解開世界半導體三大不可思議

（1）為什麼半導體供應不足？
（2）什麼類型的半導體短缺？
（3）為什麼台積電要在日本設廠？

10月以來，筆者想不通這三個問題，甚至到了夜不能寐的地步。直到筆者在11月18日，參加了一場由台灣集邦科技（TrendForce）於中國深圳主辦的「Memory Trend Summit」。集邦科技分析師Joanne Chiao主講關於「Wafer Shortages Drives the General Growth of Foundry Capacity in 2022」的研討會，輕鬆解開筆者對上述問題的疑問。

上述問題，在12月3日的文章「補助金5千億日圓，邀請台積電來日設廠的不智…日本半導體產業無法復甦」（商業文章）當中，詳細探討過。以下，簡單的帶大家摘要複習。

疫情帶動的新生活型態造成28奈米製程短缺

由於2020年新冠肺炎疫情肆虐全球，遠端工作與線上學習等快速普及；城市封鎖與緊急事態宣言的發佈，迫使人們不得不待在家中。造成筆電、各種電子產品、遊戲機等需求爆發性成長。結果導致，其搭載的半導體晶片需求也極速擴大。

人們發現，全球最需要的是28奈米製程的晶片。為什麼是28奈米製程呢？以下使用圖五來說明。

圖五 半導體的技術節點與電晶體（transistor）構造（許多電子產品使用晶片都集中在28奈米製程）
出處：筆者根據Joanne Chiao（TrendForce）,「Wafer Shortages Drives the General Growth of Foundry Capacity in 2022”,Memory Trend Summit 2022」的發表資料作成
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半導體為了持續往高速化、低耗電、提昇集積度發展，不斷的進行微細化。28奈米製程以下是使用被稱為平面型的電晶體。但是，為了能夠往更微細的16~14奈米製程前進，電晶體必須要由一種3次元的「FinFET」構造來取代。

若採用FinFET構造將能夠提高性能，相對的成本會增加。要求高性能的蘋果iPhone、高端筆電與伺服器，必須要使用FinFET。

但大多數的電子產品所使用的半導體，並沒有要求這麼高的性能，平面電晶體當中最後一代的28奈米製程就綽綽有餘。換句話說，28奈米製程的性價比相當高。而能夠自己生產65~40左右奈米製程的半導體廠商非常多，低於28奈米製程的晶片就轉為委託代工。

在此，大家都熟悉的晶圓代工領域當中，台積電產能獨佔全球過半市場（圖六）。結果就造成了，需求爆發性成長的28奈米代工訂單，全部擁向台積電。而台積電等代工廠生產的22奈米製程晶片是28奈米製程的改良版，基本上等級與28奈米製程相同。

圖六 晶圓代工廠市佔率預測（2021年、2022年）
出處：筆者根據Joanne Chiao（TrendForce）,“Wafer Shortages Drives the General Growth of Foundry Capacity in 2022”,Memory Trend Summit 2022“所發表資料作成
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