美國半導體供應鏈檢討報告
參考 美國供應鏈檢討報告之結論及意涵：以半導體為例
作者: 中華經濟研究院WTO及RTA中心 顏慧欣 副執行長、李淳 資深副執行長
一、前言 拜登總統於2021年2月24日簽署第14017號行政命令《美國供應鏈》[1]，要求特定機關首長分別於100日內以及1年內針對特定產業展開供應鏈審查，設想可能遭遇之風險及提出強化供應鏈韌性之具體行動，做成報告提交至白宮。報告內容應包括各產業供應鏈所需的關鍵物資及原材料（critical goods and materials）、其他基本物資及原材料（other essential goods and materials），及製造或其他必要生產能力多項評估項目。針對100日內應先完成的四大領域：半導體、高容量電池、關鍵礦物和材料，以及藥物和原料藥，拜登政府已完成4項關鍵供應鏈之檢視，並於6月8日提出「100日關鍵供應鏈檢討報告」（Building Resilient Supply Chains, Revitalizing American Manufacturing, And Fostering Broad-Based Growth）[2]。
鑑於公布檢討結果的四大領域，基本上對臺灣至為關鍵的就是半導體產業，至於其他三個產業美國也未特別提及臺灣。爰此，本文透過白宮報告對半導體產業的調查結果、風險考量與因應建議等面向，作為探討之核心。
二、美國對半導體產業之檢討重點 （一）供應鏈之組成結構
1.市場概況
根據美國商務部分析，半導體（以下亦稱為晶圓或晶片）供應鏈主要涉及之供應鏈包含五個階段，分別是半導體設計、晶圓製造、封裝測試(ATP)及先進封裝、半導體材料及生產設備(SME)。檢討報告依美國半導體協會（SIA）統計研究指出，2020年全球半導體銷售總額約為4,260億美元，2021年推估為4,520億[3]。從各國半導體企業市占率來看，2019年的前六名分別是美國（47%）、韓國（19%）、日本（10%）、歐盟（10%）、臺灣（6%）以及中國（5%）[4]。
若由商業模式觀察，美國2019年在全球各類型市場市占率，分別是整合型半導體市場（Integrated Device Manufactures, IDM。意指包含設計、生產及測試封裝垂直整合半導體市場）為51%、無廠半導體設計（Fabless Design）為65%、晶圓代工製造（Pure-Play Foundry）為10%、設備市場為40%，以及委外封測公司（Outsourced Assembly and Test companies, OSATs）則為15%[5]。
2.供應鏈分佈情形
由半導體供應鏈來看，美國雖然在設計、IDM、設備及材料階段仍保有優勢，但優勢正在逐漸流失，同時半導體生產製造階段則面對最大的威脅挑戰。
檢討報告指出，美國半導體設計生態系統強大且世界領先，但問題在於銷售市場高度依賴中國。又美國仍主導半導體材料及設備，但因種類繁多，仍有部分掌握在其他國家手中。此外，由於美國國內半導體製造者有限，因而設備製造商嚴重依賴海外（亞洲）市場。此外，美國在第三代半導體GaN及SiC材料有領先優勢，但同樣面對部分原料也有過度集中在東亞地理區位之風險。至於製造能量部分，美國半導體製造在1990年代的產能佔全球37%， 至2018年只剩12%。反之，2019 年台灣佔全球半導體生產裝機容量（installed capacity）的20%，緊隨其後的是韓國之佔 19%、日本17%、中國16%及歐洲9%。
進一步來看，在邏輯半導體、存儲半導體（記憶體）和類比半導體等三種最主要半導體類型中，以邏輯半導體最為重要。2020年時邏輯半導體約佔整體半導體市場42%之營收、存儲半導體約佔 26%，而類比類半導體約佔 14%，其餘市場由分離、光電（discrete, optoelectronic）等非集成電路半導體組成。雖然美國在分離、類比與光電元件的產量中仍有30%的佔有率，但在邏輯半導體和記憶體則分別僅有12%與4%，兩者皆是目前各種主要電子產品如手機、電腦所必須之關鍵零件。最後，在生產技術方面，目前全球能生產10奈米以下的先進節點（advanced nodes）的公司為數僅有三家，即台積電、三星與美國英特爾；台積電更是在尖端節點（leading nodes），如5奈米及7奈米產能的唯一生產者[6]。
（二）美國半導體產業之風險考量
半導體是所有技術產品及先進軍事系統的基礎，不但是消費者日常生活中不可或缺的部分，亦與能源、公衛、農業、消費電子、製造業、交通及國防能量有關。美國為半導體生產之全球領先國家，迄今美國半導體產業之收益仍佔全球半導體收益近五成，但數十年來半導體之製造均外包或移至海外，導致美國本土半導體製造能力的份額大幅下降。美國除缺乏製造最先進技術之能量外，無晶圓廠半導體公司亦高度依賴進口。
1.地理區位集中度（geographic concentration ）風險
SIA於2021年4月發表之研究報告指出位於東亞的臺灣（20%）、中國大陸（16%）、韓國（19%）與日本（17%）佔了全球近四分之三的半導體產能。以先進邏輯晶片(advanced logic chips)為例，美國及其盟友均高度仰賴產能佔全球92%之台灣，至於成熟製程邏輯晶片，美國製造也僅佔全球6%至9%，故存在「地理區位高度集中」的問題。美國對進口晶片之依賴使其在關鍵半導體供應鏈中形成新的弱點，產能的喪失威脅其在半導體供應鏈之各環節及長期的經濟競爭力。
2.顧客集中度（customer concentration）風險
美國設計、材料及半導體設備企業之海外營收及客戶有過度集中於中國之問題。在地緣政治因素下，美國對中國實施之出口管制限制以及中國本土半導體產業政策等，對此等美國企業境外收入有直接且顯著地影響，對台海地緣緊張也有影響。
3.其他風險因子
