每一個時代裡頭，產業界都會積極尋找一項新產品，摸索出催動經濟成長的引擎。

從發明「電腦」到後來誕生的「智慧型手機」都引領近代商業，亦改變了全球地緣政治的樣貌。過去十多年來電腦、智慧型手機等消費性產品，造就了台灣包含台積電（TSMC）、大立光（LARGAN）與鴻海（Foxconn）等企業壯大，同時也推動韓國三星（Samsung）崛起。

電腦產業的代表是微軟（Microsoft ），而目前智慧型手機指標公司則是蘋果（Apple）。

以蘋果來說，2021年《金融時報》分析iPhone 13 Pro Max（256GB）零組件發現，成本由高而低依序是：OLED面板、相機模組、影像感測器（CMOS）、快閃記憶體和邏輯晶片，這些零件技術分別由美日韓台等國所把持，它們各有競爭又相互合作，推動了數十年以來半導體業的步伐。

而作為半導體標竿的台積電，未來又有什麼利基市場呢？

高效能運算（HPC）是台積電發展的下一個「頂樑柱」

千禧年後，所謂先進技術多應用於智慧型手機，但盛極必衰是千古不變的道理，手機於2010年創下最高成長紀錄，又在北美、西歐、日本和亞太等成熟市場滲透率到達頂點後，產業飽和疲態顯露。

也意味以手機為主的供應鏈正在快速凋零，代表業者是OLED面板為主的韓國三星、相機模組的台灣大立光，近年兩者財報來看，均有下滑的態勢。以大立光為例，高階鏡頭市場逐漸飽和，後起之秀（中國玉晶光、中國舜宇光學）猛烈追趕下，股價一瀉千里。

那台積電是不是也會步入那樣的後塵？正當產業界苦惱下一波成長動力時，高效能運算（HPC）如閃耀的北極星給了一個方向。

HPC產業可謂是明日之星，用於動畫與特效、剪接影片和活動直播的效能；更重要的是HPC技術掌握打開人類對於人工智慧領域之門，衍伸出像是臉部、語音辨識和各類無人機、各類載具的發展。

半導體業內大廠主任工程師表示，鏡頭、面板等業者雖然衰退，但是半導體仍在蓬勃發展，都是因為高效能運算。以台積電來說，翻開近年財報，營收、毛利率節節攀升，銷售主力早已經不再是消費性電子、智慧型手機，反而是高效能運算。

高效能運算，給了台積電「先進製程」（advanced process）一個舞台。

許多人不懂先進製程。其實它和摩爾定律（Moore's Law）緊密相關，是指半導體的電晶體「持續縮小」的過程，電晶體數量以每年（或18至24個月）翻倍成長，新款將比舊款提升40%效能。

目前普遍以7奈米作為分水嶺，以下是「先進製程」，以上則是「成熟製程」（mature process）。台積電的先進製程領先全球，給了許多伺服器、超級電腦更快且有效的晶片。

先進製程門檻高，業者剩下台積電、三星與英特爾

台積電要製造7奈米以下的晶片可不容易，必須要和設備業者配合。位於荷蘭的艾司摩爾（ASML），專門為包含台積電在內的晶圓製造商，提供微影系統量產晶片。

艾司摩爾將電路設計圖「投印」（縮小至奈米等級）在矽晶片上，這可是量產晶片時最重要的步驟。簡單一點來說，可理解微影系統是一個投影系統，利用光線穿透印有電路圖的光罩，在矽晶片上投印出電路圖。

而光罩上的電路圖是實際在晶片上呈現圖案的4倍大，當圖案印好之後，系統會稍微移動晶圓，並在晶圓上進行另一次複製，整體完成後再進入侵刻、氣體等工序。

艾司摩爾是全球半導體設備的領導業者，其技術極紫外光微影技術（EUV），專門用來生產先進製程晶片；另外，針對成熟製程則是使用深紫外光微影技術（DUV），同時也是最多晶圓製造業者使用的機台。

如果以應用來看，EUV機台是智慧型手機、HPC持續發展的重要關鍵，隨著物理極限（越來越小）突破困難，所需要的設備、研發金額等動輒數百億美元，遠遠超過一般公司所能承擔。

Photo Credit: 關鍵評論網

倘若公司砸大錢買幾台，卻又因為良率不佳、無法順利量產，那麼週轉不靈、倒閉的機率極大，所以現在半導體業中仍持續突破摩爾定律這條不歸路的公司，只剩下台積電、三星和英特爾；其餘業者包含台灣聯電（UMC）、美國格羅方德（GlobalFoundries）、中國中芯國際（SMIC）及世界先進（VIS）都止步於成熟製程。

台積電的另一個春天——電動車

許多民眾認為先進製程發明後，舊的技術會被淘汰，但在半導體世界並非如此。

兩種製程的在晶片體積上的不同，終端應用也差很大，這代表成熟製程不會因為先進製程而受到排擠。由於多數產品並不需要高效能，像是較為廉價的家電、手機等，再加上成本考量下市面上反而多以成熟製程為優先、市場需求更大。

此外成熟製程也迎來了另一個春天——電動車。

過去傳統燃油車需要40種晶片，若是電動車，晶片數則暴增至150種以上，又加上是高階電車有「自駕功能」，晶片數量越來越多。

雖然台積電擁有先進製程技術，但因為台積電生產設備都攤提完畢，成熟製程相較業者更便宜，很受客戶青睞，所以大約還有25%營收來自於成熟製程。

創意思惟教育訓練中心總監李銘泰解釋：「以6奈米來說，裡面要有500個百萬電晶體，必須要買相當多IP才可以製作出一個晶片，沒有20億出不來。」他表示，電動車有願景，不需要先進製程，再加上成熟製程IP都已經驗證過，成本低非常多，因此每台電動車還可能上看數千的晶片需求。

基於產業的重大變化，半導體公司的身價水漲船高。波士頓顧問公司（BCG）董事總經理暨全球合夥人、半導體業務負責人徐瑞廷曾表示：「以前很多車廠不跟半導體業者說話」。但是經過了去（2021）年的「晶片荒」後，各大車廠都開始主動建立更緊密的半導體供應鏈。

台積電業務發展資深副總經理張曉強日前解釋，從台積電角度看，雖然客戶進入更新技術須付更多費用，卻有更多好處，比如說從較舊製程轉移到較新製程，不但產品提升運算效能、降低功耗，對整個產業都是利大於弊。

事實上，HPC和電動車兩大市場是相輔相成，因為電動車目前正邁入「完全自動駕駛」階段，未來勢必會運用到更多高效能運算的工藝，最後於車體、通訊及雲端上發展人工智慧，也意味著台積電正一步一步搶佔未來市場。

如今，美日韓歐中等主要國家將半導體視為戰略物資，均以國家之力砸下數百億美元不等的補助打造本土供應鏈。面對這個世紀的變局，台積電乃至於台灣該如何應對？下一篇我們將從台積電的人才、供應鏈分析日後的走向。

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核稿編輯：翁世航