即將迎來更多半導體商源，但仍需要時間

我們都知道，尤其對於電子產業，供應鏈裡脆弱的一環多半是半導體產業。因此，當半導體生產者為急速上升的需求忙得不可開交，此時如果又發生一連串意外事件，導致生產與交貨受到極大的影響，則很難置身於事外。更糟的是，OEM 廠商會基於恐懼心理而囤積晶片。半導體業者掌握全球經濟命脈的事實再明顯不過了，所以晶片短缺的問題不容忽視。

半導體前景

電子產業目前受到低端晶片明顯短缺所苦，我個人認為，這個問題在短期內不會獲得解決，其他人也有相同看法。J.P. Morgan 的分析師 Harlan Sur 在一份給客戶的備忘錄中表示：「我們認為，半導體公司的出貨量比目前需求量低一至三成之多，而且供應量至少需要三至四季的時間才能趕上需求，然後還需要一至二季客戶／經銷通路的庫存才能補足至正常存量。」¹

在幾十年的工作生涯中，我看到過許多報告，其中報導電子產業期望晶片製造商將其工作重心擺在高利潤的先進晶片上，導致一般性低複雜度晶片的短缺狀況。同時，由於消費需求轉變，對低端產品的需求量也超過供應量。半導體製造商正在努力重新分配生產並加大產能，但這可能需要花費數年時間。

況且，根據不同的資料來源顯示，我估計需求正在激增，而此類明顯的轉變與疫情有關。SIA 總裁與執行長 John Neuffer 表示：「今年前兩個月，全球半導體銷售額已超越 2020 年早期的銷售額，當時疫情正開始在全球部分區域擴散開來。中國市場銷售額的逐年增長最多，其主因是去年早期銷售額大幅下降所致。」

以下是相關的數據：2021 年 2 月全球半導體產業銷售額為 396 億美元，比 2020 年 2 月的總額 345 億增加 14.7%，但比 2021 年 1 月的總額 400 億減少 1.0%。每月銷售額資料統計由世界半導體貿易統計協會 (WSTS) 組織提供，數據代表三個月的移動平均值。

圖 1：2021 年 2 月全球半導體產業銷售額為 396 億美元，比 2020 年 2 月的總額 345 億增加 14.7%，但比 2021 年 1 月的總額 400 億減少 1.0%。每月銷售額代表三個月的移動平均值。(圖片來源：WSTS)

與此同時，半導體製造的產能集中在中國與東亞。眾所周知，全球這些區域受到各種風險的影響，如政治局勢不穩及天然災難等。依據半導體產業協會 (SIA) 的資料顯示，目前大約 75% 的半導體製造產能及關鍵材料供應商都位於這個區域。² 所有 10 nm 以下的邏輯半導體產能都在台灣 (92%) 及韓國 (8%)。

歷史經驗表明，無論是限定某家製造商或某個地理區域，這種限定商源的作法都自帶風險。當日本在 2011 年受到大地震侵襲，DRAM 的價格飆漲，即是其中的一例。今日半導體產業的前景充滿風險。SIA 補充說明：「整個價值鏈有超過 50 個點，而一個區域的全球市佔率就超過 65%。這些在價值鏈中的單一點，可能因為天然災害、基礎設施關閉，或地緣政治衝突而受到瓦解，且可能導致基礎晶片供應發生大規模中斷。」但問題是，受到影響的範圍，已不再是最新型電視或洗衣機的出貨與供應而已。

背後更大的意義

全球疫情已造成明顯的經濟萎縮，在這樣的環境下，晶片短缺可能會對全球經濟造成更廣泛的破壞性影響。依據世界銀行最新發佈的《2020 與 2021 年全球展望》資料顯示，2020 年各個國家／地區的國民生產總值 (GDP) 均下降。³

圖 2：今年人均 GDP 經歷萎縮的國家／地區數量，將達到自 1970 年以來的最高峰。(圖片來源：世界銀行 2021 年全球展望)

遺憾的是，短缺問題發生的時間點，恰巧是半導體技術比以往更需要推進的時刻，以支援新一波的技術轉型。相關技術包括人工智慧 (AI)、5G、自駕車與電動車，以及包含許多智慧型互連元件的大規模部署物聯網 (IoT) 解決方案。我認為這是一種雙重打擊：在需求最大時發生供貨不足的情形。

