台湾地区集成电路产业发展情况分析

周小柯

北京联合大学台湾研究院，北京 100101

以集成电路（Integrated Circuit，IC）为核心的半导体产业是台湾地区最具优势的领域，也是两岸经贸交流和产业合作的重点领域。分析台湾地区集成电路产业发展总体情况和主要特点，研判其未来的发展趋势，不仅有利于增强对台湾地区集成电路产业发展的认识，也有利于推动两岸集成电路产业合作的进一步深化。

1 发展概况

台湾地区IC产业萌芽于20世纪60年代中期，早期从外资主导的封装业起步，逐渐朝产业中上游环节延伸，在20世纪80年代后期基本形成了包括上游设计业、中游制造业和下游封装测试业在内的完整产业链。进入20世纪90年代中期后，台湾地区IC产业开始快速发展壮大。2004年IC产业产值突破万亿元达到10 990亿元新台币，成为台湾地区首个“兆元产业”；到2014年，IC产业产值进一步突破2万亿元达到22 033亿元新台币。2004—2014年的年均增速为7.20%。2015—2019年，台湾地区IC产业的增长速度明显放缓，除2016年和2018年的增速分别为8.18%和6.40%，均超过6%，其余3个年份的增速均不足3%。到2019年，台湾地区IC产业产值为26 656亿元新台币，2014—2019年的年均增速为3.88%，较2004—2014年的年均增速低3.32个百分点。2020年，在新冠肺炎疫情暴发带来的通信类、电子类等产品需求强力拉动下，全球对半导体的需求激增，台湾地区作为全球半导体生产重要地区，IC产业产值实现20.9%的大幅增长，产值规模突破3万亿元达到32 222亿元新台币。根据2021年5月份的预测情况，2021年IC产业产值将进一步增加至38 050亿元新台币，同比增长18.1%（图1）。

图1 2002—2021年台湾地区IC产业产值变化情况

台湾地区IC产业已经在全球IC产业链中占据了比较重要的位置。近年来，台湾地区IC设计业营收规模在全球一直排第二位，晶圆代工业和IC封测产业的全球排名则一直占据第一位置（表1）。IC设计龙头企业联发科技股份有限公司（以下简称联发科）为全球第四大IC设计公司，2020年营业收入达到109.29亿美元；IC制造领域龙头企业台湾积体电路制造股份有限公司（以下简称台积电）为全球第一大集成电路专业代工制造公司，2020年营业收入达到467.5亿美元，其在业界第一个商用极紫外光微影制程技术的第二代7 nmEUV制程已于2019年3月底量产，更先进的5 nm制程技术也已于2020年在业界率先量产，2022年有望实现3 nm制程工艺量产；IC封装测试领域龙头企业日月光半导体制造股份有限公司（以下简称日月光）是全球第一大封测企业，2020年的营业收入为170.38亿美元。

表1 台湾地区IC产业在全球的地位

2 发展特点

2.1 以晶圆代工制造为主体和增长引擎

在IC设计、制造和封装测试三大环节中，IC制造是台湾地区IC产业的最重要部分，IC制造的发展壮大又与台积电所创立的晶圆（硅半导体集成电路制作所用的硅晶片）制造专业代工商业模式密不可分。1987年2月24日，台积电正式成立，并采用为IC设计业代工的纯晶圆制造模式，其设立代表了IC产业一种新分工形态的出现，也代表了台湾地区IC制造技术的生根。台积电先是为美国无晶圆厂的设计公司代工，接着获得了美国整合元件大厂的青睐，日本的半导体厂商为了减少投资成本也于1997年后开始委托台湾地区半导体制造商代工生产[1]，由此推动了IC制造业和整个IC产业的加速发展。

根据台湾半导体产业协会发布的数据，2014年台湾地区IC制造业产值突破万亿元达到11 731亿元新台币，其中晶圆代工产值为9140亿元新台币，占当年IC产业产值总额的比例分别为53.24%和41.48%；到2020年，IC制造业产值增加至18 203亿元新台币，其中晶圆代工产值为16 297亿元新台币，占当年IC产业产值总额的比例分别上升为56.49%和50.58%，晶圆代工产值已经占据整个产业的较大比重，是台湾地区IC产业的重中之重。2021年台湾地区IC制造业的预估产值为20 898亿元新台币，将首次突破2万亿元新台币，晶圆代工产值将增长至18 369亿元新台币，晶圆代工也成为台湾地区IC产业的增长引擎。从2014年到2020年，IC设计业、制造业、封装业、测试业及IC产业整体产值的年均增速分别为6.75%、7.60%、3.01%、3.70%和6.54%，晶圆代工制造的产值年均增速则为10.12%，处于行业领跑地位。

