我國半導體產業國際競爭力分析

游啟聰
(IT IS計畫主持人，工研院副院長特別助理)

一、前言
二、全球產業技術現況
三、我國產業技術現況
四、我國半導體產業國際競爭力之探討
五、我國半導體產業未來發展及努力之課題

一、前言

　 　半導體是電子產品的重要零組件，因此一國半導體產業之盛衰，代表其電子產業興盛與否，半導體產業強大者，即表示其電子產品也立於不敗之地:半導體產業是 高技術密集及高資本密集的產業，故半導體技術能力，也展現了一個國家在科技產業上之地位；為什麼美、日、韓、及歐洲工業化國家各政府每年均大幅支援其國內 半導體產業研發，將其列為優先發展產業?此為其主要原因吧!我國電子產業在政府長期支持及業者努力下，已是我國第一大產業，預計公元2000年出口值將達 775億美元，占我國出口值42.5%，其賴以持續成長之要件在於國內半導體產業技術國際競爭能力，面對國際強烈之競爭環境，我們對半導體產業國際競爭力 長期發展趨勢了解實有其必要。

　　本文係以工研院電子所ITIS計畫研究報告--「我國IC產業國際競爭力研究」；1998半導體工業年鑑及經濟部技術處八十六年十月出版之「經濟部產業技術策略規劃報告」為體編撰而成，在此感謝工研院電子所ITIS同仁資訊的提供。

(一)半導體產業範圍

　　依原料、生產/加工至產品產出，半導體產業大致可區分為半導體材料(含化學品)、光罩、設計(含CAD軟體)、製程、封裝、測試及設備等七個技術領域，如圖一所示。

　 　半導體產品包括積體電路(IC；Integrated Circuits)、分離式(Discrete)元件和光電(Optoelectronic)元件等三大類，廣泛應用於資訊、通訊、消費性電子、工業儀 器、運輸及國防太空等領域，對電子產品品質良寙影響很大，扮演著"電子產業原油"之角色，其重要性不可言喻。由於IC產品占整體半導體產品的比例超過八 成，因此本分析將針對IC產業技術發展作分析。

圖一　半導體產業領域範圍

圖一　半導體產業領域範圍

(二)半成品產業競爭力衡量方向

　 　產業國際競爭力之定義及衡量原則，迄今尚未定論，常因人、事、地、物之不同而有不同之解釋；管理大師Michael E.Porter 認為「產業之國際競爭力，來自該產業內，廠商總體表現」，也就是廠商之總體表現愈佳，該國該產業的競爭力也愈強；廠商之總體表現衡量指標常包含下列項目：

　　－產值大小，國際上之排名，世界市場占有率，出口成長率
　　－獲利率，生產力，附加價值
　　－技術能力，專利，論文，技術指標
　　－投資報酬率，設備利用率
　　－產品價格等

　　以上這些指標屬"外顯因素"，尚不足以衡量半導體產業，對一個投資大、風險高、跨國策略聯盟多、產業國界模糊之產業而言，尚須考量一些長期競爭力之"內涵因素"，才足以代表。

　　一般而言，影響廠商內涵競爭力大致可分由三個層面思考：

  1. 公司本身因素：
    　例如：R&D投入、設備投資、管理能力、製程技術、技術更新速度…等。
  2. 公司與其他公司間之相關因素：
    　例如：策略聯盟、產業垂直、水平分工情形、週邊產業關連性…等。
  3. 總體環境因素：
    　例如：政府政策、經濟環境、環保條件、交通、通訊條件…等。

　 　本文在國際競爭力分析將依上述外顯及內涵因素二方面論述之，論述前，先由全球產業技術現況探討全球產業現況、全球產業發展趨勢、技術發展趨勢；再由我國 產業技術現況，探討我國產業現況，我國產業發展趨勢、技術發展趨勢；經由全球與我國產業現況之認識，再論述我國半導體產業國際競爭力，並提出我國半導體產 業發展課題及建議。

二、全球產業技術現況

(一)產業現況

　　1997年全球IC產業生產規模達1248億美元(不含Hybrid產品)，其中99%集中於147家廠商：北美98家，日本18家、歐洲16家、亞太15家(見表一)。整體而言，全球IC產業前40大廠商之供給比例大於九成，其餘不到一成之市場由100家以上廠商爭食，競爭極為激烈。

表一　全球IC產業規模分析

表一　全球IC產業規模分析
資料來源：Dataquest (April，1998)；工研院電子所ITIS計畫整理

　　依圖一， 領域範圍相對應之產業結構包含：半導體材料業、IC設計業、IC製造業、IC封裝業、IC測試業、IC光罩業及IC設備業，其中IC設計業及IC製造業是 生產IC產品的主體；半導體材料業、光罩業、IC設備業、IC封裝業、IC測試業則扮演著支援的角色。由於IC產業之國際化程度相當高，因此產業結構應從 全球性供需作考量，較能符合國際競爭合作之趨勢。

　　表二顯示1992-1997年各地區之IC市場需 求統計。1996年全球市場由於供需嚴重失調，造成負11%的衰退，相較於前幾年兩位數的高成長率(尤以1995年近43%的成長為甚)，是一相當大的衝 擊，但1997則有6.51%的成長，可惜1998由於供需失調又成衰退現象。

　　從表二可看出，亞太地區是過去五年來成長最快的地區，主要原因除了美、日廠商積極轉移生產基地至歐洲、亞太外，亞太地區電子工業的快速成長亦為關鍵因素。

　　日本在90年代初期由於國內的經濟不景氣，造成電子工業的衰退(尤其是消費性電子)，使得其IC需求受到極大的影響，從1992年的30%降至1997年的22%。美國則因資訊工業持續發展之需要，使得IC需求仍呈現微幅的成長。

表二　1992-1997年全球IC市場需求統計

表二　1992-1997年全球IC市場需求統計
資料來源：WSTS；工研院電子所ITIS計畫整理(1998年4月)

(二)產業發展趨勢

　　從1997年初開始，市場的不穩定帶給全球IC業者的衝擊即超出原先之預料程度。未來的市場規模如表三所示，1998年成長率為11.3%，預測至2002年全球IC市場的規模將達1,340億美元。

