台積電盛世背後的迫切危機，晶圓製造成為全球地緣政治必爭之地

2021 年，拜登正式接任美國總統大位，但是，全球政府對半導體產業施加的壓力有增無減，對全球晶圓代工之王台積電來說，正面臨未來 10 年發展的關鍵轉折點。

2 月 24 日，美國總統拜登簽署一項行政命令，針對半導體等關鍵商品的供應鏈，在 100 日內提出檢討報告，同一天，他邀集兩黨議員，要求國會撥款 370 億美元（約合新台幣 1 兆 360 億元）大舉投資美國的半導體產業。

歷時 2 年，3 月 1 日，在 Google 前任董事長 Eric Schmidt（施密特）領導下，美國國家安全委員會推出 1 份 752 頁的大報告，對台灣在半導體製造上的優勢，向美國政府發出嚴厲的警告「美國在最先進的晶片，幾乎全然仰賴進口產品，讓美國從國防到工業，全都暴露在外國風險下」，這份報告台積電名字不斷出現。

《轉捩點》來自全球的壓力

歐盟多國研議，砸錢重返晶片製造領域

歐盟也想要重返晶片製造領域。經歷車用晶片荒對歐盟經濟的衝擊後，2 月 3 日，在德國經濟部長 Peter Altmaier（阿特麥爾）和法國經濟部長 Bruno Le Maire（勒麥爾）的提議之下，德、法和歐盟 17 個國家也正在商議，要投資 500 億歐元（約合新台幣 1 兆 6,900 億元），降低歐盟對進口晶片的依賴。

印度、日本、中國，各國政府都盯著台灣的半導體產業。2021 年初，台積電股價創下新高，市值狠甩過去的半導體龍頭英特爾，所有的專家和媒體報導，都聚焦在台積電未來製程發展順利，未來幾年在技術和市占率上將持續保持領先；但卻很少有人提及，當台積電成為地緣政治的必爭之地時，各國政府已開始積極思考該如何出招，奪回半導體製造的領導權。

《挑戰 1》面對美國的威脅

國安報告規畫，奪回半導體製造主導權

要了解美國政府要如何從台積電、三星等半導體公司手上，拿回主導權，不妨參考美國國安會 3 月 2 日公布的報告《National Security Commission on Artificial Intelligence》（美國國家安全委員會對人工智慧的報告），這份報告第 13 章，就是美國政府如何拿回半導體製造主導權的規畫路線藍圖。

報告指出，晶片將是未來人工智慧產業最重要的基礎，不只經濟會因晶片產業受益，「誰擁有最先進的晶片製造技術，將在戰爭的每個領域都取得優勢」；第 214 頁提到，「美國進口晶片的依賴，特別是台灣，已是美國在經濟和軍事發展策略上的弱點」，並認為台積電和三星是全球握有最頂尖晶片製造技術的兩家公司，而英特爾「到 2022 年，製程都將落後 2 個世代」。

「美國必須要保持在境內製造尖端晶片，技術必須領先對手兩個世代以上」，報告中指出，透過大規模投資，美國可以擴大國內市場，讓荷蘭 ASML 或日本的半導體合作廠商，願意為了美國的商機，拒絕將關鍵設備和材料賣到中國。這份報告預測，中國半導體技術發展到 14 奈米後，就無法再向下推進。

報告中強調，美國應加大補貼，「南韓、台灣和新加坡，都提供 25% 到 30% 的租稅抵減，比美國提供的條件高出一倍。」

但，台積電設下的技術領先障礙，美國要如何超越？報告中提到，關鍵在於，台積電擅長的 2D 電路線寬微縮的技術，已達物理極限，「這種技術演進得到的邊際效益愈來愈小。」目前台積電必須投入比過去高出數倍的成本，興建巨型晶圓廠，卻只能得到較過去更少的產能。

「當半導體在二維密度達到物理極限後，先進封裝技術將具有極為關鍵的角色」，換句話說，未來比的不只是誰能把電晶體做得更小，而是誰能把更多層晶圓整合在同一顆 IC 裡。就在這個領域中，英特爾仍有領導地位，在美國，史丹佛大學就曾發表過，將 100 層晶圓整合在一顆 IC 裡的計畫。

報告中建議，美國 2022 年應投資 10 億美元，進行先進封裝技術研究，5 年內投入比過去多一倍的資金，約 120 億美元，在最新的半導體技術上，如極紫外光（EUV）之後的半導體曝光顯影、3D 堆疊、奈米碳管、化合物半導體電晶體製造、自動化 IC 設計及低溫運算，都是美國未來的發展機會。

