后进地区发展高科技产业之策略分析

后进地区发展高科技产业之策略分析----以台湾IC产业发展经验为例刘常勇中山大学企管系教授壹、高科技与21世纪国家竞争力近年来美国各界正在热烈讨论，为什么持续五年的高度经济成长，并没有伴随通货膨胀的出现，失业率也仍在下跌，股市还在继续创新高，这种现象与传统经济理论完全背离，让手握利率调整权的联邦准备理事会都不知所措。于是经济学界提出一套「新经济」（NewEconomy）理论，用以解释当前「常态荣景」的现象。新经济理论解释，维持高经济成长不坠的原因，来自于高科技产业投资增长的动力，由于制程与产品的大幅创新，导致价格下降，扩大消费需求，并进一步刺激企业研发的投入；如此产生的正面循环，使得传统经济学认为边际报酬递减的现象已不再适用。新经济理论认为，这一波高科技产业成长的动力并非来自资金或劳力，主要还是知识创新与企业家精神的结合。而由知识创新与企业家精神结合推动的高科技产业发展，也是下一世纪国家竞争力的主要来源。科技力量与高科技产业的发展，将使得先进国家在下一世纪继续保持高度的生产力，并拉大与后进国家的发展差距，这对于后进地区争取公平分享全球资源机会是不利的。做为全球最大发展中国家的中国大陆尤其需要格外重视知识运用与高科技产业发展的策略，因为它不但影响中国的经济发展速度与国际竞争力，也将决定中国能否在下一世纪实现现代化的目标。由于高科技产业面对的是全球竞争的局面，后进地区在知识积累、资金规模、外围配套都相对薄弱的情况下，除非有一套能整合全国力量，结合国际资源，并顺应市场趋势潮流的科技产业发展策略，否则很难在较短的时间内发展出一个具有国际竞争力的高科技产业。本文将由台湾集成电路（简称IC）产业发展的经验﹐分析其成功的原因﹐并归纳出一套后进地区发展高科技产业的策略模式。由于IC是一个全球竞争的高科技产业﹐不但需要大量高素质的技术人才、大规模资金投入、良好的投资环境、完整的上下游外围配套﹐而且还需要有国际一流的研究发展水平、生产制造能力、市场营销与顾客服务网络﹐如此才能在全球市场中拥有一席之地。而属于高科技后进地区的台湾﹐如何能够从无到有﹐在较短的时间内形成一个具经济规模与国际竞争力的IC产业﹐确实有值得发展中国家重视学习的经验过程。而做为中国一省台湾的高科技发展经验﹐相信对于其它省份发展高科技产业也会有许多值得参考之处。贰、台湾IC产业发展过程依据台湾经建会所做的预测规画﹐到公元2005年IC产业产值将高达一万一千七百五十亿台币﹐占制造业总产值的10.3%。台湾IC技术引进肇始于七十年代中期﹐由经济部委托美国RCA公司协助建立第一个IC示范工厂﹐开展以后二十年的发展﹐在九十年代成为全球第四大IC生产地区﹐并被视为下一世纪带动台湾经济成长的火车头工业。自60年代外资投资设立封装厂开始，台湾IC产业发展历程可分为1966至1973年的萌芽期、1974至1979年的引进期、1980至1995年的成长期、并在1996年以后进入产业的扩张期。经历近三十年的发展，目前台湾在IC晶圆材料、光罩制作、电路设计、制造、封装、及测试等相关领域﹐已逐渐建立自主之技术能力﹐并拉近与世界先进水平的差距﹐如图一。(1966－1973)台湾IC产业的萌芽期1966年美商通用仪器在高雄设立高雄电子公司，从事于晶体管的封装，首先在台湾引进IC的封装技术。后来陆续多家外商设厂，包括德州仪器、飞利浦建元电子公司等，也相继引进IC封装、测试及品管技术，为台湾IC产业发展奠定了初步的基础。这段期间内，台湾IC产业主要是由IC封装厂商所组成，而在学校方面也只有交通大学的IC实验室可制作IC。而交通大学自从1964年建立IC实验室之后，就将IC课程列为教学重点，对于台湾IC技术人才之养成有重要贡献。目前台湾IC产业重要的领导研发人才，大多是出自于交大所培养，这是台湾IC产业能顺利发展的重要关键之一。(1974－1979)台湾IC产业的技术引进期1974年时，世界IC产业的发展正方兴未艾，对于其它相关产业的影响力也逐渐增强﹐但台湾在当时并未形成所谓的IC制造产业。