账号:
密码:
最新动态
 
产业快讯
CTIMES / 文章 /
晶圆制造2.0再增自动化需求
半导体产业追求永续发展

【作者: 陳念舜】2024年09月30日 星期一

浏览人次:【155】

经历2021年晶片供应链瓶颈之後,欧美各国纷纷要求须掌握一定程度的自主半导体能力;以及生成式AI问世以来,先进制造/封测产能供不应求,加剧新建晶圆厂林立,也凸显当地制造人力、量能不足,现场生产管理复杂难解等落差,全球布局也势必要追求永续发展。



尤其在地缘政治和全球供应链风险加剧背景下,位在台湾的半导体产业同时位居关键地位,未来发展方向也难免受到技术创新、全球市场需求变化等多重因素影响,未来发展潜力甚大,但挑战亦多,对「Taiwan+1」的要求迫使台湾半导体业不得不重蹈过去台湾80~90年代传产、3C代工产业陆续外移的覆辙,远走世界各地建厂。


中华经济研究院第二研究所分析师黄仁志指出,从大趋势来看,台湾在优良晶片技术代工下,产值仍会成长,但面对各国大厂持续布局AI晶片制造跟能力,台湾可能面临全球市占率衰退的状况,如何巩固自身优势将是未来重要课题。


此外,与过去产业外移最大不同处在於,这波半导体业并非逐当地廉价人力、土地成本而居;甚至因为到欧、美等地设厂时欠缺勤劳、纯熟技艺工程师,导致业者建厂初期还须仰赖大批台籍工程师驻厂,引发当地工会抗议。


更凸显过去自工业4.0革命问世以来,国内外虽有无人晶圆厂、关灯工厂等名词不断推陈出新,但就连目前於先进制程领导者的半导体产业也未能实现,或根本无必要真正贯彻全厂全时的无人化,而须选择於适合的制程逐步演进自动化。


由於全球各主要国家和地区都在积极推动半导体制造的本土化趋势,随着半导体技术不断演进也面临更复杂的挑战,需要供应链上下游通力合作与扩大战略布局。此对於大多数公开上市的半导体大厂而言,该如何在有限的设备资本支出与先进制程技术支出中取得平衡,并快速可见优化现有产线作业,提高生产效率,将成为每位经营管理者所面临的难题。


凸显的是对更先进的半导体设备需求提升。也使得今年SEMICON Taiwan规划重中之重的「AI半导体技术概念区」,纷纷从AI晶片制造、设计、专用硬体及整合服务等面向,展示最新技术与产品;并深入探讨生成式AI、边缘AI解决方案等应用。



图一 : 今年SEMICON Taiwan规划重中之重的「AI半导体技术概念区」,纷纷从AI晶片制造、设计、专用硬体及整合服务等面向,展示最新技术与产品。(摄影:陈念舜)
图一 : 今年SEMICON Taiwan规划重中之重的「AI半导体技术概念区」,纷纷从AI晶片制造、设计、专用硬体及整合服务等面向,展示最新技术与产品。(摄影:陈念舜)

前段制程技术下放 加速自动化设备演进

其中晶圆代工厂为了维持日以继夜运作,虽然号称自动化程度最高,倘若没有维护工程师随时待命,支援现场检测设备和更换零件,晶片制程出错的机会太多了。为了维持高良率,更加深对於当地成熟供应链、人力的需求有增无减,工厂智能化也要与时俱进。例如过去因为封测厂在制程精密度、搬运效率和毛利率要求都不及晶圆厂,所以更倾向於使用人力的景况已然不再。


现今主要应用於半导体物料搬运中的搭配组合AMR、OHT,已在晶圆代工大厂行之有年而相当成熟,即使过往OHT以日系设备大厂为主力,也累积不少专利,却未构成近年来才跨足OHT的台厂门槛,也可见传统晶圆代工厂更换全新OHT系统的机率不高,反而是近来後来居上的後段封测厂自动化潜力、才是台系设备厂转型升级的主力。


由於过往封测厂在制程的要求、精密度都不及晶圆厂,再加上毛利率、制程特性不同等,更倾於使用人力。但随着封装制程愈来愈精密及当下的缺工等问题,为了减少人力搬运、提升搬运效率等,如今封测厂更积极评估纳入OHT系统,导入AMR已算普遍,又以封测龙头厂日月光高雄厂最具代表性,让台系设备商OHT、AMR的组合有更大发挥舞台。尤其是在距离长、量多、重量大的生产站,例如封测段的凸块封装(Bumping)制程,最能将OHT的优势发挥淋漓尽致;且因为有特定的轨道运作,OHT也比AMR的运输管理规划来得简单。



图二 : 随着封装制程愈来愈精密及当下的缺工等问题,为了减少人力搬运、提升搬运效率等,如今封测厂更积极评估纳入OHT系统(摄影:陈念舜)
图二 : 随着封装制程愈来愈精密及当下的缺工等问题,为了减少人力搬运、提升搬运效率等,如今封测厂更积极评估纳入OHT系统(摄影:陈念舜)