不過，根據台積電 2020 年財報，台積電這 1 年的研究與發展費用就高達 37 億美元，仍高於報告建議投入的金額，但美國擁有全球頂尖人才，未來競爭勢必更加激烈。

《挑戰 2》台灣缺水缺電的難題

台積電未來 3 年內，用電需求恐倍增

根據 Bloomberg Intelligence 的報告，台積電在 3 年內，對電力的需求將倍增，這是因為 5 奈米和 3 奈米廠大幅啟用極紫外光 EUV 設備。報告中估計，當台積電 5 奈米廠和 3 奈米廠在 2023 年底全速運轉時，5 奈米廠每小時需耗電 720MW（百萬瓦），3 奈米廠每小時需耗電 880MW，報告中指出，新增加的電力需求，「幾乎是台積電 2019 年全球用電量的 98%。」

根據台積電社會責任報告，2019 年台積電全球用電量為 143.27 億度，這個數字是台北市 2019 年總用電量 91%，按照 Bloomberg Intelligence 的估計，到 2023 年台積電較 2019 年增加接近一個台北市的用電量！雖然台積電大力提高用電效率、採購綠電，但由於 EUV 是利用接近物理極限的極紫外光為晶圓曝光，能源轉換效率因此只有傳統 DUV 的 3 分之 1，但每小時只能產出 150 片晶圓，僅傳統設備的一半，因此台積電雖然在台灣到處蓋廠，但新開出的產能片數，其實增加不多。

更何況，極端氣候對台灣水、電供應的影響愈來愈大，如何維持生產穩定，甚至進一步擴廠，都是台積電未來的大挑戰。

▲ 台積電美國新廠位置圖。

《挑戰 3》高毛利率的阻礙

美國建廠貴 6 倍，員工週末不加班

美國政府「在地製造晶片」和台灣水電等自然資源條件限制下，赴美設廠正是台積電未來成長的風險和機會。

3 月 1 日，《經濟日報》報導，台積電在招募赴美設廠的員工時透露，亞利桑那廠區將是現有南科廠區的兩倍大，未來計劃在當地興建 6 個廠，成為一座超大晶圓廠（Gigafab）。但日本《工業新聞日刊》也報導，台積電在當地設廠也遇上成本高昂的問題，「和台灣相比，建設費用就高達 6 倍！」

這並不令人意外，一位業界人士觀察，英特爾生產線上的員工多半高中學歷，一到週末就全數休假，且美國工會相當強勢。

台灣則是用優質人才，日夜不停地在生產線拚搏，加上同樣努力的供應商，造就台積電的成功。因此台積電大幅在台灣招募人才，不但本薪加倍，還有全額保險、住房和交通津貼，這些阻力同樣影響台積電供應商，供應商也透露，要跟著台積電赴美生產，成本一定比台灣貴數倍。

《挑戰 4》留住客戶的考驗

英特爾訴求「安全」，恐牽動供應鏈

根據亞利桑那州政府 2020 年底的公告，台積電已在鳳凰城北部買下一塊 1,100 策，會祭出更多的獎勵和補助，就算有風險，台積電仍須走出國際化的一步，但離開台灣後，還能不能維持超高毛利率，會是未來的觀察重點。

英特爾宣布進軍晶圓代工，短期內技術難以和台積電相提並論，但值得注意的是，這一次，英特爾主打的訴求是「安全」。

英特爾執行長 Pat Gelsinger 接受英國 BBC 專訪時直言「對於世界而言，這個關鍵技術 80% 供應都在亞洲，並不是讓人滿意的方式。」不斷向歐美政府推銷分散供應鏈，增加供應鏈安全性的想法，並表示，除了今年在美國興建兩個廠，2022 年還有在歐洲和美國興建新廠的計畫。這項訴求，過去格芯也用過，並不成功，但經歷中美科技戰、Covid-19、車用晶片缺貨等動盪後，過去追求最高效率、最便宜成本的邏輯會調整。

一家年營收數百億元的高科技公司創辦人觀察，在這個前提下，客戶一定會考慮分散供應鏈，這次英特爾宣布推出晶圓代工服務，高通馬上表示有興趣，而各國用於國防等關鍵領域的晶片生產，也一定會分散生產地點；英特爾也持續向台積電最大的客戶蘋果招手，在台積電產能不足的情況下，蘋果會不會重啟分散供應鏈計畫，對台積電至關重要。

現在，台積電已真實成為全球地緣政治的必爭之地，這是滅頂風險還是大成長的機會，端看台積電是否能把阻力變成助力，這將是台積電真正成為全球晶圓製造一哥，最關鍵也最難的一場戰役。台積電盛世背後的迫切危機晶圓製造成為全球地緣政治必爭之地。