因此﹐政府为使台湾电子工业能够持续朝向技术密集方向升级发展，在经详细评估与规画之后，在1974年时，于工研院成立电子工业研究中心，从美国无线电公司(RCA)引进7微米IC制程技术，设置IC示范工厂，积极引进制造技术并移转民间。(1980---1995)台湾IC产业的成长期工研院电子所在掌握RCA移转之制程技术并推出产品获得市场接受之后，为使IC制程技术持续能以产品推出，并验证制程能力，故于1979年将人员、技术、设备移转﹐衍生成立联华电子公司。而后再接续进行电子工业第二期发展计画（1979－1983），超大规模集成电路（VLSI）计画（1983－1988）﹐以及次微米计画（1990--1994）﹐从而逐渐奠定台湾IC技术发展之根基。由于电子所执行科技项目计划的目的并不在于营利，而是希望藉由建立的技术来培植民间的IC工业，因此在经济部主导与工研院的配合下，陆续将研究成果转移民间﹐并成立台湾集成电路、台湾光罩、世界先进集成电路等衍生公司，而促成台湾IC产业的升级发展。(1996年以后)台湾IC产业的扩张期1996年全球IC市场遭受不景气冲击﹐但台湾业者由于产品结构均匀分布﹐IC产值反而获有相当幅度的成长。尤其是IC晶圆代工的领域，在台积电与联华电子的领军下，占有全球六成以上的市场，进而引领IC产业进入策略联盟与专业分工的时代。预计到公元2005年以前，台湾全岛将投入两兆以上的经费从事IC晶圆厂的建设，可谓是全球最积极发展IC产业的地区。在技术发展方面﹐正开始另一阶段的“深次微米计画”（DeepSubmicron），也就是要开发0.5微米以下的制程技术，其中0.35微米、0.25微米将由民间业者自己研发，电子所的研发目标是0.18、0.13微米制程。貝爾實驗室發明電晶體快捷半導體創立Kilby發明IC(TI)摩爾發表摩爾定律國民半導體創立英代爾、超微半導體創立3101全球第一顆雙載子記憶體1101第一顆CMOS記憶體(Intel)1103DRAM(Intel)法羅門發明EPROM記憶原理4004全球第一顆微處理器(Intel)1702EPROM2102第一顆N-MOS1KSRAM8008第一顆8位元微處理器8080MPU四吋晶圓製程SIA(半導體產業協會)成立808616位元微處理器1.5微米製程技術80286﹝10萬顆電晶體﹞1.2微米製程技術六吋晶圓製程8038632位元微處理器SEMATECH成立SIA設定三階段目標八吋晶圓製程0.8微米製程技術80486﹝120萬顆電晶體﹞0.5微米製程技術Pentium微處理器0.35微米製程技術P6微處理器(Intel)1948195219581964196519661967196819691970197119721974197519761977197819791980198219831985198619871988198919901993交大建立半導體實驗室高雄電子從事積體電路封裝自RCA引進7微米製程技術聯華電子公司成立新竹科學園區成立開始超大型積體電路計劃成功開發1.5微米256kDRAM台灣光罩公司成立1.0微米製程技術次微米8吋廠實驗室落成4MSRAM、16MDRAM設計生產能力世界先進積體電路公司成立開始深次微米計畫飛利浦建元從事積體電路封裝華泰電子從事積體電路封裝工研院電子所成立開始電子工業第一期發展計劃開始電子工業第二期發展計劃19951994聯電、華邦開發完成0.5微米製程技術19920.6微米製程技術投入量產半導體列入我國未來10大新興產業開始次微米製程發展計畫1.0微米製程技術IC設計公司接連成立電子所IC示範工廠落成台灣積體電路公司成立199619970.35微米製程技術MMX微處理器0.2微米製程技術年代世界半導體發展進程台灣半導體發展進程图一台湾与世界半导体产业演进过程参、台湾IC产业的规模现况与未来发展台湾IC产业的现况分析IC制造流程可分为五大步骤：电路设计、晶圆、光罩制作、芯片制造以及芯片封装。