在競爭激烈的產業環境中維持其市場領先地位。

事實上,在不同的應用情境中,應該需要用到不同特性的影像感測晶片。例如,若與3C產品相比較,汽車裡的晶片可能得面對相對較嚴酷的環境,它不僅需要耐高溫,也得更耐震或耐高壓。因而,光僅是影像感測器這項產品可能就得以不同的特殊製程,來達到不同應用情境下所具備的性能,以符合應有的標準與規範。

倘若台積電能接近在地市場,就可直接服務客戶,降低溝通與協調的各項阻礙,提高營運效率,並更可充分地滿足客戶的特殊需求。Sony半導體解決方案公司 (Sony Semiconductor Solutions) 就位在熊本縣,這應該是台積電最後選擇在該地蓋廠的主要原因之一。此外,《日經新聞》去年12月報導了Sony也將在台積電新廠旁建立影像感測器生產工廠 ,更可充分說明兩者的密切互動與合作關係。

對台積電來說,除了日本政府的巨額補貼之外,此項合資案也是一項寶貴的學習與成長機會。來自客戶最直接的意見回饋,兩相合作之下,將更能推進影像感測晶片的各項進展,創造雙贏結果。例如,此項合作可能發展出特殊的新製程,也可能開發出特定的新材料,或者是產出品質更高、性能更穩定的影像感測晶片,這都將更深化台積電的特殊製程能力。

換言之,若成熟製程廠商能持續深化特定的核心技術與能力、強化策略性資源,以逐步探究與開展特殊製程,將可為特定客戶提供更獨特的服務,進而擺脫價格戰的危機。

應留意市場規模對成本的影響

雖然以無差異化成熟製程為營運主力的廠商,可藉由上述觀點來思索組織的可能調整方向,然而此種經營方式因專注於小眾市場,必須得留意該市場區隔是不是有足夠的規模大小。即便是廠商的利基市場,但市場規模若不夠大,將可能提高營運成本,導致獲利下降,則廠商最後僅能獲取有限的價值。

延伸上述例子來看,因各項應用產品的逐步發展,使得影像感測器市場具有高成長動能,再且,Sony為影像感測器的龍頭廠商,其快速成長將帶動台積電營收同步走高。

由此觀之,台積電鎖定的這個市場,一來,大多是善用其現有知識、技術與資源的重組轉換,較可不用如研發3或5奈米一般地投入巨額研發資金,二來,從自動駕駛、攝影與監控裝置的發展趨勢來看,這是一個極具發展潛力的市場,極可能為台積電創造可觀的營收貢獻,是極為明智的投資。

倘若廠商能以所開發的特殊製程為基礎 (即隱含擁有了特定的核心技術、能力與獨特資源),進行若干不同修改與調適後,進一步衍生出不同的獨特製程,並可據以延伸到不同的市場區隔,則將可發揮更大的綜效,適度降低研發成本。如此,或可避免利基市場規模較小的問題。例如,把前述的影像感測晶片依據不同情境進行調整與開發,並將其應用到醫療或能源等不同領域。

通常這過程可能需要進行跨單位或跨領域知識的整合,因而有高階主管的涉入是重要的。若能由高階主管來領導團隊,將可建構暢通且有效的運作機制,以促進組織內部充分的溝通與協調、順利結合不同的技術或開發新材料、解決難以預期的突發問題,以達成預期目標。

結語

儘管我國半導體產業的全球影響力在這些年備受國際肯定,不過依然面臨某些不同挑戰。在上述新建工廠中,僅相對少數是以先進製程為主,若依此狀況發展,預期2年後即將開始迎來半導體大幅建廠與擴廠的供給過剩疑慮。

我國廠商本質上是基於長期需求來建廠,有自己的既定規劃;但為了避免日後競爭對手的削價競爭,成熟製程廠商應及早思考如何佈局。在這其中,持續提高差異性、增加特殊製程占比以獲取獨特價值,是其中一項可採行的重要方式。甚至,倘若未來因競爭加劇,廠商或可思考是不是應在適當的時機點,逐步放棄漸漸無利可圖的無差異化產品產線。

在世界持續發展下,半導體的未來應用將大幅增加,在電動車、物聯網、AI、醫療等領域之特殊製程應用也將更加多元,值得廠商依其核心能力思考獨特的發展方向。依筆者過往參與不同研發計畫的初淺經驗顯示,這往往需要時間投入,它不容易速成,因而需要及早規劃與進行。

希望上述大量供給過剩的疑慮僅是《經濟學人》的過度憂慮,期待對成熟製程廠商的衝擊並不如想像的嚴重。但即便如此,產業裡的激烈競爭狀態並不會止歇。在處境不利的狀況下,設法提高競爭優勢,是廠商應有的積極作為。殷切期待這些以成熟製程為營運主力的廠商,能發揮自己優勢,持續在國際市場再創佳績。

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