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降低半導體供應鏈風險和緩解短缺之政策研議

陳淑娟/ 發布日期:2023/01/04/ 瀏覽次數:468

一、    前言

全球半導體供應鏈因其高度複雜且相互依賴的特性,容易受到地緣政治、技術、經濟、環境和安全等相關風險所影響。例如自2020年起,全球半導體持續短缺,不僅影響了美國的許多產業,亦揭示了半導體供應鏈所潛藏的長期風險。有鑑於此,美國近期透過晶片法案(CHIPS Act)、發布行政命令與激勵措施、與國際夥伴共同合作等舉措,對半導體供應鏈進行強化。該報告為美國政府問責署(GAO),透過文獻回顧(如學術文獻、智庫政策建言,以及民眾對聯邦政府請求之政策回應),針對降低半導體供應鏈風險,以及緩解半導體短缺等潛在政策進行篩選,最終歸結出勞動力發展、供應鏈強化、研究與開發、製造能力及貿易和國際協調等五個政策方向,並徵詢與半導體供應鏈相關之產官學界與非營利組織的專家意見,最後總結對於上述政策選擇的看法。

 

二、降低半導體供應鏈風險,緩解半導體短缺之政策

上述專家認為,單一政策不足以因應半導體供應鏈所面臨之風險,雖然現階段無法透過政策選擇解決半導體短缺的問題;然而就長遠觀之,聯邦政府仍可以從結構面來解決半導體供應鏈的結構性風險。以下為GOA針對降低半導體供應鏈風險以及解半導體短缺,所提出的五個政策方向:

 

 

(一)勞動力發展:運用政策強化人力資本。
1.STEM教育培訓:多數專家強調STEM訓練、教育或獎學金的重要性;並指出美國有先進的設備,能夠吸引學生進入半導體製造和研發領域;更有許多半導體原型設計(Prototyping)設備,能讓使用者累積實務經驗並加強技術知識;且能為職業學校和社區大學的學習帶來優勢。
2.移民政策:許多專家認為移民政策改革將帶來益處,因為這將使得更多優秀和聰明的人在美國工作。此外,2017年通過的Stopping Trained in America PhDs from Leaving the Economy (STAPLE) Act法案,授權那些獲頒美國高等教育機構博士學位(STEM領域)之非美國公民,能不受移民人數的限制,獲得美國永久居留權。

(二)供應鏈強化:運用政策降低供應鏈風險。
1.安全的供應鏈:專家指出確保供應鏈安全的政策選擇應著重於技術標準的協商、對於新半導體開源模型(Open-source Models)的定義和標準化、針對供應鏈風險建立計劃,以及儲備關鍵原料;數名專家提到,政府應儲備國內產業所需的半導體或晶片,以增強國家安全利益。
2.供應鏈監測和透明度:透過政策對複雜的半導體供應鏈施予監測並提高其透明度,將有助於瞭解其所涉及的企業、供應商和國家,對於問題的覺察和短缺的緩解亦有所助益。
3.關鍵原料的取得:半導體所需之關鍵原料,諸如:氖、鍺、氦、鉭和其他高純度溶劑等稀有原料,其供給容易受到潛在威脅影響。因此,美國應該透過主要貿易夥伴協調取得半導體所需的生產原料和化學材料。
4.打造韌性供應鏈:為因應地緣政治所帶來的風險,打造具有高度韌性之半導體供應鏈乃是最重要的戰略,同時也是為了確保美國具有最先進的技術及生產力。該政策主要聚焦於提升韌性基準(Baseline)、訂定和貫徹韌性標準(Standards),以及鼓勵夥伴關係和協作。
5.基於產業需求優先供應晶片:長遠來看,以市場需求刺激晶片生產,抑或針對半導體產業進行優先投資,其效益都非常有限。以1950年的國防生產法為例,其授權國防部門可優先分配晶片,以解決國防需求;但同時也排擠了其他產業的需求,導致半導體製造商難以衡量市場的真實需求以調整投資規模。
6.增加並表明需求:政府可以透過公共採購契約或鼓勵私人企業投資等方式帶動需求,從而增加半導體供應。例如,若聯邦政府在智慧電網(Smart grids)、清潔能源和高鐵等基礎建設計畫中使用更多微電子(Microelectronics)產品,即可增加國內半導體生產的需求訊號(Signal)。

(三)研究與開發:運用政策推動產業研究與開發。
1.財政激勵:許多專家同意政府應該為研發提供更多財政激勵,例如提供私人企業稅收優惠、抵免或研究補助金等直接/間接的補貼。然而,亦有專家主張稅收激勵措施反而會難以解決市場失靈的問題。
2.公私協力:公私協力的夥伴關係可將創新概念商業化(Commercialize),再藉由產業的領導地位及技術專長,將有助於縮小研究與製造之間的差距 。
3.區域協調:區域戰略佈局的重點將放在生產資源的集中化,以打造具效率的產業生態系;因此,加強境內各地區技術中心間的戰略協調將是至關重要的一環。
4.創新戰略:必須針對半導體產業制定國家級且通盤的創新戰略。唯有國家層級的戰略才能填補現行創新生態系的缺陷,並成為專業知識,得以發揮橫向跨域效果的催化劑。