表三　2002年全球IC市場規模預測

單位：億美元
年 1996 1997 1998(預測) 1999(預測) 2000(預測)
IC市場需求 1122 1195 1059 1137 1340
資料來源：WSTS；工研院電子所ITIS計畫整理(1998年11月)

 

(三)未來IC市場發展趨勢

　　未來全球IC市場的發展，會有下列幾項主要特性：

  1. 日本市場占有率降低
    　　日本目前占有全球IC市場的30%左右，到了2002年市場占有率將降至20%。北美與歐洲的市場占有率維持不變，日本所減少的部份將由亞太地區成長的部分取代。
  2. 記憶體預期1999年以後將再度成長，但占IC之比例將逐漸降低
    　　記憶體市場1995年成長達到64.7%的巔峰，1996年急速滑落為負成長32.7%，1997年仍是負成長18.6%。1997年記憶體在IC市 場所占比率約在21.4%左右，此比例到了2000年會降低到20%。長期看來，記憶體的需求仍不斷的成長，然而在整個IC市場中所占的比例有下降趨勢。
  3. 快閃記憶體(Flash Memory)為記憶體中成長最高的產品
    　　快閃記憶體的製造難度很高(DRAM的生產線也可以製造，但是從生產效率的角度來看還是必須設立專門的生產線)，如何克服製造障礙，仍是IC廠商努力 目標之一。在短期內，由於Intel/Sharp聯盟與AMD/Fujitsu聯盟在1996~1997年大規模進行投資，因此可能會有供過於求之慮。但 是由於使用Flash的攜帶式通訊終端產品市場需求旺盛，因此即使暫時市場景氣有所變化，預估2002年成長性還是非常高。
  4. 微元件(Microcomponent)及邏輯(Logic) IC的成長穩定
    　　結合訊號處理和通訊功能等多媒體方面的處理器(Processor)會隨著高功能個人電腦的應用比例增加出現高成長。邏輯IC的市場比記憶體IC穩定，記憶體於1996-1997年與前一年的成長率相比為負成長，但是邏輯IC 1996年成長率為13.7%，1997年為4.6%，預期2000年之後，邏輯IC可望維持15-20%的成長率。
    　　為了使人們的生活更方便、舒適並符合環保需求，電子產品不斷的朝向輕薄短小及多功能發展，半導體技術的研發突破便是促成上述發展實現的重要關鍵。表四是美國SIA於1997年所公佈之半導體技術發展目標(Technology Roadmap)，包括有：半導體材料技術(晶圓材料)、IC製程技術、ASIC設計技術、IC產品技術、IC封裝技術、IC測試技術及光罩技術等項目，可謂是全球半導體技術研發之參考指標。

表四　1997 SIA 半導體技術發展里程碑

表四　1997 SIA 半導體技術發展里程碑
資料來源：SIA, 工研院電子所ITIS計畫整理(May, 1998)

(四)技術發展趨勢

　　綜合以上說明，未來半導體技術發展趨勢可歸納如下：

  1. DRAM仍持續以約3年的週期推出新一代技術
    － DRAM產品的生命週期今後約為3年，而市場上同時可有三種世代(以容量區分)之產品共存競爭，至1999年發展達到1G的可能性非常高。目前持續發展的電腦網路以及多媒體等多元化的電腦功能，尤其是成本/功能降低壓力都是促進DRAM新舊替代的原動力。
  2. 廿一世紀初的成長產品有：高速RISC 處理器、DSP、高容量記憶體、及整合以上元件的系統整合晶片
    － 在處理速度方面，聲音辨識的性能將要求到數百個MOPS (Million Operations Per Second)，MPEG2等則要求數位畫面處理能夠達到數十個BOPS(Billion Operations Per Second)。
    － 微處理器方面，1997年初Intel推出MMX(Multi-Media Extension)，包含了動畫處理與通訊功能。對Intel而言，此技術的開發是維持其在微處理器領先地位的關鍵。
  3. 記憶體方面將朝快閃記憶體(Flash Memory)、鐵電記憶體(Ferro-electric RAM，FRAM)、內藏式記憶體(Embedded Memory)等實用化方向發展。
    － 雖然快閃記憶體的價格隨著DRAM價格暴跌而開始下滑，但到2000年，攜帶式終端等產品的成長仍會使快閃記憶體的市場需求擴大。而且只要電子交易方式(Electronic Commerce)繼續發展下去，IC卡對快閃記憶體的需求也會擴大。
    － FRAM在1996年建立了低容量量產化技術，到了2000年將可占有DRAM、SRAM、快閃記憶體之部份市場，IC卡對FRAM的需求尤其受到矚目。記憶體指定用途(Customized)的潮流會日趨顯著，屆時，對系統用IC上所搭載的內藏式記憶體的需求會成長。
  4. 1998年量產階段的微小化會達到0.18微米
    －目前美日韓先進國家在微小化技術方面已進行0.13~0.10微米技術之研究。
  5. 記憶體的研究開發費用持續高漲，256M DRAM的研究費用達到2.5億美元，1Gb DRAM的研究費用高達5億美元。

(五)小結

　 　半導體技術已進入深次微米的時代，DRAM的集積度和MPU的效能亦已大幅提昇，System-on-a-Chip的產品正熱烈地被開發，就產業前景所 言，應該無所疑慮。然而，研發費用和建廠成本大幅增加，已到非單一業者可以獨自承擔其風險的地步。因此，全球業者莫不競相合作，聯合開發或相互投資以降低 成本與風險。1995年以來國際間策略聯盟的事件可以說是方興未艾，全球主要業者幾乎皆選擇藉由相互投資、共同開發等動作，積極部屬跨世紀的戰略。

　　過去50年來，半導體技術進步神速的背後，是大量金錢堆砌出來的成果。尤其進入90年代，每一座6萬平方英呎；潔淨度1；月產2萬5仟片；典型的八吋晶圓廠，超過10億美元的投資，而進入12吋晶圓的時代，每一座典型晶圓廠，投資金額計約需30億美元。