台厂龙头宣示晶圆制造2.0 为设备厂逐鹿国际奠基

值得一提的是,近期随着全球AI热潮,也让辉达公司(NVIDIA)为首的AI产业链被法、美国反垅断机构盯上,轮番发起反垅断调查。就连远在台湾的晶圆代工龙头台积电也恐被波及,而首度揭露「晶圆制造2.0(Foundry 2.0)」新定义,藉此稀释风险,将为全球反垅断及关税冲击提前布下防火墙。


如今在台积电2.0新定义中将纳入所有逻辑IC晶圆制造的流程,还有更多专业封测代工厂(OSAT)、光罩制作业者,以及所有除了记忆体制造之外的整合元件制造商,料将2023年台积公司在晶圆制造 2.0(也就是逻辑半导体制造)所占市场份额降至28%。


但整体产业规模以2023年将近2,500亿美元为例,则可??比之前定义的1,150亿美元大幅成长;预测2024年晶圆制造产值年增近10%,台积电将专注在後端先进封装制程技术的策略不变,更可以全面掌握不断扩展的未来市场机会(addressable market)。


SEMI全球行销长暨台湾区总裁曹世纶表示:「台湾半导体产业经过半世纪的累积,从 IC 设计、晶圆制造与封测,逐步发展至整合元件制造,建立了完整的一条龙供应链。如今,随着产业迈入所谓『晶圆制造2.0』的新纪元,这一架构不仅进一步扩展并升级了台湾半导体的产业版图,也赋予台湾半导体在全球舞台上成为市场规则制定者的潜力,展现更强的竞争力与影响力。」


其中基於2023年生成式AI问世以来,随着高效能运算(HPC)、AI Server等需求带动Info、CoWoS、SoIC等各种先进封装技术,台积电CoWos先进封装产能吃紧,已是近2年来半导体业界紧盯的产业脉动指标。


台积电高层日前公开表示,确定到2026年,都会高速扩充先进封装产能,且建厂速度会压缩加速推进,以CoWoS产能来说,过去约3~5年盖一个厂,现已缩短到2年内甚至1.5年就要完成。就连用来弥补产能缺囗的面板级先进封装制程也备受关注,据统计2024年FOPLP面板级封装市场规模约为11亿美元、2029年达到69.4亿美元,2024~2029年复合成长率约44.56%。


因此让设备厂看好接下来将是黄金十年,除了与一线晶圆代工厂、OSAT紧密合作练兵,未来也有机会往海外市场迈进。只是当各国争相补助设厂,晶圆厂遍地开花,未来是否面临产能过剩、杀价竞争,值得追踪观察。


地缘政治冲突导致产能不均 放眼多元化新兴市场需求

根据国际半导体产业协会(SEMI)报告,2024年全球半导体设备市场规模料将年增3%至1,095 亿美元,明年则将在先进逻辑晶片及封测领域带动下大幅年增16%至1,275亿美元。中国大陆还将成为建设新晶圆厂的最大投资者,今年在半导体制造设备的总支出将达 500亿美元(约1.62兆元新台币),也不免让业界担心成熟晶片会否遭遇产能过剩的问题。


依SEMI预估2025~2027年间,半导体制造业者将支出创纪录的4,000亿美元在晶片制造设备上,大陆(1000亿美元)及台湾地区(750亿美元)、韩国(810亿美元)有??持续维持晶片设备投资前3名的位置,但大陆在2025年将会先放缓以消化产能;包括欧(270亿美元)、美(630亿美元)、日本(320亿美元)等地年度半导体设备支出则将大幅增长,从今年SEMICON Taiwan 2024国家馆数量从去年的10个增加至12个可见一斑,台湾半导体业未来势必要结合供应链转型升级,朝向更全球化、多元化市场发展。


依SEMI欧洲区总裁Altimime表示,2023年《欧洲晶片法》生效,欧盟预计2030年前投入440亿欧元支持欧盟成员国生产晶片,以达到晶片自主及晶片生产市占率全球20%的目标。德国做为欧洲半导体重要生产国,预计2027年前投入200亿欧元强化半导体产业链。


包括波兰与捷克今年都是第二次设立国家馆,且两国都派出次长级官员亲自来台,显示中东欧国家对於台积电在德勒斯登设厂的重视,潜在外溢效果早就引起捷克及波兰等其他国家的高度兴趣;加上英特尔也计划在波兰南部等设立组装及测试厂,可??促成波兰与德国、捷克共同组成微电子产业聚落,并期盼未来与台湾建立坚强的经济夥伴关系。


至於在德设厂可能面临人力不足的问题,台积电 EMEA(欧洲、中东和非洲)法务总顾问 Mr. Gunnar C. Thomas指出,今年3月开始台湾大学和德勒斯登工业大学建立密切的合作,让德国学生飞往台大上课一个学期,接着在台积电进行暑期实习,通过利用台积电的专业知识和欧洲的优势,绝对能够增强安全性、韧性和技术领导力



