【竹科40周年】「我們賣的不是一顆IC,而是臺灣的產業競爭優勢」 科技產業持續進化成冉冉新星

【竹科40周年】「我們賣的不是一顆IC,而是臺灣的產業競爭優勢」 科技產業持續進化成冉冉新星
竹科的電腦及周邊產業在80-90年代已聲名遠播,登上國際舞台。圖片來源:新竹科學園區管理局
2020-11-30
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《天下雜誌》的兩千大企業調查,起始自新竹科學園區成立的隔年,觀察這份榜單的分類,我們可以一窺竹科的發展,對臺灣主流產業移轉趨勢的影響。

在1986年的調查中,不要說半導體、通訊與網路、光電等行業類別都還沒出現,就連電子業,和電腦及其周邊零組件也還沒有名分,全被歸在「電工器材」業內。但隨著40年發展過去,竹科透過龍頭企業的帶動、工研院等學研單位的技轉與衍生,再經過整個產業群聚合縱連橫之下,產業的多元發展已至少涵蓋積體電路產業、電腦及周邊產業、通訊產業、光電產業、精密機械產業、生物技術產業六大領域,而且呈持續創新成長,呈現令人眼花撩亂的產業盛況。

電腦及周邊產業領頭跑

雖然在1986年《天下雜誌》調查中的製造業前百大中,所謂的「電工器材」已經是其中的大宗,可都還是以大同、台灣松下、聲寶、東元等家電業者,以及外商如台灣飛利浦電子、德州儀器、迪吉多電腦、台灣慧智等為主,但在百名之外的榜單,我們已經可以發現那些即將為臺灣產業帶來翻天變化的「電腦及周邊產業」本土明星,如宏碁、明碁、華通、神通、英業達……。

這些未來世界電腦工業的要角,當時已經從製造電算機、仿製電玩轉型到個人電腦,並帶起了臺灣一陣「電腦家庭化」熱潮,在1986-89年間,竹科的「電腦及周邊產業」不但成為國內產業巨擘,更紛紛打著自家品牌登上國際舞台。

宏碁、神通與全友是當時竹科個人電腦與電腦周邊產業的頭牌明星,在他們的帶動之下,越來越多企業投入相關領域,形成了產業群聚,在零組件廠與系統裝配廠緊密配合下,平均產品開發速度只要4-6個月,遙遙領先韓國的9-12個月。在1990年代初期,全世界有十分之一的個人電腦、四分之一的終端機、四成的監視器、五成的鍵盤和掃描器,以及八成的滑鼠來自臺灣。

1990年代初期,「電腦及周邊產業」一方面享受著先前努力的果實,另一方面又面臨市場不景氣衝擊,不少廠商被淘汰出局,但經過風雨鍛鍊後留下來的都是強中手。如今緯創資通及神達數位一方面朝向筆記型電腦出發再創高峰,另一方面則結合智慧化、行動化趨勢,踏入智慧型手機、平板等手持裝置新領域。當前進入萬物皆聯的時代,IoT、AI、VR等新興技術四方幅射能量,創造許多令人嘆為觀止的生活應用,進一步加強整體高科技產業的競爭力,也為接下來站在鎂光燈下的積體電路產業、光電產業、通訊產業提供了沃土。2020年,COIVD-19疫情蔓延全球,擴大了遠距辦公、遠距教學的需求,帶動筆電等電腦及周邊產業直接受惠,後續的發展潛力可期。

竹科積體電路產業於全球具舉足輕重的地位。

積體電路完美接棒 

在「電腦及周邊產業」最風光的年代,積體電路產業也搭著微電腦與周邊設備起飛的便車,開始有著不錯的表現,1993年積體電路產業第一次超越「電腦及周邊產業」成為園區第一大產業;1995年台積電和聯電的稅後純益,超過南亞塑膠,成為臺灣最賺錢的兩家公司,華邦、茂矽、德碁也都同時晉級年營業額百億公司之列。