我很高興，政府終於關心這個問題，元件短缺可能拖慢某些產業在疫情後的復原，導致無法滿足需求，使得這些產業無法享受未來幾個月內，消費預期會增加的紅利。舉例來說，通用汽車宣佈，工廠因半導體供應短缺而停工。同時，經濟學者擔心晶片成本增加，將轉化成整個經濟體的價格上升，且會引發通貨膨脹。然而，光是擔心卻沒有採取迅速行動，則不會有實質的幫助。截至目前為止，短缺問題依舊存在。

美國與歐盟尋求技術獨立性

為半導體製造商提供良好營運環境的國家，一直都在提供相當優惠的獎勵措施，而且政府對產業也提供其他方面的援助。在觀察過去幾十年的趨勢之後，我發現製造業在全球遷移是為了取得種種好處，包括低工資、更好的稅務優惠、其他獎勵措施，還有進入當地市場的優勢。

此外，美國 (US) 與歐盟 (EU) 正想方設法將產能吸引到本土，以便解決產能持續不足的問題，這也能鼓舞人心。美國與歐盟都已經描繪出更為獨立的宏遠計畫，特別是在先進技術方面。

在美國，《2021 年國防授權法案》(NDAA) 於 1 月 1 日實施，其中承諾聯邦政府將投資數十億美元以資助美國半導體產業，最值得關注的資助是對國內全新製造設施的設廠，提供稅務優惠及政府補助。相關的《為半導體生產建立有效激勵措施》(即《美國晶片法案》) 已於 12 月由美國國會頒佈。此舉值得注意的原因是，此時只有大約 12.5% 的半導體是在美國製造。⁴ 我先前提到的其他地理區域的高額補助金與稅賦減免，已經對美國造成影響。

近來，拜登總統推出一項基礎建設計畫，其中包括強化半導體供應鏈的倡議。此計畫包括：

• 500 億美元用於半導體研發與製造。
• 500 億美元用於在商務部設立有關美國產業產能的辦公室，並支援關鍵產品的生產。
• 500 億美元用於美國國家科學基金會設立技術局，其主要職責在於促進半導體等關鍵領域的發展。

這些措施可能有助於美國的發展，但經驗告訴我，這樣的計畫無法一蹴可幾，需要相當長的時間。同時，2020 年 5 月，TSMC 宣佈將在美國亞利桑那州建立一座先進晶圓代工廠，但最快也要等到 2024 年才會開始運作。此代工廠將使用該公司的 5 nm 製程，承諾的產量高達每月 20,000 片晶圓。TSMC 認為，建造成本將達 120 億美元，使其成為美國建造成本最高昂的晶圓代工廠。

在上個月 (3 月)，歐盟推出數位羅盤計畫，其中包括投資金額約 1,660 億美元的新冠病毒復原基金，將在未來幾年內投入數位領域。歐盟希望透過此項倡議計畫，在 2030 年之前，至少生產兩成供全球使用的先進半導體 (即 5 nm 以下)。

結論

半導體晶片對全球數位經濟至為關鍵，因此半導體明顯需要多種供應商源。然而，從人員教育到廠區遷移，轉移生產在每一方面都需要大幅升級，所以並非易事。我們必須開始全盤思考，如何確保這項產業在國際及國內發展茁壯，並確保所需的晶片不但可以生產出來，也可以安全出貨。

由於半導體製造過度依賴單一商源或地理區域，我們需要作出巨大努力，以應對因此帶來的晶片安全性和供應中斷風險。設計人員自然會為他們的元件盡可能尋找多種商源，而我們亦應當在全球範圍內為他們提供協助。對於我們所有人而言，這種供應與需求挑戰所形成的完美風暴，需要藉助多種正面量，引導並驅使我們往新的方向邁進。

參考資料：

1 – https://www.marketwatch.com/story/worldwide-chip-shortage-expected-to-last-into-next-year-and-thats-good-news-for-semiconductor-stocks-11614020156

2 – https://www.semiconductors.org/sia-urges-u-s-government-action-to-strengthen-americas-semiconductor-supply-chain/

3 – https://openknowledge.worldbank.org/bitstream/handle/10986/33748/211553-Ch01.pdf

4 – https://www.semiconductors.org/wp-content/uploads/2020/06/2020-SIA-State-of-the-Industry-Report.pdf