2.2 产业技术来源日趋多元化

1966年，美商通用仪器公司在高雄市设立高雄电子公司，从事电晶体与IC封装，开启了台湾地区半导体产业的早期发展。此后，1967年日本日立制作所设立高雄日立电子；1969年，荷兰飞利浦在台湾地区设立飞利浦建元电子；1970年，美国德州仪器在台湾地区设立台湾德州仪器，日本三菱电机与台湾大生公司合资在台湾地区设立菱生精密；1971年和1974年，美国无线电公司（Radio Corporation of America，RCA）和日本企业冈谷公司也分别加入台湾地区的半导体行业。这一时期，台湾地区半导体产业由外资主导，所需技术也由外资企业带入。

1974年9月，台湾工业技术研究院（以下简称工研院）设立电子工业研究发展中心，该中心于1976年3月与RCA公司签署“积体电路技术转移授权合约”，主要内容包括RCA为台湾地区提供IC设计、制造、测试及设备相关的人员实习培训，向台湾地区转让3英寸晶圆生产线及相关技术，这标志着台湾地区开始探索IC技术的“引进—消化吸收—转化创新”路径。1979年4月，台湾工业技术研究院电子工业研究发展中心升格为电子工业研究所（简称工研院电子所），并开始加大力度推动引进技术的本土转化。20世纪80年代，台湾地区开始以工研院衍生公司的形式推动半导体产业的发展，由此工研院电子所成为了岛内IC技术的主要提供者，从1980年到1994年，工研院电子所先后衍生出联华电子、台积电、台湾光罩公司、世界先进等4家的半导体企业，且都成为了IC产业中的重要企业。1994年底，工研院的“次微米计划”取得全面成功，带动台湾地区半导体产业进入8英寸晶圆新阶段。工研院电子所还为半导体产业的发展提供了强有力的人才支撑，全台湾地区40家芯片设计制造厂的设计人员都来自工研院所属研究所的专家[2]。

从20世纪90年代中期开始，伴随着市场规模的快速成长，台湾地区半导体企业逐渐在市场力量驱动下不断进行技术升级。1995年，台积电研发的先进制程为0.35 μm，实现了0.45 μm工艺的量产，在技术上落后于世界领先的Intel公司2年；到2001年，台积电实现0.13 μm工艺的量产，技术上与Intel公司追平。此后，台积电的制程技术开始进入领先于同行其他国际大型厂商的时代。与此同时，政府部门推动半导体产业发展的方向也开始从晶圆制造领域迈向技术更为尖端的IC设计领域，从政策层面持续引导IC产业技术的升级。

总的来看，1960年代中期以来，台湾地区IC技术经历了从无到有、从引进到引入与开发并举、从政府主导下的研发到以企业为主体的研发等演变，逐渐形成了由IC设计厂商、电脑系统商、晶圆代工厂商、公共研发机构、高等院校等共同组成的研发网络，为产业发展提供了必要的技术支撑。

2.3 设备及材料高度依赖进口

半导体设备和材料是IC产业的上游支撑产业，在这两个领域台湾地区都高度依赖从境外进口。根据国际半导体产业协会2021年4月23日发布的统计数据，2020年全球半导体材料销售额为553亿美元，其中：半导体制造材料和封装材料的销售额分别为349亿美元和204亿美元；台湾地区已经连续11年成为全球最大的半导体材料消费市场，2020年，台湾地区市场的销售额为123.8亿美元，占全球市场份额的22.39%。然而，台湾地区所需的许多关键材料都依靠进口。

半导体设备方面，根据台湾当局经济事务主管部门2021年2月5日发布的《产业经济统计简讯》，2020年，台湾地区半导体设备进口额为232.47亿美元，自日本、美国、荷兰进口占比依次为23.7%、22.2%和21.7%，出口额为15亿美元；岛内生产半导体设备产值约650亿元新台币（折合21.98亿美元），其中岛内销售14.55亿美元、出口7.43亿美元。由此可以计算出，2020年岛内半导体设备需求量（进口额＋岛内生产额－出口额）为239.45亿美元，通过进口满足的需求比例高达93.9%。