美國《商業週刊》直言:「半導體是全球高科技有史以來最大的金礦。」資金密集湧向積體電路產業,也讓其一躍成為臺灣高科技發展主流,而這股大投資潮,對臺灣高科技產業發展,甚至整體經濟,意義重大,正如華邦創辦人楊丁元所說:「我們賣的不是一顆IC,而是臺灣的產業競爭優勢。」

首先臺灣是個人電腦大國,但IC一直仰賴進口,積體電路產業的擴大投資提高了臺灣IC自主率;其次創造新的上下游產業群聚,從矽晶圓材料到封裝、測試,相關企業如雨後春筍般在竹科出現;第三是向上整合強化競爭優勢,例如宏碁投資德碁、力捷精英投資力晶;最後是推動半導體的技術層次,像是DRAM發展。 

在竹科積體電路產業中,最耀眼的莫過於台積電,但當初成立時卻不被看好,「拉王永慶進來,他kicking and screaming(又吵又鬧),一有機會,就把股票賣掉。」台積電前董事長張忠謀笑著說。

可如今在2019年IC Insights發布「半導體公司營業額及成長率預測報告」,台積電已高居排行榜第三(聯電排行15,與台積電、SONY並列唯三營業額成長的半導體廠),2020年更在全球技術論壇上宣布,將積極布局5奈米強效版,預計2021年量產、並提早一年布局4奈米,預估將於2022年量產;另外在南科的3奈米廠,2022年下半年量產,同時在竹科寶山要蓋2奈米製程超大型晶圓廠。以過去台積電計畫顯少失準推估,可以說是狠甩對手韓國三星。目前積體電路產業產值占園區總產值達七成,仍是竹科第一大產業。

積體電路 製而優則設計

在張忠謀回國的前一年,一位美國老友打算自行創業,想找他參與投資,但之後卻未收到進一步消息。原來,這位老友修改了創業計畫,從5000萬美元下修到500萬。因為他打算只做IC設計、不建廠,這位老友創辦的公司就是美國Chip & Technology,積體電路產業史上第一家沒有晶圓廠(fabless)的IC設計公司,在1980年代後期非常成功。

當時這例子就讓張忠謀體認到,無晶圓廠的IC設計公司,因為資金門檻低,未來很可能成為趨勢,所以提出了專業晶圓代工的新商業模式,而後來也的確如他所預料,IC設計公司開始蓬勃興盛;也因為避免代工與設計的混淆,造成客戶的疑慮,許多竹科半導體大廠開始將IC設計部門獨立出來成立公司,如聯電依記憶體、多媒體、通訊、PC周邊、商用產品等,分別成立聯笙、聯發、聯傑、聯陽、聯詠等公司。

加上1990年代後期,系統單晶片(SoC)興起,一顆系統單晶片要整合七、八種晶片,每一種晶片都有專門、昂貴的專業設計(業界稱做智慧財產:intellectual property,IP),複雜程度急遽上升。加上半導體產品的生命週期短,上市時間(time-to-market)的壓力,使得IC設計業無法從頭自行研發。

分工、合作是唯一的路。「SoC出現後,所有半導體廠商都發現,沒有辦法全靠自己的力量做出一顆單晶片,這強迫大家合作,或做更精密的分工。」創意電子前執行長石克強說,這也促使積體電路產業版圖的大改變,專業IP公司和設計代工公司,也從IC設計的樹幹分離出來,讓整個產業百花齊放。

創業資金門檻低及精細的分工,讓擁有完整積體電路產業鏈的臺灣,在IC設計上有了打世界盃的機會,而挑戰就在於打破「一代拳王」的宿命,聯發科董事長蔡明介說:「IC設計業每一代產品都是新的開始,廠商在某一產品成功了,也只是一代拳王,很有可能在下一世代就慘敗,交出拳王寶座。」在高難度、高風險、高報酬、高變動的殺戮戰場上,全球前十大IC設計公司,15年內換血一半。

