川普祭關稅重拳!台積電因應3方案解析:為何美國蓋1座晶圓廠的時間,台灣可以蓋2座?
川普祭關稅重拳!台積電因應3方案解析:為何美國蓋1座晶圓廠的時間,台灣可以蓋2座?

重點一 :美國總統川普 (Donald Trump) 表態將對台灣半導體出口課徵更高關稅,並暗示台灣搶走美國工作機會,實際上反映了美國先進製程製造落後台灣的嚴重性,並急於解決。

重點二 : 川普希望在任期內提升美國先進製程製造能力,而台積電 (TSMC) 的底線是確保關鍵技術和研發留在台灣,雙方需要在「美國本土製造」和「台灣技術根留」之間找到平衡。

重點三 : 根據德國半導體設備大廠Exyte指出,美國晶圓廠建設面臨諸多挑戰,包括耗時長(38個月,遠高於台灣的19個月)、成本高昂(約為台灣的兩倍)、法規繁瑣、缺乏24小時施工等問題。

美國總統川普近日的言論,再次將全球半導體產業推上風口浪尖!他公開表示擬對台灣半導體產品課徵更高關稅,並指責台灣搶走美國人的工作機會。 然而,天風國際證券分析師郭明錤指出,這番言論背後,更深層的原因是美國在先進晶片製造領域落後於台灣,而川普急於扭轉此一劣勢。

郭明錤指出,川普表面上以關稅為手段,實際上對台積電的影響有限, 因為台積電每年出口美國的晶片總值甚至低於其單月營收,且能將關稅成本轉嫁給客戶。 然而,這並不表示台積電可以對川普的施壓置之不理,因為美國政府仍有其他籌碼迫使台積電讓步。

真正的關鍵在於,川普希望在任期內看到美國在先進製程製造上的實質進展,「不需糾結川普發言的字面意思!」郭明錤說。

談判桌上的拔河:美國設廠 vs 台灣技術

郭明錤強調,川普的目標很明確:強化美國的晶片製造能力,而台積電的底線則是: 確保核心的製造技術(know-how)與研發活動留在台灣。 因此,這場談判的核心,就在於如何在「美國本土製造」與「台灣技術根留」之間取得平衡。

目前,台積電已在美國亞利桑那州(AZ廠)設廠,耗資超過 200 億美元(約新台幣6540億元),但川普顯然不滿意現狀。而更進一步的合作,可能有以下幾種三種情境:

情境一:擴大美國廠規模

最直接的方式, 是台積電在AZ廠擴大投資,增加先進製程和先進封裝產能,這能在最短時間內讓美國受惠,也是目前機率最高的情境。

台積電亞利桑那州廠
台積電在AZ廠擴大投資,增加先進製程和先進封裝產能,預計能在最短時間內讓美國受惠。
圖/ shutterstock

情境二:美方更深度參與

另一種可能是,美國政府或企業入股台積電AZ廠,甚至更名為ASMC;而美方深度參與的另一種方案,就是日前甚囂塵上、讓台積電協助英特爾(Intel)晶圓代工業務的說法。

但郭明錤表示,這兩種方案前者並無明顯附加價值,後者則涉及複雜的專利、設備、技術與供應鏈整合問題,短期內難以實現。 「儘管市場傳聞較多的是台積電協助Intel,但因過程複雜,短期難有結論。」

情境三:台積電技轉美國

目前,台積電在美國、日本、德國的海外廠主要負責產線運作與維護,研發活動與製造know-how (產線與設備參數) 則留在台灣。

因此郭明錤說,最極端的情況是美國要求台積電進行技術轉移,將製造技術和研發活動轉移到美國, 「但這將嚴重損害台積電的利益,因此可能性極低。」

在美國製造晶片成本有多高?

根據《tom’s hardware》報導,德國半導體設備大廠Exyte指出,美國要在本土建立先進晶片製造能力面臨重重挑戰,關鍵在於與台灣的建廠條件相比「又貴又慢」。

首先,美國建廠耗時非常耗時。 在美國建造一座晶圓廠平均需要 38 個月,遠超過台灣的 19 個月、新加坡和馬來西亞的 23 個月,這主要是因為美國的許可審批流程冗長,且不像台灣等地可實施 24 小時施工。

再來, 儘管設備成本相近,但在美國建廠的總成本卻是台灣的兩倍,這歸咎於高昂的勞工成本、繁瑣的法規要求,以及供應鏈效率低下。 反觀。台灣擁有經驗豐富的勞動力和完善的供應鏈,因此建廠過程更為高效。

Exyte 的主管 Herbert Blaschitz 指出,「台灣的技術人員對建廠流程瞭若指掌,對於反覆查看藍圖的需求較低。」

Exyte 建議,美國和歐洲若要提升晶片製造競爭力,必須精簡審批流程、優化施工技術,並採用「虛擬試俥」(virtual commissioning)等先進規劃工具,亦即在實際施工開始之前創建工廠的數位模型,這樣可以儘早發現潛在問題,降低成本和環境影響,同時提高速度和效率。

一座晶圓廠有多貴?

