晶圓代工的二線廠:為什麼聯電、格芯不追先進製程
二、聯電的策略轉向:從追趕先進製程到深耕成熟製程
聯電是台灣第一家晶圓代工廠,也曾經是與台積電並駕齊驅的「晶圓雙雄」。然而,隨著先進製程競賽的白熱化,聯電在二〇一〇年代後期做出了關鍵的策略調整——放棄先進製程的追逐,轉而深耕成熟製程與特殊製程。這項決定在當時引發不少討論,但回頭來看,卻是聯電重新站穩腳步的轉捩點。
聯電的歷史軌跡與策略調整
聯電成立於一九八〇年,是台灣第一家半導體製造公司。一九九〇年代,聯電與台積電並列為台灣晶圓代工的兩大支柱,雙方在先進製程上的競爭非常激烈。聯電曾自主開發出多個製程節點,並在二〇〇〇年代初期與IBM、特許半導體等國際大廠結盟,共同開發先進製程技術。
然而,隨著摩爾定律推進,先進製程的資本門檻越来越高,聯電的資源相對有限,逐漸在競賽中落後。二〇一七年,聯電宣布不再追求先進製程的自主開發,隔年進一步確認將聚焦在成熟製程與特殊製程。這項策略轉向,讓聯電得以將有限的資本支出集中在既有產能的優化與特殊製程的開發上,避免陷入「落後者追趕」的無底洞。
值得注意的是,聯電並非「完全放棄」技術升級。它仍然持續推進二十八奈米、二十二奈米等成熟製程的改良,並投入如嵌入式記憶體、高壓製程、射頻製程、電源管理IC等特殊製程的開發。這些製程雖然不是「最先進」,但卻是許多應用不可或缺的關鍵技術。
成熟製程的價值:28 奈米、22 奈米與特殊製程
許多人誤以為成熟製程就是「落後製程」,但這其實是極大的誤解。二十八奈米以上的成熟製程,至今仍是全球晶片需求的主力。從物聯網裝置、車用電子、工業控制、消費性電子到通訊設備,絕大多數晶片都採用成熟製程生產。這是因為成熟製程的成本較低、良率穩定、且能滿足多數應用的效能需求。
聯電在成熟製程的布局相當完整,涵蓋從零點一八微米到二十八奈米的多個節點。其中,二十八奈米與二十二奈米是聯電近年來的主力製程,廣泛應用於Wi-Fi晶片、顯示驅動IC、影像感測器、微控制器等產品。此外,聯電也大力發展特殊製程,例如:
高壓製程:應用於電源管理IC、顯示驅動IC等。
射頻(RF)製程:應用於5G通訊、Wi-Fi、藍牙等無線通訊晶片。
這些特殊製程的技術門檻雖然不若先進製程高,但卻需要長期的製程經驗累積與客戶協同開發,形成了一種「隱形護城河」。一旦客戶採用了某家晶圓廠的特殊製程,轉換成本就會非常高,因為重新驗證與設計修改都需要時間與金錢。這正是聯電能夠在成熟製程市場維持穩定獲利的關鍵。
聯電的獲利模式與產能布局
聯電的策略轉向,在財務數字上得到了驗證。二〇二一年至二〇二二年,全球晶片荒期間,成熟製程產能供不應求,聯電的產能利用率滿載,獲利大幅成長。二〇二二年,聯電的每股盈餘創下歷史新高,證明「不追先進製程」並不代表「不賺錢」。
在產能布局方面,聯電近年來積極擴充成熟製程產能,包括南科十二吋廠、新加坡廠,以及與日本DENSO、USJC合作的車用晶片產線。此外,聯電也與多家IC設計公司簽訂長期供貨合約,以確保產能利用率與營收穩定。這種「以量制價、以特殊製程創造差異化」的模式,讓聯電在成熟製程市場站穩腳步。
當然,成熟製程市場並非沒有風險。中國大陸的中芯國際、華虹半導體等廠商近年來大舉擴產成熟製程,可能導致未來產能過剩與價格競爭。對此,聯電的策略是持續往「特殊製程」與「高附加價值」的方向移動,避免陷入單純的價格戰。
三、格芯(GlobalFoundries)的抉擇:放棄 7 奈米之後的海闊天空
如果說聯電是「逐步調整」策略,那麼格芯就是「斷然轉向」的代表。格芯原本是超微(AMD)的晶圓製造部門,於二〇〇九年獨立成為一家晶圓代工廠。它曾經是全球第二大晶圓代工廠,也曾經雄心勃勃地要挑戰先進製程。然而,在二〇一八年,格芯做了一個震撼產業的決定——無限期擱置七奈米以下製程的開發,成為第一家公開退出先進製程競賽的大型晶圓代工廠。
格芯的來龍去脈與先進製程夢碎