IC設計這一行不靠資本、不靠工廠,全憑工程師的腦力一決高下,要生存就必須常保創新精神,過去曾因功能性白牌手機站上世界前五大高峰的聯發科,就因一時沒趕上智慧手機崛起,立刻就跌落神壇,但隨著5G的興起,包括聯發科在內的臺灣IC設計又站上世界的頂端,2019年11月底聯發科搶在高通前推出5G系統單晶片:天璣1000,如今臺灣IC設計已有挑戰世界第一的實力與雄心,2019年底,台積電董事長劉德音就在半導體論壇上公開指出,「臺灣半導體業製造第一、封裝第一,IC設計世界第二,但應該很快變成世界第一!」

聯日抗韓 光電產業風雲錄

目前竹科的第二大產業是光電產業,占園區總產值為兩成。講到臺灣光電產業,就不能不提到1975年創立的光寶,也是臺灣第一家上市的電子公司,當時從事LED封裝,其他公司立即跟進;1980年前光電產業就開始往中游晶粒切割,進入1990年後更朝向上游磊晶片生產邁進。所以臺灣光電產業在光電元件,一早就具備完整產業體系;至於在光資訊方面,由於先前「電腦及周邊產業」的帶動,臺灣在掃描器、光碟機、DVD播放器上也有很強悍的實力。

中強光電全自動化多屏融合觸控系統,使用者只須按下一個按鈕即可整合所開發的無縫拼接技術,輕鬆享受沉浸感超大畫面。 

所以在1996年開始連續三年,全球積體電路產業陷入不景氣時,光電產業順勢接過了火炬,根據工研院光電所資料,1997年光電產業產值達1548億元,較1996年成長44%。以營業額來看,光電協進會資料更顯示,1997年光電產業營業額成長率高達75%,根據科管局的統計資料,當年光電產業的營業額高達241.94億元,在新竹科學園區六大產業中,成長率高居第一。

加上筆記型電腦、高解析電視、數位相機的發展都需要LCD,更促成光電產業爆發式的成長,投入企業如過江之鯽,但光電產品交替速度之快,企業要常保競爭力,需要最新技術的支撐,1993年投入LCD模組量產、1997年成立PDP部門的中強光電對此體悟深刻,「要站在浪的上面,讓浪帶著走,才不會被淹沒。」董事長張威儀說。

不要被浪淹沒,就要掌握技術自主,尤其在TFT-LCD必須打破日、韓壟斷,而突破點就在亞洲金融風暴後,經過政府部門牽線,日本商社們終於願意點頭將技術釋放給臺灣,產生「臺廠提供產能、日廠技術支援」模式。其中最早量產的中華映管由三菱電機技轉、宏碁及明基集團轉投資的達碁則與日本IBM結盟,即使是講求自行研發的奇美,在建廠初期也與日本富士通協議,買下奇美三分之一出廠的面板,間接受到日本扶助。

進入21世紀,臺日結盟與韓國在LCD分庭抗禮的態勢已然成形,但突如其來的網路泡沫造成資本市場急凍、個人電腦需求萎縮,造成重大考驗,臺灣面板產業透過內部整合增加韌性以應對,里程碑就是達碁與聯友合併為友達、奇美併購日本IBM旗下TFT生產線。

2009年群創與奇美強強結合,在友達與群創面板雙雄的帶領下,光電產業蒸蒸日上,也形成完整的產業聚落,在上下游都有企業打入全球供應鏈,例如專注生產LED晶粒的晶元光電、擅長巨型LED顯示屏的光磊科技,二者都落腳竹科。

