現代電子設備少不了半導體零組件，但半導體製程極為複雜，牽涉各種的投入、產出與流程，因此面臨大大小小的風險，成為產業專家眼中必須及早因應的課題。
美國商務部長雷蒙多（Gina Raimondo）日前接受CNBC電視台採訪時表示：「想像美國再也無法取得台灣製造的晶片，後果恐怕不堪設想。」她又說：「經濟會立刻陷入嚴重衰退，我們也無法製造國防軍備。」
根據波士頓顧問集團（Boston Consulting Group）與美國半導體協會（Semiconductor Industry Association）於2021年4月公布的報告，「半導體是全球交易量第四大產品，僅次於原油、成品油與汽車。」半導體供應鏈的重要性不容低估，包括醫療器材與通訊設備在內的現代科技產品，幾乎都用到晶片，而維持社會運轉的基礎建設也少不了它。
有鑑於此，供應鏈韌性如今廣受各國政府討論，希望保障半導體供給不受天災人禍所干擾。美國、日本、印度與幾個歐盟國家的政府，近期陸續接見台灣半導體代表團，鼓勵這些供應鏈重量級大廠在自己國家設廠。
考量半導體供應鏈涉及經濟與國安風險，再加上烏俄戰爭尚未落幕、汽車晶片荒未歇、中國半導體產業成長等發展堪憂，美國政府率各國之先，致力於確保國內與友國的供應鏈無虞。近期啟動的「美台21世紀貿易倡議」（U.S.-Taiwan Initiative on 21st Century Trade）與「印太經濟繁榮架構」（Indo-Pacific Economic Framework for Prosperity），內容均大篇幅聚焦於半導體供應鏈。
更具體明顯的行動是，美國正積極計畫與台灣、日本、南韓籌組「晶片四方聯盟」（Chip 4），共同圍堵中國半導體發展，然南韓目前仍採觀望態度。美國先前遊說荷蘭政府成功，限制荷商艾司摩爾（ASML Holding NV）銷售先進極紫外光（EUV）機台給中國。極紫外光機台用於蝕刻晶片圖案，艾司摩爾是全球唯一一家供應商。
為了進一步切斷中國的供給來源，美國目前更爭取把深紫外光刻機（DUV）納入出口禁令的範圍──深紫外光刻機用於生產製程相對成熟的晶片，供應商除了艾司摩爾之外，還有日商尼康與佳能。國內方面，拜登政府力促國會通過《美國晶片法案》（CHIPS for America Act），該法案「設立投資計畫與獎勵措施，推動美國半導體的製造、研發與供應鏈安全」，亦編列520億美元預算，用於資助符合資格的製造商。該法案又稱「晶片＋法案」（CHIPS-plus）或「晶片與科學法案」（Chips and Science Act），七月底在參議院闖關通過，預計8月由拜登簽署成為法律。
半導體製程的複雜程度非其他產業所能比，因此鞏固供應鏈是一項龐大考驗。波士頓顧問與美國半導體協會在報告中如此形容：「半導體品項多達30種以上，每一類經過優化而具有特定功能，自成電子次系統。後續製程通常需要高達300種不同的投入品，包括裸晶圓、大宗化學品、特用化學品與大宗氣體等，由逾50種高度工程化的精密設備進行加工處理。」
半導體供應鏈亦高度分散。要瞭解晶片從上游如何走到下游，不妨參考全球半導體聯盟（Global Semiconductor Alliance）與埃森哲顧問（Accenture）在2020年共同發表的一項報告，內容舉了晶片跋涉2萬5千哩的例子。首先，矽原料從美國密西根州、化學品從德州輸往台灣，製成晶圓，再從台灣運到馬來西亞封裝測試，接著再到德國慕尼黑進行模組組裝。完成後，晶片運往中國進行OEM代工，最後來到加州客戶的手上。
「製程需要高度技術專業與量產規模，造就出高度分工的全球供應鏈，各區域依照競爭優勢扮演不同角色。」波士頓顧問與美國半導體協會的報告指出。報告亦補充道，供應鏈中的各個國家高度依存，因此仰賴自由貿易，將不同設備與製程運到全球各地，優化產能。倘若追求自給自足的國內供應鏈，晶片價格可能增加35%到65%不等，「最終會拉高終端電子裝置的成本。」
該報告亦指出，綜觀半導體供應鏈，共有50幾個環節出現某地區占全球市場逾65%的情況，「但不同環節的風險各異。」報告進一步點出印太地區在供應鏈的中心地位，更讓人看到美國等國家為何急於將更多製程遷回國內。該報告指出，約有四分之三的產能與一大部分的關鍵原物料位於東亞（台灣、日本與南韓，不包含中國），但「東亞深受地震活動與地緣政治角力所影響。」
此外，該報告指出，台灣是全球先進製程晶片的大本營，占產能高達92%左右，其餘8%為南韓。兩國「倘若遇到天災、基礎建設停擺或國際衝突，可能造成晶片供給嚴重中斷。」
根據報告，美國仍舊稱霸電子設計自動化與核心智財權（74%）與邏輯晶片設計（67%）。在「離散元件、類比晶片與其他（包括感測與光電晶片）」項目中，美國維持小幅領先，達37%，東亞次之，達33%。記憶體晶片設計方面，東亞獨占70%，美國次之，達29%。觀察製造層面，美國在設備供給仍舊領先，達41%，東亞居次，達36%。東亞在其餘3個項目均領先，包括原物料（57%）、晶圓製造（56%)、封裝測試（43%），然中國在後者另外占38%。