格芯的出身與聯電不同。它源自超微的製造部門,後來接受了阿拉伯聯合大公國的主權基金Mubadala的投資,並陸續收購了新加坡的特許半導體(Chartered Semiconductor)與IBM的晶圓製造業務。透過這些收購,格芯一度擁有橫跨美國、德國、新加坡的全球產能布局,並在先進製程上投入大量資源。
然而,格芯的先進製程之路並不順遂。它在十四奈米節點上雖然成功量產,但客戶基礎薄弱,產能利用率不足。到了七奈米世代,開發成本與技術難度進一步攀升,而格芯的主要客戶超微又決定將先進製程訂單轉向台積電,讓格芯的處境更加艱難。二〇一八年,格芯正式宣布放棄七奈米以下製程的開發,並將資源轉向成熟製程與特殊製程。
這項決定在當時被視為「認輸」,但事後證明,這是一個讓格芯「止血轉盈」的關鍵。放棄先進製程後,格芯不再需要每年投入數十億美元的研發與資本支出,財務壓力大幅減輕。二〇二一年,格芯在那斯達克上市,成為一家專注於「特種製程」的晶圓代工廠。
轉向特色製程:FD-SOI、RF、電源管理
格芯轉型後的核心策略,是聚焦在「差異化特殊製程」,而非追求線寬微縮。它的主要技術平台包括:
嵌入式記憶體與安全晶片:應用於金融卡、身分證、物聯網安全模組等。
這些特殊製程的市場規模或許不如先進製程龐大,但毛利率卻相對穩定,且客戶黏著度高。格芯的執行長Tom Caulfield曾多次公開表示,格芯的目標不是成為「第二個台積電」,而是成為「特殊製程領域的領導者」。這種「不以規模取勝,而以差異化取勝」的策略,讓格芯在二〇二一年後逐步轉虧為盈,並在車用與物聯網市場取得不錯的成績。
與聯電策略的異同
聯電與格芯的策略有許多相似之處,例如都聚焦成熟製程與特殊製程、都放棄先進製程的軍備競賽、都強調與客戶的長期合作關係。但兩者也有不同之處:
整體而言,兩家公司都證明了「不追先進製程」是一條可行的路,但這條路並非沒有挑戰。成熟製程市場的競爭日益激烈,尤其是中國大陸廠商的擴產,可能對價格造成壓力。因此,如何持續深化特殊製程的差異化,將是聯電與格芯未來必須面對的課題。
四、成熟製程的真實戰場:二線廠的生存之道
在先進製程的光環下,成熟製程市場往往被低估。但事實上,成熟製程才是全球晶片需求的最大宗。根據市場研究機構的統計,二十八奈米以上的成熟製程,占全球晶圓代工產能的一半以上。這意味著,成熟製程不僅不是「落後」的代名詞,反而是支撐全球科技產業運作的基礎。
車用、工業、物聯網:成熟製程的需求主力
成熟製程的主要需求來源,包括以下幾個領域:
這些應用的共同特點是:需求量大、生命週期長、對價格敏感、但對製程微縮的需求不高。這正是成熟製程廠商的機會所在。
特殊製程與客製化服務的護城河
在成熟製程市場中,單純的「標準製程」競爭非常激烈,利潤也相對較低。因此,聯電與格芯都積極發展「特殊製程」,以提高附加價值與客戶黏著度。特殊製程的種類繁多,包括:
高壓製程:支援高電壓操作的製程,應用於電源管理IC與顯示驅動IC。
這些特殊製程需要長期的技術累積與客戶協同開發,並非短期內可以複製。一旦客戶採用了某家晶圓廠的特殊製程,轉換成本就會很高,因為重新設計、驗證與量產都需要時間與金錢。這種「客戶黏著度」正是二線廠商的護城河。
產能利用率與價格戰的風險
儘管成熟製程有其優勢,但二線廠商仍面臨不少風險。首先是「產能過剩」的隱憂。近年來,中國大陸的中芯國際、華虹半導體、合肥晶合等廠商大舉擴產成熟製程,加上三星、SK海力士等記憶體廠也跨足晶圓代工,導致成熟製程的供給快速增加。一旦需求成長跟不上供給擴張,價格戰就可能爆發,壓縮廠商的獲利空間。
其次是「地緣政治」的影響。美國對中國大陸的半導體出口管制,可能導致全球供應鏈重組,影響成熟製程的供需結構。例如,部分客戶可能因為擔憂地緣政治風險,而將訂單轉向台灣、韓國或歐美廠商,這對聯電與格芯來說是機會,但也可能帶來不確定性。
第三是「技術升級」的壓力。雖然成熟製程不需要EUV,但仍需要持續改良製程以提升效能與降低功耗。例如,二十八奈米的改良版二十二奈米、以及更先進的十四奈米、十二奈米等節點,仍需要一定的研發投入。二線廠商必須在「獲利」與「投資」之間取得平衡,避免被競爭對手拉開差距。
五、先進製程 vs. 成熟製程:不是「技術落後」,而是「策略選擇」
在討論聯電與格芯的策略時,許多人容易陷入「技術至上」的迷思,認為不追先進製程就是「技術落後」。但這種觀點忽略了半導體產業的多元性與市場區隔。事實上,先進製程與成熟製程各有其市場定位與價值,並沒有絕對的「高下之分」,只有「適不適合」的問題。
從市場區隔的角度來看,先進製程主要服務於高效能運算(HPC)、智慧型手機處理器、AI加速器等對效能要求極高的應用。這些應用的客戶數量少、但單價高、且對技術領先有強烈需求。成熟製程則服務於車用、工業、物聯網、消費性電子等對成本與可靠性要求較高的應用,客戶數量多、需求穩定、且對製程微縮的需求較低。
從資本回報率的角度來看,先進製程的投資報酬率雖然高,但風險也高。一座先進製程晶圓廠的投資動輒百億美元,若產能利用率不足,就可能陷入虧損。成熟製程的投資金額較低,風險也相對可控,雖然毛利率不如先進製程,但穩定現金流有助於企業長期經營。
從企業策略的角度來看,聯電與格芯的選擇,是一種「差異化定位」的策略。它們不與台積電、三星在先進製程上硬碰硬,而是選擇在成熟製程與特殊製程領域建立自己的競爭優勢。這種策略讓它們避開了資本密集的軍備競賽,專注在能夠穩定獲利的領域,並且在特定市場中取得領先地位。
換句話說,聯電與格芯不是 «做不到» 先進製程,而是 «不划算» 去做。這是一個基於財務、市場與技術現實的理性選擇,而不是技術能力的問題。
六、未來展望:地緣政治、產能過剩與二線廠的下一個十年
展望未來,聯電與格芯所代表的二線晶圓代工模式,將面臨幾個關鍵挑戰與機會。
首先是「地緣政治」的影響。美國、歐盟、日本等國近年來積極推動半導體在地化生產,鼓勵廠商在各自境內建立產能。這對格芯來說是利多,因為它在美國、德國、新加坡都有產能布局,可以受惠於各國政府的補貼與政策支持。對聯電來說,則需要評估是否跟進海外擴產,以分散地緣政治風險。
其次是「產能過剩」的風險。中國大陸廠商大舉擴產成熟製程,可能導致全球成熟製程供過於求,進而引發價格戰。聯電與格芯必須持續往「特殊製程」與「高附加價值」的方向移動,避開與中國大陸廠商在標準製程上的正面競爭。
第三是「新興應用」的機會。電動車、智慧座艙、AIoT、低軌衛星、綠能等新興應用,都需要大量的成熟製程與特殊製程晶片。這些應用的需求成長,將為二線廠商帶來新的成長動能。例如,電動車需要大量的電源管理IC、馬達控制晶片與感測器,這些都是成熟製程的強項。
第四是「技術升級」的路徑。雖然二線廠商不追先進製程,但仍需持續改良成熟製程,例如從二十八奈米推進到二十二奈米、十四奈米,或是發展新一代的FD-SOI、GaN(氮化鎵)、SiC(碳化矽)等寬能隙半導體技術。這些技術雖然不是「線寬微縮」,但卻能提升晶片的效能與能源效率,滿足新興應用的需求。
整體而言,聯電與格芯的「不追先進製程」策略,在過去幾年已經證明是一條可行的路。它們透過聚焦成熟製程與特殊製程,避開了資本密集的軍備競賽,並在特定市場中建立了競爭優勢。未來,這條路是否能夠持續走下去,取決於它們能否在「差異化」與「成本控制」之間取得平衡,以及能否抓住新興應用帶來的成長機會。
對台灣的半導體產業而言,聯電的策略轉向也提供了一個重要的啟示:不是每一家公司都必須成為台積電。在全球半導體供應鏈中,不同規模、不同定位的廠商各有其角色。與其盲目追逐先進製程,不如找到自己的利基市場,建立難以被取代的競爭優勢。這或許才是二線晶圓代工廠最值得深思的一課。
最後,對於關注半導體產業的讀者而言,聯電與格芯的故事告訴我們:技術領先固然重要,但策略選擇同樣關鍵。在摩爾定律逐渐逼近物理極限、先進製程成本不斷攀升的時代,「不追先進製程」不是認輸,而是一種更務實、更聰明的生存之道。下一次當你看到聯電或格芯的消息時,不妨換個角度思考:它們不是「落後者」,而是「選擇走自己路的聰明玩家」。