　　在投資金額日益龐大，技術變化日益快速，如何規避經營風險，已成全球半導體業者必修課程，各式國際策略聯盟和導正市場秩序的各種活動，已成熱門話題；而集中資源專注於最具核心競爭力產品的專業分工生產方式，已是大勢所趨。

　　全球半導體產業正走向"競爭又合作"的時代，經營環境必不同於往昔，產業版圖重整勢成必然。展望未來，如何有效成為全球半導體產業附加價值鏈中的一環，將是生存發展的關鍵因素。

三、我國產業技術現況

(一)產業現況

　　我國IC工業發展至今，產業體系已具雛形，廠商數超過一百家，從業員工在5萬人以上，整體產業結構如圖二所示，其中以IC設計、IC製造及IC封裝、測試為主體(員工約4.8萬人)。

圖二　我國IC產業結構

圖二　我國IC產業結構
註：( )內之數字表示公司數
資料來源：工研院電子所ITIS計畫整理(1998年2月)

　　90年代是我國IC產業蓬勃發展的年代，無論從產值、全球占有率、自給率的觀點衡量，皆有顯著的成長。表五是歷年我國IC產業重要指標的變化情形。

表五　我國IC產業重要指標

單位：億元台幣
表五　我國IC產業重要指標
資料來源：工研院電子所ITIS計畫整理(1998年4月)

(二)產業發展趨勢

　 　國內發展IC產業已超過20年早期，產業由IC設計和製造為發展核心並強調專業分工模式，形成異於其他IC先進國的特色和獨特的優勢。近年來，國內產業 受到國內外廠商間合作案件增多和產業規模擴大後造成數量及樣式需求增加的影響，使得IC設計和製造以外的產業內活動漸漸受到重視，這些活動領域包括IC生 產用原材料、IC設計軟體、光罩製作、封裝、測試及生產流程等所需的設備。未來，國內IC產業將隨著IC設計/製造及週邊支援產業活動共生共榮條件之逐漸 成熟而更緊密結合。

　　記憶體和晶圓代工曾是IC產業中高獲利的指標產品，也因此成為業者競相投入的標的。為了產業永續發展，多元化技術發展環境必需建立。也就是結合設計、製程、封裝及測試等技術開發更多樣化產品，以滿足系統設計需求，應是選擇開發技術項目的主要考量因素。

　　IC產業產品的發展重點與下游市場的需求息息相關。圖三是全球與我國IC產品的產值分佈狀況，其中記憶體的需求比重高反應出下游應用市場的特色。

　　資訊產業是我國重要產業之一，其中資訊產品亦是占我國IC應用比例最高的一項。根據統計，資訊用IC的比例占市場的四分之三，與全球相較，集中化的程度極高。

圖三　全球與我國IC產品及產值分佈

圖三　全球與我國IC產品及產值分佈
資料來源：WSTS，工研院電子所IT IS計畫整理

(三)技術發展趨勢

  1. 晶圓材料技術
    　　矽晶圓材料的使用用途可分為分離式元件與IC兩種，其中前者的尺寸主要以4吋、5吋為主，國內生產的廠商有中美、大同、漢磊等三家公司；後者以往主要 從國外進口，但在國內近二十座8吋IC晶圓廠的投資帶動下，國外廠商紛紛看好我國IC廠的中、下游週邊市場，全球矽晶圓(材料)的主要領導廠商如休斯、信 越、小松等，已進一步來台設立晶圓材料廠，其中中鋼與MEMC共同投資的中德公司在1996年2月產出我國第一支八吋晶圓棒，為國內發展矽晶圓材料供應跨 出重要的里程碑。
  2. IC製程技術
    　　我國CMOS製程量產技術能力在1997年底，已達0.25微米(μm)少量交貨，產品以SRAM為主，DRAM方面則以0.3~0.5微米製程為 主。研發中的製程，部份業者已在0.18微米的階段，研究機構以0.13微米為主。至於美、韓、日先進國則已進入0.25~0.18微米的少量交貨階段， 0.18微米製程的研發也有宣告成功者。表六是1997年CMOS製程技術比較表。

    表六　1997 CMOS 製程量產技術比較表

    項目 衡量單位 我國水準 技術領先國 先進國水準
    CMOS 微米 0.25 韓、美、日 0.18
    資料來源：工研院電子所ITIS計畫整理(1998)

    　　至於BiCMOS、Bipolar和GaAs MESFET方面，由於國內應用需求較少，還無法達到經濟規模程度，因此，除TSMC提供BiCMOS代工和漢磊提供Bipolar製程外，國內廠商投入不多。
  3. ASIC設計技術
    　　國內在ASIC設計技術能力距美、日等技術領先國尚有一大段距離，目前國內之閘陣列(Gate Array)的閘數最高可至40萬閘，一般水準則僅10萬閘。與國外最高500萬閘相較，差距甚遠。主要是因為我國電子產品功能複雜性相對較低所致。另在 標準電路元(Standard Cell)方面，1996年仍以0.5微米為主，量產水準1998年可達0.25微米，研發亦將進入0.18微米，但國外已有0.18微米樣品推出，顯示 我國與先進國技術和其應用仍有一段落差。(表七為我國與全球先進國家之技術比較)

    表七　1998年ASIC產品技術比較表

    項目 衡量單位 我國水準 技術領先國 先進國水準
    閘陣列
    (Gate Array)    		 閘 最高至40萬閘，一般則至10萬閘 美、日 已開發500萬閘
    標準電路元(Standard Cell) 微米 0.25 美 0.18(小量量產)
    資料來源：工研院電子所ITIS計畫整理(1996年12月)


    　　在設計自動化技術方面，由於CAD軟體從高階架構、邏輯、電路等設計、模擬與合成，到時序分析佈局驗證等種類很多，目前大多由代理商提供，主要產品均 來自美國，技術支援水準參差不齊。國內在此方面投入一直很少，雖有少數廠商從事使用者界面軟體與測試軟體之開發，但嚴格說來，僅有一家國資公司從事電路模 擬軟體關鍵技術之開發。
  4. IC產品技術
    　(1)記憶體產品
    　　我國記憶體產品技術和先進國家的技術比較，如表八所示。在DRAM方面，除了世界先進(次微米科專計畫衍生公司)自行研發技術外，其餘廠商多自國外引進技術。在SRAM、ROM及EPROM方面，我國廠商的開發能力，大多已和市場主流產品同步，尤其是在高速SRAM (又稱Cache RAM)方面，因主流產品所需之密度多年來未循每三年一世代之步調前進，目前只停留在1Mb左右，國內廠商在1995年大幅增產下，搶占了相當市場。在64M ROM、8M EPROM方面，國內亦有部份業者具備良好的量產與競爭能力。
    　　在快閃記憶體產品技術方面，國內除了旺宏較早投入並自主開發量產16M 快閃記憶體外，其他廠商則以技術引進切入此一產品市場，唯目前仍以低密度產品為主，供應量也不多。在先進技術方面，美、日已有多家廠商投入64M快閃記憶 體產品的生產，NEC和Sandisk並已共同開發256M 快閃記憶體中。

    表八　1997記憶體技術比較表

    表八　1997記憶體技術比較表資料來源：工研院電子所ITIS計畫整(1998年4月)


    　　雖然我國部份記憶體產品如ROM的發展與全球主要生產廠商同步，但是仍有許多待努力的空間，例如低功耗和超高速的SRAM和高容量DRAM等。至於擴大EPROM的應用和快閃記憶體的可讀寫次數的技術能力亦有待開發突破。
    　(2)MPEG產品
    　　聲音及影像是多媒體的核心，數位化技術使得聲音與影像得以和原有的文字及圖形兩種媒體訊號交換、分割與重組，其中之核心技術為影像壓縮(或稱視訊壓縮)技術。
    　　美國是世界上MPEG IC的領先國，日本與歐洲次之。美國無論在編碼IC與解碼IC皆有完整的產品線，整合程度亦是全球第一。目前全球在MPEG編碼IC的領導廠商為C- Cube與IBM，生產MPEG解碼IC的廠商，至少有50家以上。因為MPEG為不對稱壓縮，解壓縮IC比壓縮IC的市場大得多。我國目前僅有MPEG -1與MPEG-2解碼IC的能力。
    　　在MPEG的應用方面，因為體積與成本的考量，必須將MPEG IC與其他系統IC整合，並非所有廠商皆能獨力完成。VCD用IC方面，主要技術領先國為美、日，我國僅少數廠商有能力提供完整的解決方案。DVD用IC與Set-Top Box用IC方面所需的技術較多，目前仍是美國與日本的天下(日本在DVD用IC的完整度最高)，我國的廠商只能提供其中部份IC。
    　　上述MPEG-1與MPEG-2解碼IC、VCD用IC與Set-Top Box用IC在我國所生產之部份皆靠自行開發建立技術。
    　(3)邏輯產品
    　　Intel仍是微處理器X86架構之主要供應廠商，AMD、Cyrix居次。我國於1992年在政府推動與民間廠商配合下，引進SPARC CPU技術，後來並有廠商陸續引進MIPS、HP-PA及X86等技術。
    　　個人電腦晶片組曾是國內廠商風光一時之產品，然而在Intel配合其Pentium微處理器推出晶片組後，國內廠商可分食之大餅頓時縮小。個人電腦晶 片組除因應微處理器、記憶體與匯流排之演變外，還需加速與其他功能整合，以因應潮流。目前，國內個人電腦晶片組設計公司皆緊隨Intel腳步發展。
    　(4)類比產品
    　　類比IC是我國發展較弱之一環，其中放大器方面主要應用為儀器(Instrumentation)放大器、緩衝器(Buffer)、視訊放大器與無線通訊上之放大器等，目前無線通訊之功率(Power)放大器是放大器種類中較先進之技術。
    　　資料轉換器(Data Converter)主要應用於需處理類比與數位訊號轉換之電子產品上。無線通訊之A/D轉換器要求低電壓與極佳之動態S/N比(需達到70-80dB)、而解析度達12-bit、速度達到30-50M Sample/s，國內在此領域尚未見到相關產品推出。影像應用方面，由於掃描器、數位攝影機、醫療影像等產品之A/D取樣速度愈來愈快，必須達到2-20M Samples/s、解析度達12-bit，國內由於是掃描器之主要生產基地，因此有許多廠商投入開發掃描器用A/D，已有8-bit A/D與10-bit A/D產品。至於高階影像與多媒體應用如HDTV等影像品質要求很高之產品，需要10-bit之解析度、速度達70M Samples/s以上，國內並無此方面技術之產品。
    　　在D/A方面，主要類別有一般用、Audio、Video三方面，工研院電子所在此三類皆有技術研發與產品開發，目前的發展趨勢已漸與記憶體等電路整 合，單獨之D/A產品已漸少。在應用方面，主要以電子系統上之顯示應用為主，如繪圖卡等，國內有許多廠商開發。Lucent Technologies、SGS-Thomson則是此領域之國外代表廠商。在技術方面，國內已達8-bit解析度，與全球相當，但在速度上我國僅達 80MHz (國外先進技術已達170MHz)，至於在工作電壓上，國內與全球皆朝低電壓發展，目前之水準為3.3V。
    　　未來，我國IC產品電路參數的選擇和建立搭配的製程及封裝能力仍是發展IC產品技術的重要因素。
  5. IC封裝技術
    　　依目前國內廠商現況來看，早期主要是外商公司鑑於我國優秀廉價的勞力，前來設立封裝廠，如飛利浦、德州儀器、摩托羅拉等。隨著我國積體電路工業的發 展，帶動相關週邊產業，積體電路封裝亦由早期的為人作嫁，到近年來逐漸有自己的技術開發能力。但整體而言，大部分的廠商只在低檔封裝產品上作量產，其製造 能力上有不錯的表現。至於在新技術的開發、自動化及設計能力上並不強，如TSOP、LOC、CSP、Flip-Chip等技術上研發仍有相當一段落後距 離。
    　　表九是國內封裝技術水準與美、日等先進國家所作的比較，從表中可以了解，業界目前所量產大多屬於傳統型的封裝型態。在這部份，國內的量產水準，足以與美、日等先進國家媲美。例如國內QFP的腳數已可達304腳，腳距亦可達0.4mm。
    　　以BGA來說，美、日等先進國家早已進入量產，甚至有1000腳位以上的產品出現，而國內大多數業者才剛建立起相關的電性、熱傳的設計分析能力，僅少量生產而已，技術能力仍有待加強。至於在LOC之SOJ/TSOP、CSP、Flip Chip等先進封裝技術方面，業界目前所做的研發工作並不多，僅工研院在科專計畫支持下進行研發。

