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嚴重的晶片短缺使車廠受創，讓全球體會到晶片的重要性。圖為晶片廠示意圖。（路透）
美國半導體業重心在IC設計
〔財經頻道／綜合報導〕幾乎所有科技產品都需要晶片，隨著電動車、物聯網、AI發展，晶片需求有增無減。這1年來，嚴重的晶片短缺使車廠受創，讓全球體會到晶片的重要，各國全力提振自身半導體晶圓產業，不斷示警過度依賴台積電、三星的危害，甚至有人把台韓獨佔晶片製造，比做是掌握石油的OPEC。到底晶圓製造要賺錢有多困難？為什麼只有台灣、南韓做得到？
全球半導體產業主要由美國企業掌控，且主導先進技術規格與標準制定。根據半導體產業協會（SIA）和市場研究機構國際數據公司（IDC）的數據，全球半導體產業規模高達4640億美元。其中，總部位於美國的公司佔據半壁江山，如英特爾、美光、高通、輝達、博通、德儀、AMD等。但是，這些美企大多負責設計晶片，自身並不生產任何零組件。
台積電領先英特爾 至少二世代
絕大多數的美國半導體公司選擇將製造工作外包，而這類外包業務，往往是在海外完成。在距今數十年前，美國把晶片製造的地盤，讓給了亞洲國家。全球約3/4的半導體產能集中在亞洲的4個地方：台灣、南韓、中國和日本，美國僅佔其中的13%。
晶片變得愈來愈普遍且重要，但半導體業本身正在精簡化。除台積電之外，唯一有能力商業化生產現今最先進5奈米晶片的只剩下南韓三星。而且台積電還打算生產更高技術的3奈米。時代雜誌（TIME）指出，這種最先進的3奈米製程節點，將使美國公司如英特爾和格羅方德，至少落後2代技術。
像英特爾的垂直整合製造，需要雄厚的營運資本，才能支撐這種模式。（路透）
晶圓廠原本毛利低 業者多捨棄
一開始，現代電腦產業的黎明期，先行者如英特爾等，大多是同時在自家工廠包辦晶片設計和製造。在1980年代以前，半導體業界流行的是垂直整合製造（IDM）的生產模式。一間晶片公司除了設計之外，也常包下晶片製造，及晶片製造出來後的組裝、測試、封裝等後續工作。
不過，進入1980年代，美企開始面對到日本公司來勢洶洶的競爭，為了保持原有的優勢，開始把一些製造方面的業務外包給其他公司，目的是專注在更有利可圖的設計業務。由於晶圓廠非常昂貴，而且毛利率很低，所以這種用這種方式抵銷大量資本投資的風險，顯得非常合理。正如哈佛大學商學學院教授史兆威向時代雜誌所說的，「這是沒人想做的工作」。
台積電正是眼光精準，搭上「無廠半導體公司（fabless）－晶圓代工模式」的熱潮。且在其他眾多突破之中，台積電也開創最初虧本定價的策略，期待提早進入市場搶得市佔後，就能擴大規模、降低成本獲利。隨著晶圓製造技術不斷進步，新的晶圓廠成本飆升，無力負擔的晶圓廠只能選擇外包，台積電的市佔也不停擴張。
AMD 把晶圓製造切割成格羅方德
畢竟一間公司包辦從設計、製造到銷售的全部流程，也就是像英特爾的垂直整合製造，需要雄厚的營運資本；三星電子雖然有自己的晶圓廠，能製造自己設計的晶片，但因為建廠成本太高，也必須對外提供代工服務；原本為IDM的AMD（超微半導體），則在2009年轉型為無廠半導體公司，將晶圓製造業務獨立為格羅方德。
為何營運晶片廠，需要如此雄厚的資本？在半導體產業發展初期，一些小型公司因擅長晶片設計而起飛，但和其他製造業情況類似，半導體元件製造昂貴的成本、需要頻繁更新的技術要求，成為了小型公司發展初期的主要障礙。例如，光是流程中的微影步驟的微影機就所費不貲。如果只製作自家產品，結果便是投入高額設備產能，卻無法充分利用，將帶來鉅額虧損。
各國全力提振自身半導體晶圓產業，不斷示警過度依賴台積電、三星的危害。（歐新社）
歐美建晶圓廠 成本高獲利難如登天
半導體產業的致勝關鍵，已從過去技術研發與管理制度，進展到資本、規模經濟為主，惟有足夠的資金投入，才能符合新製程要求的環境及設備。有些人認為，成本差異取決於政府資助，但事實上並非如此簡單。當半導體業走向技術複雜和資本密集，一旦落後就很難再追上。這幾年許多公司的慘痛經驗也顯示，光是有資本，技術不到位也很難打入晶片製造。
而在其他營運成本方面，美國和亞洲也有很大差距。美國在獲得技術人才、保護智財權和接近買家等方面有利。不過，在美國新建晶片廠的成本比在台灣、南韓或新加坡高出約30%，比在中國高出多達50%。光是薪資方面，美國平均薪資已較5年前上漲24％。2021年12月，美國平均月薪為4346美元，超過台幣12萬，若以時薪來看，全美平均時薪為31.31美元，約台幣868元，為台灣最低時薪168元的5倍以上。
根據華爾街日報，建造一家半導體工廠的成本可能高達200億美元。先進製程方面，一套EUV微影設備價格約高達1.2億美元。IC Insights近日報告也指出，其他國家將最少需要5年、每年至少花費300億美元，才有可能趕上台積電和三星。
整體而言，依晶片製造的大趨勢，短時間內要打造更多元的半導體供應鏈，恐怕很困難。削減成本、規避大量資本投入建廠的風險、遠離高污染產業，本就是當初美國把晶圓製造外包給亞洲的主要原因。歐美若想改變現狀，也必須承擔更高的支出等相應風險，要在此基礎上獲利，當然不會如想像中容易。
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