讓情況更加複雜的是，供應鏈各個環節都需要大量投入品。益華科技（Cadence）是全球頂尖的電子設計自動化與智慧型系統設計供應商，其台灣區總經理宋栢安說，晶片設計公司的投入品相對較少，反觀緯創資通與富士康這類系統業者，需要維持數十萬種零組件的庫存。
無論是一開始的設計、晶片出貨給客戶，還是成品組裝，供應鏈的每一個階段都暗藏風險與瓶頸。近期幾個受到高度關注的利空事件包括勞動力短缺、疫情、身為港口城市的上海遭封城，進而導致航運與運輸壅塞。
其他議題則包括美中競爭態勢加劇，導火線起於川普政府時期的貿易爭端；另外則是烏俄戰爭。舉例而言，用於晶片產業的稀有氣體如氪與氙，逾80%來自烏克蘭與中國。烏克蘭的稀有氣體許多採購自俄羅斯，後者亦是氟氯碳化物與氦的主要來源。
規劃不善，亦是半導體產業面臨的課題，近期的車用晶片危機正是導因於此。「疫情初期，汽車產業的銷售量能見度低。」國際半導體產業協會（SEMI）全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸說。誤判情勢之下，汽車業者大砍晶片訂單。「他們不瞭解半導體產業的生產型態。」他解釋說：「這個產業的訂單沒了，會由下一個產業遞補，因此車廠花了更久的時間才恢復產能。」
益華科技總經理宋栢安亦指出，汽車業者習慣採「及時生產」（just-in-time）的零庫存策略，未來有必要調整成更永續的模式。他指出，電子公司與電動車廠特斯拉（Tesla）通常維持3到6個月的庫存水準，因此在晶片荒時有緩衝空間。
其他隱憂
儘管各界認為晶片短缺與航運壅塞的問題可望在下半年緩解，但半導體供應鏈存在各種不同的潛在利空，相對不受外界所知，且隨時可能出現問題。4月6日，國際半導體產業協會針對半導體供應鏈風險，向美國商務部提出建言，其中舉出幾個潛在問題，包括原物料與零組件（如石英材料與濺鍍用靶材）製程缺乏合格機工。建言中亦指出，由於利潤率低，業者不願擴充高純度濕化學品的產能，而成熟製程200毫米的生產設備亦供給吃緊。
此外，用於儲存氣體與原物料的多種閥門、容器與零組件，因為供應商囤貨，交貨時間現在最長必須等40週。森林大火亦可能污染無塵室。地緣政治方面，中國占鎢礦開採量約80%，其中95%供給量又由一家中國企業獨霸；全球的鈀供給有45%到50%來自於俄羅斯。這樣的情況不勝枚舉。
礙於政府法規，例如針對化學品進行環保管控，可能導致供應鏈部分環節的進度放慢。台灣另外面臨一個課題。美國、日本、中國等主要國家針對小量進口化學品的製造商，給予研發豁免，反觀台灣法規要求業者註冊審查，過程平均需要3到4個月。倘若首次測試不成功，企業可能必須重新註冊一次。
台灣政府還有一個政策可能衝擊供應鏈，那就是代客出貨（drop shipping）的交易模式遭到重複課稅。許多半導體產業採取代客出貨模式，藉此降低成本與前置時間。美國商會的《2022台灣白皮書》中，其稅務委員會指出，「倘若一家外商從台灣代工廠直接出貨給外國客戶，即使商品在台灣生產、實際銷售在國外完成，但這筆交易仍被視為台灣銷售，必須課徵當地所得稅。」
稅務委員會指出，這樣的做法不同於供應鏈中的其他管轄區，可能有代客出貨商品遭到雙重課稅的顧慮，也已經導致在台外商改變物流決策。此外，這樣「不僅大幅降低物流效率，無謂增加運輸成本與碳足跡，亦加深客戶與產業的晶片荒問題。」
台灣默克集團董事長李俊隆指出，水電這兩項最根本的投入品，在台灣也是一大隱憂。「水電供應的穩定與品質對整體產業發展非常關鍵。」他說，這是因為半導體產業需要大量水電，且水電需求的成長速度高於政府原本預期。台灣去年遭逢乾旱，去年5月起又多次限電，而用電量創新高，擠壓國營企業台電的備轉容量，這些事件在在形成半導體產業的警訊。液化天然氣接收站興建工程與離岸風能擴產工程的進度延宕，加上政府計畫在2025年前達非核家園，亦希望關閉台中火力發電廠幾座燃煤機組，不難想見供給在可預見的未來將會吃緊。
人才是另一個重要資源。半導體產業求才若渴，需要專業人士從事半導體研發與設計工作，範圍不只晶片而已，供應鏈各個流程都需要人才。接受本文採訪的專家均表示，人才取得是一大考驗。
台積電5月時宣布計畫徵聘逾8千人。美商記憶體晶片廠美光在台員工約1萬人，是員工人數最多的外商，6月時亦公布再招募2千人。不只晶圓代工廠積極求才而已，許多價值鏈業者亦磨刀霍霍。去年9月，全球最大封測廠日月光公布高雄廠要招募逾2千人。
在半導體供應鏈扮演重要角色的默克，涉足前段與後段製程中的7大關鍵步驟，包括圖形化、沉積、平坦化、蝕刻、清洗、摻雜與封裝等技術，該公司去年12月亦宣布將在台灣斥資170億台幣（5.68億美元）拓展營運，其中包括創造400個工作機會。台灣半導體產業去年產值高達4兆台幣，人才需求龐大。
為此，台灣政府與產業重量級企業合作，在台灣4所大學成立半導體相關學院。類似措施固然有利於產業發展，但恐怕仍有加強空間，因為台灣的出生率逐年下降，大學入學人數未來幾年預計大幅萎縮。正如《台灣白皮書》所述，為了填補人才缺口，台灣必須引進更多專業外籍人士。在全球紛紛鬧專業人才荒的背景下，吸引國外學生來台受訓，亦必須列為重點政策。