現代半導體生產設施無論是規模還是投資額都相當巨大,Blaschitz 曾在 SEMI 產業戰略研討會上強調了台灣的優勢。他表示, 要建造一座先進晶圓廠(如 Intel、Samsung 或台積電所營運的廠房),需要超過 200 億美元(約新台幣6540億元)的投資,光是建築結構本身就要耗資 40 到 60 億美元。

Blaschitz 指出,建造過程需要 3000 萬至 4000 萬個工時(workhours,指所有工人工作時間的總和),使用 83,000 噸鋼材、9,000 公里的電纜線和 600,000 立方公尺的混凝土。

而典型的晶圓廠,可能設有40,000平方公尺的無塵室(約5.3座足球場),裡頭有 2,000 個生產工具,用於曝光、沉積、蝕刻、清洗及其他製程,每個工具都需要約 50 個獨立的公用設施和流程連接。

延伸閱讀:台積美國廠良率為何能比台廠還讚?不只台積,力晶、德碁也知道的業界秘密

資料來源:tomshardware郭明錤

本文初稿為AI編撰,整理.編輯/ 李先泰

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從ESD防護IC到微系統工程:晶焱科技以BCD製程跨足霍爾電流感測領域,布局車用與AI伺服器電源市場
從ESD防護IC到微系統工程:晶焱科技以BCD製程跨足霍爾電流感測領域,布局車用與AI伺服器電源市場

走進晶焱科技,很難不注意到企業牆上掛著的一段話:「積體電路與微電子系統的靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)防護設計,不只是高深的學問,更是一門追求極致工藝的精品藝術。」這句出自國立陽明交通大學講座教授柯明道的話語,也正好體現了晶焱科技過去二十年來在技術領域持續深耕、追求極致的最佳寫照。

作為國內的IC設計公司,晶焱科技長年專注於電子產品中那顆不起眼、卻肩負系統安全重任的防護IC。「看似沒什麼存在感,但如果沒有它,輕則訊號中斷,重則整個系統癱瘓。」晶焱科技總經理姜信欽博士笑著說,也因此所有用過筆電、手機、電視或AI伺服器的消費者,或許都曾經間接受惠於晶焱科技的這門技術。

從守護到進攻,晶焱科技瞄準霍爾電流感測

晶焱科技總經理姜信欽博士強調,從靜電防護到電流感測,團隊深耕超過20年,致力於在保護與訊號品質間取得
晶焱科技總經理姜信欽博士強調,從靜電防護到電流感測,團隊深耕超過20年,致力於在保護與訊號品質間取得最佳平衡。
圖/ 數位時代

姜信欽回憶,晶焱科技自1998年投入ESD研究,直到2005年才正式進入市場,花了七年蹲點。如今,團隊已累積超過400種產品規格,滿足不同電子產品的需求。而這背後最大的挑戰,是如何在「防護」與「不干擾訊號」間取得平衡。姜信欽說,過高的箝制電壓可能會在某些情況下無法完全防護,過低的話則可能會過早啟動防護機制,影響正常運行。「難的是要像避雷針一樣,瞬間導走危險電流,卻不影響正常訊號的傳輸。」

雖然在ESD防護市場打下基礎,但姜信欽也坦言,單靠防護IC未必能支撐企業規模與競爭力。「留在舒適圈不是我們的選項。我們想找出下一條能跟臺灣半導體共同成長的路。」而這條路,就是高精密霍爾電流感測器(Hall Current Sensor)。

晶焱科技設計開發部資深經理楊鴻銘博士說明,透過磁場感測可精準掌握電流變化,尤其適用於電動車與AI伺服
晶焱科技設計開發部資深經理楊鴻銘博士說明,透過磁場感測可精準掌握電流變化,尤其適用於電動車與AI伺服器電源電流監測。
圖/ 數位時代

所謂高精密霍爾電流感測器,是透過偵測電流所產生的磁場變化,進而反推出電流大小,達到非侵入式監測,避免干擾原本電路的運作。晶焱科技設計開發部資深經理楊鴻銘博士補充說明,傳統作法通常會將感測器直接串入電路中,但這樣往往會影響電流本身。「我們現在是利用磁場感測的方式,完全不會干擾訊號流。」他說。尤其在電動車產業快速崛起之際,這樣的方案更顯關鍵。因為電動車在瞬間加速或充電時,經常出現突波電流,若偵測不夠精準,可能就會影響整體能效與行車安全。姜信欽也表示,高精密霍爾電流感測器能在有限空間內精確掌握電流變化,正是車用領域最迫切需要的技術。

姜信欽進一步透露,其實在創立晶焱科技之初,就同步規劃了兩條技術賽道:一條是靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)防護IC,另一條則是類比IC。當年之所以先選擇投入防護IC領域,主要是因為較容易找到市場需求。而隨著AI伺服器、電動車與綠能應用的快速發展,市場對電流精密監測的需求急遽攀升,也讓晶焱科技看見切入霍爾電流感測器的絕佳機會。「現在所有電子產品都在往微型化發展,傳統電流感測模組體積太大,根本無法塞進未來的車用或伺服器設備裡。」姜信欽說。

鎖定AI、車用與綠能場景,晶焱科技迎向藍海市場

然而,要做出高精密霍爾電流感測器,遠比外界想像困難。除了必須解決溫度漂移問題,更要處理雜訊、封裝熱效應,以及如何讓感測器在不同電流範圍都能保持精度。「這不是單純的IC設計,更是一個微系統工程,必須同時理解電、磁、熱三種物理效應。」姜信欽坦言。過往若要自行投資,研發時程往往得拉長到五年以上,且這方面技術臺灣其實是相對缺乏的。

「計畫對我們來講就像沙漠裡看到水。」姜信欽口中的計畫,正是經濟部產業發展署所推動的「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫(以下簡稱本計畫)」。他表示,若沒有本計畫的支持,這顆產品恐怕還要再拖個兩年才能進入量產。

由於晶焱科技選擇採用高壓金氧半導體製程(BCD),改變傳統霍爾感測器使用雙極性製程(Bipolar)或外掛砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)元件的做法,並將霍爾元件、放大器與溫度補償電路全部整合在單一晶片中,這不僅大幅降低成本與體積,也顯著提升靈敏度。姜信欽表示,他們甚至在封裝內設計了特殊的導電結構,用以將磁場集中至霍爾元件上,進一步提高感測精度。「過去的霍爾感測器多是獨立模組,但我們希望將它做成一顆IC直接放進系統裡,這樣不僅能節省空間,還能實現自動零點校正與溫度漂移補償。」他說。

楊鴻銘補充指出,晶焱科技瞄準的市場涵蓋AI伺服器電源監控、電動車車載充電器(On-Board Charger, OBC),以及太陽能系統的最大功率追蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)。以AI伺服器為例,在直流-直流(DC-DC)降壓模組從48伏轉換至12伏的過程中,需要透過霍爾感測器即時監控電流並執行相位平衡。此外,晶焱科技的產品同時具備ESD防護與高隔離耐壓設計,能滿足車規與工規等嚴格標準。

迎戰千億市場新局,晶焱科技要以新技術開創新篇章

晶焱科技背後擁有一支穩健紮實的團隊,是推動技術不斷前行的最大後盾。
晶焱科技背後擁有一支穩健紮實的團隊,是推動技術不斷前行的最大後盾。
圖/ 數位時代

「未來臺灣很多AI伺服器大廠以及車廠,都將是我們的潛在客戶。」姜信欽有信心的說。目前,晶焱科技的首款高精密霍爾電流感測IC,已進入客戶測試階段,預計最快2026年開始量產。雖然姜信欽謙虛地說市場量體規模難以預測,但根據晶焱科技內部的預估,到2032年全球高精密霍爾電流感測器市場將有望上看新臺幣1,000億元。對晶焱科技而言,這不只是開發新產品,更是把過去在ESD防護累積的工藝精神延伸到新的成長曲線。正如企業牆上那句話所說:「沒有最好,只有更好。」晶焱科技正用二十年的技術底蘊,敲開另一道更高的門檻。

「我們不是只想守住舊市場,而是要在下一個二十年,找到屬於臺灣IC設計的新位置。」姜信欽說。從電子產品背後默默防護訊號,到如今挑戰更高精度、更高附加價值的微系統設計,晶焱科技迫不及待要展開新的篇章。

|企業小檔案|
- 企業名稱:晶焱科技股份有限公司
- 創辦人:姜信欽博士
- 核心技術:靜電放電(ESD)防護 IC
- 資本額:新臺幣9.8億元
- 員工數:約150人

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
在行政院「晶片驅動臺灣產業創新方案」政策架構下,經濟部產業發展署透過推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,引導業者往AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程之低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

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