材料与设备高度仰赖进口，背后涉及的风险是一旦供应链出了问题，半导体产业受到的冲击会相当大[3]。

2.4 产品出口高度依赖大陆市场

大陆是台湾地区集成电路最大的出口市场，根据台湾地区海关部门统计数据，2020年，台湾地区出口到大陆（含香港）的集成电路金额为750.34亿美元，占集成电路出口总额1224.64亿美元的61.27%；2021年上半年，该比重也维持在60.38%的高位水平。究其原因，主要在于两岸半导体产业形成了紧密的产业链合作关系，合作方式之一是通过“委托—代工—贸易”的形式形成大陆IC设计公司与台湾地区IC制造公司，以及台湾地区IC制造公司与大陆半导体应用领域的合作关系。

台湾地区是大陆境外集成电路贸易方面最大的芯片制造代工方[4]。根据国家海关总署的统计数据，2020年，大陆进口集成电路金额为3508.46亿美元，其中，自台湾地区进口额为1241.09亿美元，自台湾地区进口所占比重为35.37%。分省市看，大陆自台湾地区进口集成电路主要集中在广东、江苏、上海、河南和陕西5省市，2020年，这5省市自台湾地区进口额依次为462.82亿美元、207.36亿美元、139.55亿美元、86.01亿美元和68.58亿美元，占大陆自台湾地区进口集成电路总额的比重分别为37.29%、16.71%、11.24%、6.93%和5.53%，合计占了77.70%，仅广东、江苏和上海3省市就占65.24%。

3 发展趋势

在IC设计环节，台湾地区半导体设计业界下一步将积极开发多核心处理器、高度整合晶片、低功耗半导体通信技术及毫米波雷达感测系统等新兴的半导体产品设计技术[5]。龙头企业联发科将持续巩固移动通信、智慧装置领域等现有产品市场占有率，并且积极拓展5G、人工智能等相关新技术方面的应用。

在IC制造环节，人工智能、5G、物联网、虚拟现实、扩增现实、智能汽车、高性能计算等新产业、新技术的发展，将衍生对半导体制造技术升级的进一步需求。台湾地区将与国际厂商合作共同研发下一代核心技术，并支持龙头企业台积电研发新世代先进制程。2020年11月10日，台积电发布当天的公司董事会决议，核准资本预算151.91亿美元，将主要用于建置及扩充先进制程产能、建置特殊制程产能、建置及升级先进封装产能等项目[6]。

在IC封装测试环节，台湾地区除了面临日趋激烈的竞争之外，还面临晶圆代工厂一条龙经营模式切入高阶封测领域所带来的新挑战。未来封测厂可能会寻求与上游的晶圆代工厂合作，寻求垂直分工的机会，成为晶圆代工厂的重要协力厂商。

4 总结与建议

综合来看，台湾地区IC产业具有比较完整的产业链和配套体系，在IC制造和封装测试环节处于全球领先地位。进一步从包括上游支撑产业、中游核心产业及下游应用产业在内的完整半导体产业链来看，台湾地区的优势分布在中游核心产业，在上游支撑产业方面，如设备和原料都高度依赖进口，在下游应用产业领域方面主要依赖大陆市场。从两岸IC产业合作的角度看，两岸既有的合作主要是台湾地区IC制造、封装测试与大陆IC应用市场的合作，两岸IC产业面临的共同问题都在上游支撑产业，关键设备和重要原料严重依赖进口，产业发展具有较大脆弱性。

针对两岸IC产业面临的上述共同问题，建议业界通过拓展合作范围、提升合作层次的方式合作应对，即推动合作范围向上游支撑产业延伸，合作层次从产业链合作向创新链合作升级。就合作切入点而言，当前以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体材料是大陆集成电路产业发展的新重点，也是台湾地区近年来积极发展的新领域，两岸业界可以探讨将共同突破第三代半导体材料核心技术及其商业化应用作为中长期合作方向，共同打造更具韧性且具有市场竞争力和盈利能力的两岸集成电路产业创新发展生态体系。