    表九　1997封裝技術比較表

    表九　1997封裝技術比較表
    資料來源：工研院電子所ITIS計畫整理(1998年4月)



  6. 光罩技術
    　　光罩技術與積體電路製程發展息息相關，目前國內光罩需求以0.5μm製程為主。隨著八吋晶圓廠的陸續量產，小於0.4μm製程所需的光罩已在逐漸增加 中，國內業者如台灣光罩已可供應0.35μm製程技術所需的光罩。但在相轉移(Phase-Shift) 光罩方面及0.18 μm製程技術所需之光罩，還有待急起直追，才不致成為國內IC製程之瓶頸。
    　　雖然光罩技術是整個微影體系(Lithography Infrastructure)之關鍵技術，但由於其對於IC製程的高度依存性，如建立搭配先進製程的光罩製作能力仍是業者努力之目標。目前，光罩技術以 光學(Optical)、光罩為主，但是面對日後製造更小線幅IC使用的X-ray或E-beam曝光系統，則光學光罩則無法適用。因此光罩技術的未來發 展應結合曝光設備，光阻材料和相關製程設備以及微小量距設備等技術整體考量以滿足IC製造的需求。

(四)小結

　 　資訊、通訊、消費性電子產品是IC應用最廣泛之產品，1998年IC占電子產品比重已達18.8%，預估比重至2001年將達到23.4%，IC在電子 產品逐年增加之重要性不言可喻。我國IC工業歷經60年代之萌芽期、70年代之引進期、80年代之擴散期，經過數十年的努力，相關體系包括設計、製造、封 裝、測試等環節逐漸成形，且在90年代進入蓬勃發展期。

　　1997年全球IC市場呈現6.51%的小幅成長，我國景 氣不可避免遭受波及，然而，在投資效應發揮下，國內整體產業產值仍呈31.7%成長，其中設計業成長66.5%、製造業成長22.0%、國資封裝業成長 43.7%、測試業成長112%，不過受到代工比例大幅提昇至45%影響，國內產品產值(設計業+製造業-代工業)只成長15.2%。

　 　國內下游應用領域發展雖不一定是國內IC發展之唯一要件，但當地下游應用產業之茁壯卻能挹注上游IC產業之發展。1997年全球IC下游應用電子產品約 有9,220億美元的生產規模，較1996年微幅成長8.3%，和1995年兩位數的高成長相較，市場顯得冷清多了，資訊產品仍為市場主力，比重占 33.3%，而消費性電子產品和通訊產品，則漸分不出孰輕孰重，分別占全球電子系統產品市場中的17.9%和23.4%。國內電子產品在1997年表現仍 相當出色，成長率亦達13.1%，其中資訊硬體國內產值為5,544億台幣，較1996年成長14.4%；通訊國內產值為575億台幣，較1996年衰退 0.4%，而消費性電子產品，產值為599億台幣，衰退6.5%。

　　過去之努力使得國內IC體系漸趨完整，並在90 年代品嚐果實，然而，整個IC產業價值鏈中，我們仍缺少了週邊支援產業之建立，這些屬於智慧型或是整合度高之科技產業之建立，將可彌補過分倚賴進口技術或 設備之遺憾，甚至幫助成本降低、產業技術擴散，將有助於競爭力之提昇。