2020年在新冠疫情的影響下,雖然營業額受到影響,但是也因此湧現「宅經濟」的新需求,目前竹科 LCD、LED領導廠商透過產業鏈上下、游整合,強化Mini LED、Micro LED技術和布局三五族半導體領域,掌握新型顯示器領域契機,藉此滿足顯示器與IoT產品的需求,為園區光電產業帶來新的曙光。

通訊產業潛龍在淵 把握科技新機會

通訊產業與「電腦及周邊產業」都是竹科早期就進駐的產業,例如臺灣第一家微波通訊產品公司台揚、生產數據機的南方資訊,以及以電話交換機、辦公室通訊系統起家的東訊……,但因為技術與規模與AT&T等國際通訊龍頭相差甚遠,所以通訊產業的生存空間頗為壓縮,需要倚賴內需市場與政府電信政策的保護。

但隨著通訊數位化政策的宣告,新型態的電訊服務取代功能簡單的電話,使得生產、供應通訊設備成為頗具市場潛力的項目,加上通訊產業從某種角度來說,是屬於民族工業,「電訊就像開馬路,就像人的神經系統,如果自己都掌握不了,人就要癱瘓了。」前交通部長高玉樹以這個比喻,說明為何我國極需發展自己的電訊科技工業,因為一個國家不可能放心讓自己的「神經系統」控制在別人手中,所以通訊產業在1990年迎來了發展的高潮,也吸引了不少海外學人來到竹科創業,如做整體服務數位網路設備的禾翔科技、發展無線通訊器材的怡安科技……。

通訊產業涵蓋範圍很廣,主要可分為三個領域:交換設備、傳輸設備與用戶終端設備,臺灣通訊產業雖然在交換設備無法與AT&T、Motorola、西門子等國際大廠比拚,但在傳輸設備與用戶終端設備卻很有競爭力,根據資策會統計,1993年通訊產業成長23.1%,其中傳真機、數據機成長率超過55%,俗稱BB Call與大哥大,更是突破100%。

但隨後通訊科技變化得太快就像龍捲風,街頭上剛看見手持大哥大的行人,瞬間市場就進入GSM手機時代,隨即智慧型手機就出現,加上2000年網路泡沫、WiMax計畫推動也不盡人意,臺灣通訊產業在無線通訊與寬頻網路科技的發展似乎都沒有掌握住機會;加上迅速翻新的SoC技術,通訊功能也整合到晶片之中,更壓縮了通訊產業發展。

隨著5G、AI、IoT、資安、大數據、雲端運算等技術推陳出新,數位科技的快速進展也給了錯過班車的通訊產業,有了上車補票的機會,目前在竹科通訊產業中,就有許多頗被看好的企業,如啟碁、智邦、合勤、神達、開元……都聚焦在通訊前沿技術的應用與整合,就像開元董事長辜存信所言:「規模經濟並非開元的策略重點,重質應用市場的技術領先才是開元真正的策略走向。」

就像臺灣其他高科技產業騰飛,都需要一、兩個潛力產品,帶動整個產業群聚一樣,或許未來引領通訊產業的明星企業,現在正在竹科等待厚積薄發的機會,智邦科技前總經理李志強也表示,5G基礎建設包含基地台後端的交換路由、邊際路由到核心路由等都是智邦的產品範疇。5G通訊技術具有高頻段、大頻寬、大連結及低延遲等特性,需引進新的網路架構來滿足需求,也驅動著智邦直接與電信業者及全球網通產業上下游供應鏈形成緊密合作關係。 

精密機械 從服務製程到世界稱霸 

環顧竹科多數精密機械廠商,起步比美日業者慢,且因分散之故,導致規模小、產量少、種類多,先天條件明顯不足;但繼盟立自動化、京鼎精密成功融合機械、電控、系統整合等多項開發技術,開始朝多元化產業應用領域發展,其後半導體、光電等產業開始興盛,包括日商東京威力科創、漢民科技及均豪入區,投入半導體、TFT-LCD及太陽能相關製程設備製造,牧德視覺檢測及新代科技PC based 數位控制器崛起,推升竹科精密機械產業開始蒸蒸日上。