图三 : 包括波兰与捷克今年都是第二次设立国家馆,显示台积电在德勒斯登设厂的潜在外溢效果,早就引起中东欧国家的高度兴趣。(摄影:陈念舜)
图三 : 包括波兰与捷克今年都是第二次设立国家馆,显示台积电在德勒斯登设厂的潜在外溢效果,早就引起中东欧国家的高度兴趣。(摄影:陈念舜)

重塑半导体产业文化 致力留才揽才

此外,随着半导体产业的重要性与日俱增,各国想方设法引进巨额投资,但劳资对於奖金和资源该如何分配势必有歧见,工程师难免抱怨管理层毫不重视工人的贡献;包括全球大多数的半导体中心过去几十年都没有工会的情况已经开始改变,後续是否演变成罢工、威胁到产值,则是双方都必须衡量的问题。


如纽约时报近期揭露台积电赴美建厂的进度受阻,即因美国员工难以适应台积电在台湾实行的管理文化而选择离职。台积电前研发总监杨光磊指出:「台积电必须找到一种方法,建立适合厂区在地的制造文化」,如此才能真正成为全球化的企业。


就连SEMI国际半导体协会日本公司总裁Jim Hamajima也坦言:「尽管台积电和日本政府支持的半导体新创公司Rapidus 等都在不断对人才培育进行投资,当前日本半导体面临人才短缺问题仍没有改善的迹象。」原因是2000年代後,随着日本国内半导体产业开始陷入困境,许多经验丰富的工程师离开该行业或寻求海外发展,因此他建议日本应放宽对印度工程师和学生的签证政策。


虽然台湾凭藉坚实技术基础与完整产业链,成为全球半导体产业重要的供应链,未来不仅要持续提升半导体实力优势发展AI;同时也要跟国际供应链夥伴在台湾深耕顶尖技术,奠定长远经济发展基础,所以需要培育更多人才,支持百工百业导入AI应用。


经济部长郭智辉与教育部长郑英耀、国发会??主委詹方冠,近期也共同邀集工总、商总、电电公会、电脑公会、半导体协会、机械公会、工具机公会等21家产业公协会及NVIDIA、AMD、Microsoft、Infineon、台达电、新应材等11家国内外业者,针对台湾为了因应少子化与产业人才缺乏的挑战,共商人才培育的重要议题。



图四 : 台湾持续强化半导体人才培训,并期待透过跨国合作解决人才短缺的问题。由左至右依序为:德国萨克森自由邦科学部部长Sebastian Gemkow、台积电人力资源资深??总经理何丽梅、德勒斯登工业大学校长Ursula Staudinger签署半导体人才培育计划协议。(source: static.rti.org.tw)
图四 : 台湾持续强化半导体人才培训,并期待透过跨国合作解决人才短缺的问题。由左至右依序为:德国萨克森自由邦科学部部长Sebastian Gemkow、台积电人力资源资深??总经理何丽梅、德勒斯登工业大学校长Ursula Staudinger签署半导体人才培育计划协议。(source: static.rti.org.tw)

经济部长郭智辉坦言,依台湾少子化的趋势,大概很难维持未来十年的AI人才所需,所以经济部除了透过产业条例租税优惠措施,以及晶创计划协助业者之外,也会强化半导体人才培训,期待透过跨国合作解决人才短缺的问题,确保国家未来20年在世界上的高度竞争力。并与教育部、国发会合作,提出短期及中长期策略、目标及作法。


第一阶段将由经济部与教育部合作,规划产业别精准媒合,协助企业留用在台国际人才,并将协助国际生认识职场,进一步训练符合企业需求的专业能力,扩大国际生留台。


中长期规划2+4方案,针对东南亚尤其是菲律宾、马来西亚、泰国等地的优秀国际生规划客制化课程,培养国际生的专业知识与技能,学生毕业後可进入产业贡献所学。就学期间的学杂费由政府提供,生活津贴则由企业提供,帮助企业找到合适人才,并保证留台就业(培育2年,留台工作4年或2年)。经济部期??每年培育2.5万名国际人才,支持台湾成为「经济日不落国」。


相关文章
行动运算方兴未艾 绘图处理器整合AI方向确立
数位劳动力开启储运新时代
导入AI技术 物流自动化整合管理增效
Raspberry Pi Pico 2主控晶片资安悬赏加时加码
Arduino Cloud:运用图像小工具 使 IoT专案更吸睛
comments powered by Disqus
相关讨论
  相关新闻
» 意法半导体推出ST BrightSense影像感测器生态系统 随时随地实现先进相机性能
» E Ink携手汉??科技 全彩电子纸亮相永旺中国长沙新店
» 联发科与达发获欧洲信业者采用 2025推出Wi-Fi 7 10G-PON服务
» TaipeiPLAS展会助塑橡胶产业加速低碳转型 创造永续商机
» 研究:财务状况持续改善 三星显示重夺第二季营收冠军


刊登廣告 新聞信箱 读者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 远播信息股份有限公司版权所有 Powered by O3  v3.20.1.HK8A10TE3J0STACUK4
地址:台北数位产业园区(digiBlock Taipei) 103台北市大同区承德路三段287-2号A栋204室
电话 (02)2585-5526 #0 转接至总机 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw