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晶片格局:晶圓製造能力的地理分佈 The Chip Landscape: Geographical Distribution of Wafer Fabrication Capacity
2025/12
Organization for Economic Co-operation and Development (OECD)
https://www.oecd.org/content/dam/oecd/en/publications/reports/2025/12/the-chip-landscape_27ef5d87/02dbd028-en.pdf
一、前言
半導體是現代數位經濟與先進產業的核心投入要素,其供應鏈高度複雜,橫跨多個國家與技術環節。近年來,地緣政治衝突、新冠疫情,以及產業週期波動,使得半導體供應中斷風險顯著上升,各國政府亦因此更加關注半導體價值鏈中潛藏的結構性脆弱環節。

為掌握供應鏈中的依賴關係與潛在風險節點,OECD 聚焦於半導體價值鏈中資本密集度最高、政策關注度亦最為突出的前段製造環節——晶圓製造(wafer fabrication)展開研究。此研究以 OECD 半導體生產資料庫為基礎,透過系統化的資料整理與分析,說明全球晶圓製造產能在地理上的分布特徵,不同製程節點與晶片類型對應之產能結構,產能於企業與經濟體之間的集中程度,以及此一產業結構對供應鏈韌性所可能造成的影響。

二、資料
(一)可取得的資料來源
此研究所依據的核心資料,為 OECD 正在建構中的半導體生產資料庫。該資料庫係以多項商業數據來源為基礎,涵蓋 SEMI 的 World Fab Watch 與 World Fab Forecast、TechInsights 與 Semico Research 的晶圓廠資料,並輔以 OECD 秘書處所進行之系統性資料蒐整與分析。資料內容聚焦於半導體的前段製造,涵蓋沉積(deposition)、微影(lithography)、蝕刻(etching)等在晶圓上形成積體電路的核心製程,不包含封裝、測試等後段製造活動。

晶圓製造產能以「每月晶圓投片量」(wafer starts per month, WSPM)作為衡量指標,並統一換算為八吋晶圓當量,以消除不同晶圓尺寸(如 6 吋、8 吋與 12 吋)之間的比較落差。資料庫同時區分晶圓廠之生產狀態,包括已量產、建設中與規劃中,藉此評估既有產能與未來擴產趨勢。

(二)資料限制
雖然商業數據為目前涵蓋範圍最廣的資訊來源,其原始設計目的並非針對政策分析,因而存在若干結構性限制。首先,各資料來源在製程節點、製程技術與晶片類型的分類與標註方式並不一致,增加了資料交叉比對的不確定性。其次,對於單一晶圓廠內不同製程技術或材料(如矽、碳化矽或氮化鎵)之產能配置,通常缺乏具體揭露。再者,部分經濟體,如中國,在晶圓廠資訊揭露上透明度較低,可能導致實際產能遭到低估。

三、主要研究發現
根據 OECD 半導體生產資料庫所彙整的晶圓廠層級資料可見,全球晶圓製造產能在地理分布、技術配置與產業組織上,普遍呈現出高度集中且難以調整的結構特徵。從製程節點、晶片類型、企業集中度、所有權分布與商業模式等多個面向觀察,這些因素彼此交織,形成一套對供應鏈韌性具有深遠影響的產業架構。

(一)依製程節點不同,產能的地理分佈亦有所差異
從製程節點(process node)的角度觀察,全球晶圓製造產能在不同節點區間呈現顯著差異的地理分布特徵。截至 2025 年,約九成的量產晶圓產能集中於中國、台灣、韓國、日本與美國等五個主要經濟體,惟各經濟體在各製程節點區間的占比不盡相同。

在先進製程區間(小於 20 奈米,特別是 6 奈米以下),產能高度集中於極少數經濟體,其中以台灣與韓國佔據主導地位,反映出先進邏輯晶片與 DRAM、NAND 等記憶體晶片製造對極紫外光(extreme ultraviolet, EUV)微影設備、高度整合製程能力與巨額資本支出的強烈依賴。美國在先進邏輯電路製程領域仍具關鍵地位,其產能分布較為多元,涵蓋多個製程節點,並未如韓國般集中於特定先進節點。

在成熟製程中的較先進區間(約 22 至 90 奈米),產能主要分布於中國、日本與台灣。此一區間涵蓋微控制器、類比、射頻與嵌入式記憶體晶片等產品,製程設備技術門檻相對較低,但對製程穩定性與多樣化能力要求較高。至於更傳統的成熟製程(90 奈米以上),其產能則呈現較高的地理分散度,除上述主要經濟體外,亦涵蓋多個其他國家與地區,顯示該類製程已廣泛嵌入全球半導體製造體系之中。

(二)大部分產能集中於少數公司
從企業層級分析可進一步發現,晶圓製造產能不僅在地理上高度集中,在公司層面亦呈現顯著的寡占結構。根據資料庫統計,全球前十大半導體製造企業約掌握全球總晶圓產能的一半,而在多數主要生產經濟體中,前五大公司即控制過半的國內產能。

此一現象在韓國、台灣、新加坡與德國尤為明顯,反映其半導體產業結構高度仰賴少數龍頭企業。日本雖擁有數量眾多的晶圓廠營運公司,但其產能仍集中於少數大型企業之中。中國則是唯一一個前五大公司產能占比低於五成的主要經濟體,顯示其晶圓製造產業在企業數量上相對分散,但整體仍呈現大型企業主導的結構。

(三)各經濟體規劃中與建設中的晶圓產能增量
從未來產能擴張的佈局觀察,正在規劃與建設中的晶圓廠投資,大致延續現有的地理分布格局。資料顯示,美國、中國、韓國、台灣與日本將吸收全球大部分的新增晶圓製造投資,而這些新增產能亦主要由各經濟體內既有的主導企業所推動。

其中,美國的新增產能增幅尤為顯著,主要來自記憶體與邏輯晶片製造商的投資;中國則持續擴充多個製程節點的產能,並著重於成熟製程中的較先進區間(約 22 至 90 奈米)與傳統成熟製程(90 奈米以上)。韓國與台灣則集中資源於先進邏輯與記憶體製程(小於 20 奈米),顯示其策略重心為鞏固現有的技術領先地位。

(四)依晶片類型劃分的晶圓產能
若進一步依晶片類型區分,晶圓製造產能的結構性差異更為明顯。先進邏輯晶片與 DRAM、NAND 等記憶體晶片,通常由高度專業化的晶圓廠負責生產,此類晶圓廠往往專注於單一晶片類型,製程轉換彈性極低。

相較之下,類比晶片、功率半導體與成熟邏輯晶片則多由具備多重製程能力的晶圓廠生產。此類晶圓廠能依據產品需求變化調整產線配置,在面對市場波動時展現較高韌性。然而,也因產線用途不具單一性,使得產能統計與替代性評估更加困難。

在地理分佈上,中國與台灣是唯一在六大晶片類型中皆位居前五大產能經濟體之列者;美國與日本則在多數晶片類型中保持重要地位,而韓國則在DRAM、NAND 等記憶體製造上具有壓倒性優勢。

(五)所有權結構與晶圓產能
從所有權角度觀察,主要晶圓製造經濟體的產能仍多由本地企業持有。此一現象顯示,儘管半導體價值鏈已高度全球化,晶圓製造因其資本密集特性,以及對在地基礎設施與產業生態系的高度依賴,仍深受各經濟體的制度設計與產業環境所影響。

然而,近年來跨國投資逐漸增加,部分領先企業在美國、日本與其他經濟體擴建或新設晶圓廠,顯示所有權結構正逐步趨於多元。但整體而言,外資晶圓廠在主要生產經濟體中的產能占比仍屬有限。

(六)依商業模式劃分的晶圓產能
從商業模式觀察,各經濟體在整合元件製造商(IDM)、純晶圓代工(foundry),以及提供代工服務之IDM(IDM-foundry)之間,展現出明顯的結構差異。在台灣與中國,晶圓產能主要由純晶圓代工廠掌握,反映出其半導體產業體系以支援外部設計公司與系統廠商為導向,服務特性強烈。

相較之下,韓國與日本的晶圓製造則以 IDM 模式為主,與其在記憶體與特定應用晶片領域的產業發展策略緊密相關。美國則呈現多元並存的產能結構,即便將正在規劃與建設中的產能納入考量,IDM 仍將佔其整體晶圓產能的主要比重。

四、結論與未來研究方向
綜合上述分析可見,全球晶圓製造產能在地理分布、技術結構與企業層級皆呈現高度集中,且不同製程節點與晶片類型之間的替代性相當有限。此一高度集中且替代空間有限的結構,使得特定技術節點或地理區位一旦遭遇干擾,將可能對整體供應鏈產生放大性衝擊。

同時,研究亦揭示,目前可取得的資料在技術細節揭露、資料可比性與政策應用層面仍存在一定限制。未來若欲強化半導體供應鏈之韌性,需各經濟體共同投入於資料標準化、資訊共享機制與分析能力建構,並進一步整合前段製造資訊與需求端、市場端、後段製造及設備供應等其他關鍵環節的資料。唯有建立於完整且一致的資訊基礎上,政策制定者方能更準確且長期有效地辨識並因應半導體產業的結構性風險。
高飛
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