今日賴以支撐竹科精密機械產業成長的動能,主要在於半導體及光電產業所需之後段封裝、檢測及自動化搬運系統設備,爾後再繼續朝向前段製程設備推進,像均豪在1998年全球光電業才開始起飛時,就是友達、奇美、三星的供應商。現在除了國內幾乎所有面板廠、彩色濾光片廠,包括康寧、旭硝子兩家國際玻璃大廠,也都是均豪的客戶;盟立則是布局積體電路產業,從下游封裝自動化設備市場之後,進一步切進半導體前段製程設備;牧德則是自動光學檢查的閃亮明星,在電子消費品設計愈趨輕薄,PCB中的軟板取代傳統硬板,朝30微米以下發展已成趨勢,人工目檢已經不可行,自動光學檢測已成PCB廠的剛性需求,目前全球前百大PCB廠九成都是牧德的客戶。因應智慧自動化的趨勢,新代科技以PC-based CNC 控制器,進入系統虛實整合的智慧機械與智慧生產領域,結合物聯網、感測器、機器人、大數據、數位控制器等技術,將智慧製造詮釋的淋漓盡致。

盟立自動化股份有限公司。 

如今竹科精密機械正搭上工業4.0的浪潮,結合AI與IoT的AIoT是當今新焦點,牧德董事長汪光夏表示如何利用 AI 技術,提升影像判讀的效能是牧德努力的方向之一。以往無法針對圖像建立有效的模型來量化分析,在未來導入 AI 後,便能進行有效的判讀,進而提升機台的檢驗效能及品質,牧德除持續拓展半導體業務至晶圓製造外,也會將技術整合進醫療或物聯網相關的檢測設備(如工業級智慧相機),協助醫生及工程師做更精準的分析判讀。

生物技術產業 竹科的冉冉新星

生物技術產業則是竹科最引人矚目的新星,從2005年到2018年,臺灣生技業營業額已從1600億成長到3442億元,成長超過一倍,目前相對南港、屏東、臺南,竹科生技聚落最大的優勢與特點,就是竹科綿延人脈網路形成的支援後盾。

目前,生物科技無疑是園區新創公司主角,平均十家竹科新創公司,就有近兩家是投入生技產業,而對新創來說,活下去是眼前最大的課題,以高登智慧科技為例,這臺灣第一家同時整合軟、硬體、雲端大數據分析及諮詢服務的遠端健康平台,創業一年後600萬創業基金就燒完了,還好有竹科的人、財相助,高登才能無後顧之憂地繼續打拼事業;運用竹科ICT優勢跨足光學醫療儀器的晉弘科技也得益於其出身交大育成中心的背景,透過竹科的天使投資的幫助,一路成長與國際化。

綜觀整個生技產業,絕對不僅止於新藥開發、基因工程技術等有限範疇,另有十分寬廣的多元化發展空間;幾經摸索及試煉,竹科生技廠商開始走出自己的路,不再拘泥於少數產品項目,而其中最成功的典範,莫過於醫療器材產業,因為相關業者充分複製竹科電子資訊產業的成功經驗,繼而按圖索驥,逐步找出自身發展利基。

另外,隨著高齡化社會的到來,精準健康也成為近年來竹科生技產業發展的重要標的,科管局規劃2022-2025年提出 「竹科精準健康跨域躍升計畫」,善用竹科既有ICT優勢並結合AI、5G通訊、大數據等技術,開發創新健康產品及服務模式,另外協助醫材及醫藥產品商品化認證縮短精準健康產品開發時程以強化國家競爭力。

高登智慧公司結合AI與IoT創新應用,架構軟、硬體整合的雲端平台,提供互聯網與健康促進的完整解決方案,從設計走向智慧化與客製化,進而化身成為提供智慧化服務。 

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