四、我國半導體產業國際競爭力之探討

(一)國內IC產業之核心競爭力

  1. 綜合競爭要素
    　　我國近年來在IC產業的經營成果，之所以會受到全球矚目的原因，其中有一部份是因為我們發揮了量產效應，同時在成本上有極強的競爭優勢存在。我們可先就近年來經營現況與軌跡，來分析歸納核心競爭力究竟在什麼地方。
    　　近十年來國內IC產業體系中，成長最迅速，產值貢獻最大，帶動週邊上、下游相關產業力道最大者，就數據分析結果來看，是具有晶圓廠的IC製造業，目前 占產業產值已達五成以上，而其主力產品則是記憶體與代工。這兩項業務占營收之比重，從1991年的37%，逐年上升到1997年的93.3%(記憶體占 38.1%，代工占55.2%)，絕對是經營重心所在。國內前五大IC公司，主力產品全部都是這兩項業務，而所有新加入的新廠產能，也有九成是針對這個領 域，可見我國IC產業仰賴這二類產品之程度。事實上，全球之所以會對國內IC產業另眼相待的原因，也是因為我們在代工事業具有全球領先的優勢，以及在記憶 體事業(尤其是DRAM)上的蓄勢待發。那麼這兩類產品競爭要素在那裏？
    　(1)就代工而言，我們認為實力取決於下列五點：
    　　A.人力素質來源
    　　B.製程技術能力
    　　C.成本結構
    　　D.資金調度能力
    　　E.良率穩定度等
    　(2)而在記憶體事業方面，競爭要素也約略取決在五點：
    　　A.產品研發能力
    　　B.成本結構
    　　C.智權強弱
    　　D.策略聯盟
    　　E.創新與應用能力
    　　那麼在上述這些競爭要素中，我國的優劣勢何在？
    　　若概括統合以上競爭要素，我們則又可將之歸納成研發能力與資本投資做為兩個產業競爭的主軸。
    　　在研發能力方面，其實國內產業因為規模及資源限制，再加上經營重心、特質的影響，我們不論在研發經費的總支出額，或是其占營業額的比重上，一直都是偏 低的。姑且不論像Intel這類世界級大廠，其一家公司的研發金額，是我國IC產業全體研發金額總和的五倍以上，就算不以規模來論，而用占營業額的比重來 分析，全球多數的IC知名廠商，也多數在8∼16%之間，而我國近年則維持在5%上下，經營者以「自有產品」型態自居的比重會高一點。但無論如可，由於研 發經費的投入，一般來說需要高到跨過一個門檻，才具有夠大的效益出現，所以如果我們的研發經費支出比例原本就低，再上營業額又不高時，則研發投入就更難顯 示成效，這種情形將會影響我國的核心競爭力。
    　　而在另一項主軸要素─資本投資方面，國內近年來的支出十分驚人，也因此成為眾多國際設備大廠來台設立據點，互相競爭的熱絡市場所在。
    　　就近年來，國內業者與全球來做個分析比較，我們可看出在資本支出占營業額的比重上，我國一直是數倍於全球的平均值。從1990∼1997年間，全球平 均值約在20∼30%之間游移，上下差距有限；反觀我國，除了在1993年的25%是最低點(是年全球為19%)以外，其他幾年的比重都非常地高，超過 100%者更是出現了好幾次。雖然我們可說這是因為國內IC製造業整體營收額(分母)在當時不是太大，因此，各廠搶建六吋、八吋廠，使得資本支出金額一下 子暴增之際，就很容易超過100%。不過就資本支出的絕對數值來看，國內近年來的投入，在全球而言，也是相當驚人。尤其在去年全球半導體市場衰退之際，全 球各大廠(包括以往投資最勇猛之南韓)莫不保守因應，減緩投資腳步，唯獨國內業者仍舊持續大手筆的建、擴廠，1997年資本支出達58.4億美元，對未來 景氣之樂觀與對本身競爭力之自信，確實使外國企業刮目相看。
    　　再以各別公司來看，其實我們從資料中可得，全球許多半導體大廠，如Intel、Samsung...等，各年的資本支出比例約在20∼30%之間，雖 然也會隨著市場景氣的好壞而上下調整，但幅度尚不至過劇，但反觀國內的情況則非如此，比重可由20%跳升到過百，而絕對值的增加也是十分驚人。全球著名的 半導體設備公司，幾乎沒有一家敢忽視這個市場，這種情形正好和前面所提到的另一成長動力─研發支出情況，恰恰相反。而資本支出的多寡又是直接影響未來三、 四年產能變動的重大因素，國內產能(尤其是八吋廠)連年暴升，也難怪全球半導體產業的目光會聚焦在台灣了。
  2. 競爭優勢
    　　從前面談及的研發狀況與資本支出，我們可清楚看出國內在研發支出上，相對落後全球先進半導體國家或大廠許多，可是在資本支出方面，卻領先全球，因此， 我們可清楚的發現到，我們的競爭優勢存在於成本結構，製程技術與良率穩定度...等，與製造能力有關的項目上，而這些領域，都是因為我們不斷大手筆投注在 資本支出下的結果。反觀在產品設計、智權、創新與應用...等，與研發能力有關的項目上，我們就相對落後許多。在此情形下，代工事業的茁壯，乃至位居全球 領導地位，而自有產品的發展卻無法和先進大廠競爭，只能走利基產品，也就有跡可尋了。
    　　所以，檢視國內的IC產業競爭力，可歸納出，由於我們研發經費投入相對偏低(不論就比例或總金額)，所以在尖端產品方面，缺乏抗衡力量，於是只能走跟 隨策略。也由於無法推出足夠的自有產品以填滿生產線，是故生產規模小，在此情形下，更加偏重單一產品線，而造成風險承擔力降低。種種因素限制下，使得公司 營運規模無法擴充，就更沒有資金去佈建國際行銷網路、創造產品知名度。惡性循環下，更不利發展自有產品，那麼研發經費的大舉增加，更是形同虛夢。
    　　反觀因為資本投入的貢獻，使得國內發揮量產效應，成本極具競爭優勢，也就使得業者不斷地加碼於製程設備的提升，以增進本身的製造能力。再加上規模不算 大，上下游業者得以集中力量於產業鏈中的某一段行業，因此業者得以傾全力發展該段IC價值鏈中屬於自己的一環，又由於較先進國家有更好的工程投入，以及上 下游週邊產業的群聚效果(指地理位置的集中)，種種現象造成了我們具備了極為迅速的市場反應能力，在Time-to Market方面，就領先他國一大段距離。至於政府的策略性支持、教育普及且偏重工科的發展，也使得國內平均人力素質甚佳，這些，也就創造出國內的競爭優 勢所在。
    　　所以，若探究國內IC產業的核心競爭力，我們認為應以人才為中心的高度分工架構。所謂的人才是在工程方面的優秀人力素質，不論在取得成本或是工時的投 入上，都優於他國，這個中心再加上高度分工且專精的產業架構，就使得經營者得以更關注於本業的發展，加上總體經濟的長期發展結果，使得民間資金充沛，願意 投資於短期可見成果之製造規模擴大上，所以才造就出下列幾項競爭優勢，包括製造能力強、具成本優勢，以及對市場反應快。這些原委，也就是為何今日台灣擁有 強大的代工力量，但卻在自有產品的研發領域中，少有傑出表現的現象。

(二)外顯因素探討

　 　就產業、產品、市場、技術、製造、財務等外顯層面的因素來評估國內IC產業競爭力時，可明顯發現，在產品、市場方面，我國IC產業實力相對弱勢，就產業 面、製造與財務能力方面，表現又十分傑出，至於在技術方面，則是靠製程取勝而弱於設計，在這些客觀外顯數据的顯示中，似乎也能依稀猜到國內IC產業在自有 產品設計的競爭力較弱，而以製程能力取勝之代工服務卻又具備十足的國際競爭力，其原因究竟是什麼？這部份將在之後探討。

　 　單就外顯因素之數据來看，先以自有產品之競爭力而言，美、日兩國就已吃下全球八成的市場，其他國家想追上，短期內幾乎是不可能。不過從歷年走勢來判斷， 日本的占有率有遞減的現象，這一方面是因為成本的劣勢，使得不少日本公司逐漸減緩在日本當地的投資，而轉向海外設置生產基地，或是與海外當地的公司進行合 作。另一方面，亞太地區的許多國家也因為技術能力之提升，而蠶食了日本原先的市場。