电路设计主要资源在于计算机辅助设计（CAD）设备及工程师的脑力。当完成电路设计后，紧接着制成光罩模，然后配合晶圆材料进行芯片制造。芯片制造是一段非常精密且复杂的制程，从氧化到芯片检查都需要相当大的设备投资及技术经验，最后的步骤才是进行芯片封装及测试。而历经数十年的努力，台湾的半导体产业已初具国际竞争规模，并形成独特的产业分工架构，如下图。設備、儀器資金、人力設計(二)光罩(三)晶圓(一)製造(四)化學品CAD、CAE材料封裝測試導線架服務支援貨運報關銀行稅務行政资料来源：工研院电子所ITIS计画图二IC产业结构图台湾半导体产业是采取高度分工路线，将制造与设计、封装、测试等分离，这与日本、欧美等先进工业国之整合经营型态大不相同。美日等国的IC制造商大都属于垂直整合的大厂，通常都包括设计、制造、封装、测试、行销与系统发展的功能。由于绵密的产业分工是台湾IC制造业能够以小博大创造国际竞争力的主要原因，因此我们将台湾IC产业专业分工的情况详述如下﹕表一台湾IC产业现况19951996成长率(%)1997(f)成长率(%)总产值(millionUSD)6,0586,2877.48,01428.0IC设计72779413.01,16346.8IC制造4,4954,5755.35,64723.8IC代工1,5032,04040.42,54124.8IC封装83691813.61,20331.3市场总需求(millionUSD)7,9957,417-4.08,50915.0资料来源：工研院电子所（一）晶圆材料业晶圆材料是IC所使用的基本材料，而随着半体体制造厂的不断扩建，对于晶圆材料的需求日益殷切。目前硅晶圆尺寸有５吋、６吋、８吋等三种，又可分为拋光硅晶圆（PolishedWafer）及磊晶硅晶圆（EpitaxialWafer）两种。1996年以前，台湾所需之IC用硅晶圆，除了汉磊公司可提供若干６吋磊晶硅晶圆之外，其余均需自国外进口。在1997年6月，中钢与MEMC公司合资完成中德电子材料的建厂，开始产销8吋硅晶圆，成为我国第一家IC用8吋硅晶圆材料之供货商，估计1997年底可达到每月120,000片的产能。目前还有日本ShinEtsu在新竹科学区投资设立台湾信越半导体材料公司，以及日本Komatsu在云林设立台湾小松电子材料公司，等到这两家日商硅晶圆厂完成建厂之后，大约可以充分供应台湾半导体产业对于晶圆材料的需求。（二）IC设计业IC设计业是台湾半导体工业中厂商数目最多的一群，占国内IC厂商数的一半，总计约有65家，营业额接近二百亿，并呈现以内销为主的趋势。整体来说，IC设计公司有四种型态的分类：第一类是「独立之专业设计公司」，数目约占一半（如硅统、太欣、合泰、凌阳、台晶、扬智、…），其业务型态包括接受客户委托设计IC及自行发展标准产品；第二类是「IC制造厂之设计部门」（如联电、旺宏、华邦、…），主要是设计公司的自有产品，一般不接受客户委托设计；第三类是「系统厂商之设计部门」（如大众、宏棋、…），乃专为其公司的系统产品设计特殊需求的IC；第四类为「跨国公司之设计部门」（如德仪、飞利浦、…），主要是为母公司提供设计支持，除经销母公司产品外，也替母公司在台客户设计IC产品。总体言之，IC设计公司的规模都不大，但彼此间的竞争却十分激烈。以家数而言，独立专业的IC设计公司其数目成长最多，由于其规模不大、投资额小、进入障碍低，故其加入者众，目前家数正在持续增加中。表二台湾IC设计业的发展情况1992199319941995厂商数59646566营业额(NT亿元)86117124192成长率（%）3036655设计能力(K)30606060内外销比例50:5046:5465:3570:30R&D／营业额(%)10.19.59.959.5R&D／总人力(%)25515150R&D之平均年资4.75.45.96.6资料来源：工研院电子所ITIS计画（三）光罩制作台湾的光罩市场