(四)製造能力:運用政策提升產業的製造能力。
1.財政激勵:專家指出,政府提供財政激勵措施將可提高產能,例如直接補貼產業,或是提供資金給企業於在地建立廠房。然而,亦有專家提到,政府所提供的財政激勵措施可能會造成重大影響,且地緣政治考量亦可能會凌駕於所提供的任何財政激勵措施之上。
2.精簡法規:美國未來需要簡化對生產相關設施的審查流程,以提高即時性與可預測性。例如美國環境保護局可建立快速審查(Fast Track)流程,以儘速獲得與潔淨空氣法案(the Clean Air Act)相關的施工和營運許可 。

 

(五)貿易和國際協調:運用政策建立產業內的貿易、國際協調和夥伴關係。
1.加強國際協調:美國必須與主要貿易夥伴共同技術開發與創新合作,並與國際合作夥伴協調,評估、調整半導體製造的激勵措施,以避免全球競爭的緊張局勢加劇。例如避免國家競爭性補貼(Competing Subsidies),或以相同標準降低跨域性的競爭。
2.出口管制:美國應該與主要貿易夥伴合作,實施嚴格的出口管制,以取得與國家安全利益相關的原料;即使出口管制可能反而會危害美國本地的企業,但仍然利大於弊。
3.更新貿易協定:為了因應現代的貿易挑戰,美國應該更新固有的貿易協定,例如保護智慧財產權(Protection of Intellectual Property Rights)、降低或取消包括半導體在內的關鍵技術產品的關稅;或是協商區域貿易協定,為美國半導體產業開創新市場。
4.與競爭對手合作:美國可以與地緣政治競爭對手合作,共同解決供應鏈韌性問題,採取適當的保障措施共享有關供應鏈之訊息,以保護美國的國家安全利益。

    

 

三、當務之急

聯邦政府企圖透過降低供應鏈風險,以緩解未來半導體短缺之政策,經專家討論,整理出以下最妥適的政策選擇列為當務之急,包括:國家安全、經濟競爭力和增強韌性:

(一)國家安全:由於半導體在國防與軍事領域中被廣為使用(如軍事網路中的溝通、聯繫以及指揮調度等),使得先進半導體技術對國防系統和軍事實力的影響甚鉅,同時也是攸關整體軍用網路安全的重要因素。

(二)經濟競爭力:技術創新是驅使經濟成長的關鍵因素。透過不斷的產業創新,使得半導體產業與其他基礎產業相互激勵、成長,形成一個良性的循環,帶領美國企業始終維持領先優勢。

(三)增強韌性:韌性供應鏈的特點是安全且多元,能促進生產、有豐富的庫存和安全可靠的數位網路;隨時應對未知的威脅以及不斷變化的條件,並能夠在遭受打擊時快速恢復。

 

四、小結

鑑於美國、中國正處於貿易戰爭緊張的地緣政治環境之下,取得戰略性關鍵技術者,或許能有先馳得點的機會。綜上所述,美國期望透過培訓計劃和移民改革,厚植未來的產業勞動力;強化韌性、落實管理以降低供應鏈風險;透過財政激勵措施和流程簡化,以提升國內生產力;鼓勵產業研究與開發,以保持技術領先優勢;積極建立並鞏固國際夥伴關係,以確保國家利益。

 

1.研究與製造之間的距離(The Gap between Research and Fabrication),又稱「從實驗室到晶圓廠」(Lab to Fab)。

2.美國空污許可證的申請過程為:首先,欲申請許可證的廠商必須附上一份完整的申請書,當中主要包含製程及主要設備說明、遵循計畫書(Compliance Plan)及時程表、產量、燃(物)料使用量說明、空污防制設施說明等。地方主管機關(通常為各州份環保局)在收到許可證的申請之後,必須先擬定並公告一份「許可證初稿」(Draft Permit),供一般民眾與公民團體於30日內的「公民審查」(Public Review)期間針對初稿內容發表書面評論或舉辦公聽會。
在參考所有評論並做出適當修正後,地方主管機關會再將許可證稿交由聯邦環保署(Environmental Protection Agency, EPA)審核。後者需於45天內決定是否駁回該許可證申請。若聯邦環保署決定駁回一污染源的許可證申請,則地方主管機關必須選擇駁回該污染源的許可證申請或於90日內更改許可證初稿內容並再度走過公民審查與EPA審查的程序。
即便地方主管機關與EPA一致同意核發許可證,先前於公民審查中曾發表過書面評論的民眾與公民團體仍可於60日內提出撤銷或重審許可證的請願。在任何情況之下,只要聯邦環保署決定不駁回一許可證申請,請願者皆可以「不合理的駁回請願」(Improper Denial of Petition)為由向聯邦環保署提告。

 

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