　　除美、日兩國的實力遙不可及之 外，韓國的自有產品實力也是十分雄厚，雖仍遠不及美、日兩國，但是其他的國家，如我國、法國、荷蘭...等，想追上韓國，恐怕也是極為困難的事，個人覺得 在十年內大概都不會有所改變。而我國，近二年雖然號稱是全球第四、五大，可是比重也不過在3%以下，法國、荷蘭、德國之實力與我們算是在同一個競爭圈中 (指產品之占有率)，排名互有上、下，不過嚴格來說，競爭力均遠遜於韓國、日本及美國。

　　在代工領域上，若以「專業 代工」領域而言，則國內在台積電、聯電的強勢作為下，我們實力絕對是全球第一，不過畢竟全球所謂的專業代工公司屈指可數，而許多代工訂單也仍舊投注在像 LG、IBM、Toshiba等這一類自有產品公司中，而且比例遠大於投入在專業代工公司的數量，這些訂單當然是我們該爭取的目標。不過就代工供給面的角 度評估競爭力時，其實因為專業代工公司(如台積、聯電、Chartered、Tower...)與非專業代工公司(如LG、Toshiba、 IBM...)在經營事業上的「哲學觀念」有極大差異存在，所以將之互視為競爭對手之情況並不多見。

　　在代工市場占有率上，目前國內已是第一名，且就競爭實力而言，我們可以持續維持全球最好的製程競爭力。在全球分工趨勢日漸明顯之際，相信國內可以長期維持全球第一。

　 　就封裝方面的競爭力而言，我國實力也是十分堅強。韓國在量產與先進封裝技術上，當然是全球首位，這點我們必須承認，要追上他們可能也不是易事，不過國內 業者近年來在技術提升上的速度，其實也是有目共睹的。除了我們與韓國之外，東南亞雖然在封裝領域也在急起直追，不過終究是來自美、日、歐等國際大廠在當地 設置自有生產線的貢獻為主，不像國內是由國資業者自行打下天下，所以就「根基穩固」角度來看，我們仍舊是十分自豪的。

　 　至於就個別產品或是區域市場表現來看，美、日兩國實力仍是遠高於其他國家。日本靠記憶體產品打天下，LOGIC則是另一項主力，微元件部份則在努力拓展 中；美國則靠微元件及LOGIC等附加價值高的產品，大幅領先其他國家，這也是其賴以為生的根本。就國內產業的特性來看，我們也比較有機會在記憶體產品方 面打下一片江山，在微元件、邏輯產品方面想要有明顯的實力提升，恐怕不太容易，這與我們重視資本投資，而無力於設計、研發是有直接關係的，當然，在系統產 品上，是否具備主導能力也直接會影響微元件及邏輯產品競爭實力的建立，美國因為深深地控制了這項優勢，所以不單是我國，就算是日、韓、歐等國，其實也不容 易與之競逐此一市場。

　　另外，必須在區域市場表現上要再次強調的，就是需求市場的開拓過程中，自家的地盤是一定要重 視的，像美、日兩國在其各自的家中，都具備有遠勝於其他國家的占有率。自家地盤的鞏固，在「成本」的考量上(不僅價格，尚有交期、溝通便利、文化及思想之 一致...等)，基本上應遠較他國為佳，所以在考慮攻打國際市場的同時，其實也該回頭看看是否忽略了本地市場需求的掌握；此外，中國大陸其實也算是我們的 「後院」，也該用心掌握，特別是美、日、韓、歐的業者，多以大手筆方式在中國大陸建立基地，我們既然擁有比他們更佳的先天優勢，理當更用心於此才是，否則 機會一旦消失，輕則失去部份商機，重則養大對手，不可不慎。

　　至於在技術能力的比較上，國內在CMOS製程的量產能力方面，已屬世界級的水準，商業化量產之競爭力可謂十足，但是就產品設計技術而言，我們仍舊十分薄弱，能抬上世界舞台與先進大廠競爭者，並不多，恐怕只有像SRAM、Core Logic、Mask ROM...等產品而已。但遺憾的是SRAM在1996年的跌價下，國內業者也受創不輕，進而轉入其他產品領域；Core Logic部份原先國內業者擁有一片江山，但在Intel強力介入後，在經營上也十分辛苦。所以就個別自有產品來分析競爭力時，設計技術不足，恐怕就是當下必須立即謀求解決之重要議題。

　 　外顯因素的最後二項指標：員工生產力及公司獲利率方面，我國的表現算是十分優秀。在自有產品比重不高，以致於單項產品單價不高的情形下，員工生產力居然 會次於韓國，而比美、日來得高，也遠比全球平均為佳，這點就難能可貴了，這也是我們在探究核心競爭力時，所必須強調的重點。

　 　至於平均獲利率的表現，我國更是遙遠領先其他國家。還是前面那句老話，在自有產品比重不高、單價比別人低的情形下，在獲利表現上居然遠勝於其他國家，除 了許多賦稅方面的優惠之外，國內業者之經營能力也確實是一大因素所在。不論在成本控制或是人力資源的「充份」利用上，相信國內業者都是走在全球前面的。綜 上所論，可得外顯因素探討心得如下：

