半導體產業發展與台灣半導體的產業影響力

  半導體產業的發展與環境互動息息相關，開發中國家要發展半導體產業，會面臨更多的限制與更複雜的環境互動。產業的發展過程從環境的互動與變遷的角度來觀察，能得到更佳的了解。

1.電晶體及積體電路發明

 半導體產業的誕生與茁壯，跟電晶體及積體電路的發明，有密不可分的關係。1947年貝爾實驗室製造出人類第一顆電晶體，讓收音機、計算機等電子產品的微型化成為可能。在這個基礎之上，德州儀器(TI)的基爾比(Jack Kilby)與快捷半導體公司(Fairchild)的諾伊斯(Robert Noyce)各自發展出將電晶體等電子元件整合成單一裝置的IC製造方法，決定了今天積體電路的樣貌。

1.         微處理器

  為了滿足多樣化的運算需求，現代的微處理器已經走上分歧發展的道路。除了泛用性最高的CPU之外，還有專門用來處理圖形運算的GPU、執行數位訊號處理的DSP等專門為了執行特定任務而設計的微處理器。

2.         晶圓代工模式

  晶圓代工模式的誕生，是半導體產業發展上的另一個重要轉折。1986年，為培植台灣本地的半導體產業，政府決定由工研院主導，與荷蘭飛利浦共同成立一家專門從事半導體製造的公司，並交由時任工研院院長的張忠謀負責。這家公司就是如今叱吒全球半導體製造市場的台積電。

3.         台灣擁有最完整的半導體產業聚落

台積電的誕生，標誌著半導體的設計跟製造可以分割開來，實現專業分工。半導體產業的進入門檻，也因為IC設計模式的出現而降低，讓半導體產業能進一步蓬勃發展。而在台積電的示範下，不僅製造端，下游的封裝測試很快也走向專業分工的道路，並且在台灣形成完整的產業聚落。如今，在台灣這片3.6萬平方公里的小小土地上，已匯集了設備、材料、晶圓製造、封裝測試與IC設計產業，成為世界上密集度最高，運作最具效率的半導體產業族群所在地。

4.         專業分工是目前半導體產業的主流方向

因為專業分工，每家廠商可以集中所有資源，把自己選定的市場跟技術發展到極致，從而獲得競爭優勢。半導體產業是一門極專業的科技，唯有專注才能成就卓越，台積電的7奈米、5奈米與3奈米製程不僅準時推出，而且性能、良率都優於競爭同業，就是最好的例子。

5.         全球半導體設備及材料市場概況

半導體應用的蓬勃發展，使得半導體製造成為一個巨大而且深具戰略意義的產業。除了半導體製造之外，相關支援產業如原物料、化學品及設備，也是半導體製造業不可或缺的區塊。

半導體材料包含：矽晶圓、各種化學品與氣體，以及導線架等封裝材料三大類，其中又以矽晶圓占比最大。根據SEMI的統計數據，2021年全球半導體材料市場營收成長15.9%，達到643億美元，再度刷新了2020年創下的555億美元紀錄。

半導體設備方面，據SEMI公布的全球晶圓廠預測報告(World Fab Forecast)，2022年全球前端晶圓廠設備支出總額將較前一年成長18%，來到1,070億美元的歷史新高，繼 2021年成長 42%之後，已連續三年大漲。

SEMI 為一全球化的半導體產業協會，自 1986 年以來，通過各種數據收集計劃與 SEMI 會員密切合作，持續追蹤半導體設備、材料市場動態，為全球半導體產業提供及時的市場洞察。SEMI 的市場研究報告擁有超過 1,000 家客戶，包含設備製造商、設備供應商、材料供應商到研究和金融機構，為值得信賴的市場數據來源。

6.         半導體產業的ESG永續轉型

在ESG浪潮的推波助瀾下，整個科技供應鏈都肩負進一步降低碳排放量，最終達成淨零碳排目標的使命。因此，ESG永續轉型也將是半導體產業發展的必然趨勢。

除了擴大採用再生能源，讓半導體製程中所使用的電力也變「綠」以外，如何在半導體元件製造過程中更有效率地利用化學品和耗材等資源，也是產業很早就開始努力的方向。半導體產業供應鏈以SEMI作為凝聚產業共識的平台，制定出一系列產業標準，力求減少半導體製造過程中的資源用量，更進一步導入循環經濟的概念，將製造過程中所使用的資源盡可能回收再利用，並獲得巨大成果。