  1. 從生產自有品牌IC的角度看來，全球IC產業的版圖，主要是由美國和日本兩大強國瓜分全球8成左右的市場，美國占48%、日本占32%，而韓國則是第三大的生產國家，大約有一成左右的市場占有率，至於我國，近幾年維持在第四、第五的地位，占有率為3%，短期內不易改變。
  2. 我 國業者目前在晶圓代工的表現，1997年市場占有率44.9%，產值29億美元，排名全球第一，其中台積電更是在全球晶圓代工市場中獨占鰲頭，位居全球第 一的寶座。至於專業封裝代工的表現，我國已有24%的市場占有率，僅次於韓國的26%，而東南亞國家，由於挾低廉的人力成本優勢，以低層次的封裝為主，占 有剩餘的市場。
  3. 在個別產品的表現方面，國內業者在記憶體的占有率為5%，其中在高速SRAM、MASK ROM、DRAM方面，可以說居全球重要地位；在邏輯IC方面，名列全球第三，大約占全球市場的4%左右，最主要可歸功於國內電腦晶片組與網路IC的表 現;在微元件方面，我國業者的表現，並不算太出色.只有1%左右的市場占有率，而這當中最主要的代表產品是用在許多消費性電子產品的微控制器;至於在類比 IC，我們的成績相較於前面的幾項產品，可說顯得黯淡許多，只有0.2%的市場占有率。
  4. 在生產力的表現方面，我國以平均每人25.4萬美金位居全球第三，由於製造管理能力的卓越以及產品集中度有四成集中在單價較高的記憶體，不像其他國家做了不少低單價的產品，因此，生產力得以較大部份的國家微高，僅次於韓國和瑞典。
  5. 在 獲利率方面，1997年的經營成果達到31.7%，台灣的表現可以說令全球稱羨，惟1998年的經營成果則不理想，呈現虧損現象，但是美國、日本，雖然獲 利率不如我國，然而由於產品種類眾多，間接使得風險得以分散，因而獲利率的變動起伏不大。 6. 從政府的進出口統計資料來看，我國歷年呈現IC貿易入超的狀態，這個現象與我國有多項資訊產品出口，但卻缺少自給自足的關鍵性零組件IC有絕對的關係，其 中以DRAM和CPU兩者的影響最大，而由於國內已經有多數的業者投入DRAM的生產，因此，未來的幾年內，入超的現象可望逐年改善。

(三)內涵因素探討

　　國內IC產業的內涵優勢我們可以簡略地用Michacl E.Porter 之鑽石圖，來表示如圖四：

圖四　我國IC產業內涵因素總結

圖四　我國IC產業內涵因素總結

(四)小結

　　綜合分析外顯因素和內涵因素後, 我們可以歸納出我國IC產業國際競爭力的優劣勢如下：

  1. 優勢：
    (1)人才：
    　　國內高等理工教育普及發達，素質整齊，而且成本相對低了許多，員工又願意全力投入，不太計較工時長短。在國內IC工業已具備國際競爭力及獲利頗豐、地位受重視的情形下，被吸引而投入的人才日增，形成良性循環。
    (2)資金：
    　　雖然新廠投資額日益龐大，不過在獲利頗豐的狀況下，加上投資界十分看好IC工業的前途，所以大廠較無後顧之憂，但小公司則可能受到排擠。
    (3)公司實力：
    　　經營階層具備極靈活彈性、有殺傷力之策略運用能力，成本控制力十分強，代工地位他國難以搖撼。
    (4)相關與支援產業：
    　　高度專業分工體系，地理群聚效果顯著，可相互在最短時間內取得協調及配合。上下游均可集中資源，投注於本身熟悉之領域。
    (5)政府政策：
    　　持續的政策支持與賦稅優惠，營造很好的產業環境。
  2. 劣勢：
    (1) 人才：
    　　尖端產品設計人才不足，欠缺創新能力。
    (2) 技術：
    　　關鍵技術及產品發展趨勢無法掌握，除了製程及封裝能力不錯外，其他部份仍有待加強，尤其是產品設計研發技術十分薄弱，又欠缺專利談判籌碼，智財問題已日漸顯現中。
    (3) 公司實力：
    　　大多數公司規模仍小，缺少經濟規模，風險承擔力弱。縱使是大公司，在行銷、通路方面，也仍有很多要努力的地方，國際化經營實力目前仍嫌不足。

五、我國半導體產業未來發展及努力之課題

(一)產業發展目標

表十　2002年我國IC產業發展目標

單位：億元台幣
年
指標
1997 2002(預測)
產業產值
設計業
製造業
封裝業		 1,195
363
1,532
478		 7,175
735
4,500
1,940
產品產值占
全球比例(%)		 1,053
3.0		 2,985
4.07
我國市場自給率(%) 21.02 25.0
註：CAGR(1997~2002)：設計業：23%、製造業：23%、封裝業：15%、產品產值：21%
資料來源：工研院電子所ITIS計畫整理(1998年）

(二)產業技術發展目標

　　從今日IC技術的發展和未來需求而論，公元2002年我國IC產業若要與全球產業並駕其驅，仍有許多技術仍待開發，包括晶圓材料、IC製程技術、IC產品技術、IC封裝技術及IC光罩技術等如表十一所 示。其中，晶圓材料部份將從目前的8英吋提高到2002年的12英吋；IC製程技術也將從線幅0.35微米降低到0.15微米；邏輯(Logic)產品技 術則重點強調在集積化的能力，使占單位面積的電晶體數提升至7百萬晶體/平方公分；至於記憶體產品的記憶容量是重要指標，估計DRAM容量將自64M成長 至1G，快閃記億體容量也從16M提高到256M。此外，若考慮高腳數和整合的發展趨勢，BGA、CSP和Flip Chip將是重要的發展技術項目。

表十一　我國IC產業技術發展目標

表十一　我國IC產業技術發展目標

(三)產業競爭策略

　　 未來，IC產業仍是一項高度競爭的產業。產業發展的關鍵主要在於下列四項：一、人才延攬與培育；二、前瞻技術研發能力；三、新產品開發能力；四、智慧財產權之運用。表十二歸納出我國IC產業之競爭策略：

表十二　我國IC產業競爭策略

表十二　我國IC產業競爭策略
註：(1)集中策略，如：產品線集中、區隔目標市場等。
　　(2)低成本策略，如：原材料來源控制、產品設計等。
　　(3)差異化策略，如：產品品質、專利權保護、配銷通路等。

(四)政府政策配合措施建議

　　IC產業是一技術密集和資本密集的產業，也是一個國際化的產業。未來產業發展策略除需仰賴繼續投入的技術研發創新外， 仍須有政府政策措施配合方能維持競爭優勢。從生產資源需求條件，和相關或支援的環境面等因素考量，可有如表十三之建議。

表十三　我國IC產業政府政策措施建議

表十三　我國IC產業政府政策措施建議

 

參考文獻

  1. 工研院電子所ITIS計畫，1998半導體工業年鑑，1998年。
  2. 工研院電子所ITIS計畫，陳幸雄等「我國IC產業國際競爭力研究」，1997年。
  3. 經濟部，經濟部產業技術發展策略規劃報告，1997年。
  4. Michael E. Proter，國家競爭優勢，天下文化1996年。

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