除了台積電，現在的半導體的強咖還有哪些？｜專家論點【耿筠】

作者：耿筠（國立台灣科技大學 專利研究所所長）

透過新聞報導與國人榮譽感，大多數國民認為台灣的 TSMC 是全世界最強的半導體公司，確實是這樣嗎？本文引用專利數據揭示產業現狀。分析結果顯示，TSMC 的確配得上這樣稱號，但也不可忽略其他競爭者的實力。

半導體產業有許多重要的分工環節，例如設備商、原料商、耗材商、晶片設計、代工、封裝、檢測等等。除了產品本身的技術，還涉及了製造程序與供應鏈管理，使得半導體產業極據複雜性。

本文引用聯合國世界智慧財產權組織在 2008 年所發表的研究架構，[1] 該篇研究將國際專利分類碼 ( International Patent Classification, IPC )對照於所有科技產業，將產業分為 5 大技術領域與 35 項次領域，半導體技術相關專利為 35 項次領域的 1 項，其配置的 IPC 為 H01L，技術特徵為「半導體裝置；其他類目未包括的電固體裝置」。該項目排除了半導體晶片之輸運系統、半導體裝置於測量方面之應用、及其他若干電子零組件等。嚴格來說，採用此種方式檢索半導體技術相關專利，預期會遺漏許多，也會檢索到非屬於半導體技術的專利，但採用大數據分析時，這種資料檢索誤差不至於影響分析結果。

本段要說明本文的分析方式。本文採用 IPC 之 H01L 為檢索條件式，在歐洲專利資料庫找出符合條件的公開專利文件。計算單位為簡單專利家族，舉例來說，台灣企業在中國民國第一次申請專利後，以該申請文件稍後在美國提出專利申請。

根據中華民國與美國專利早期公開制度，18 個月專利專責機構未能完成申請案處理，這些申請文件就會向社會大眾公開。當審查完成後申請核准的內容會再次公開，成為正式的公告專利。前述公開事件同時發生在我國與美國，源自於一件申請案後陸續產生了 4 份文件。本文將這 4 份文件視為是 1 個簡單專利家族，這也是歐洲專利局的定義。

另一項要說明的是，檢索資料結果的部分需要整併，例如一個企業集團可能以兩家公司名義申請專利，或是在申請專利時用了不同的名稱，例如 TSMC 在檢索結果中有「TAIWAN SEMICONDUCTOR MFG」、「TAIWAN SEMICONDUCTOR MFG CO LTD」兩個名稱。實際上這些專利同屬於一個集團或一家公司，本文主動將數據彙整於同一企業名稱中。

從半導體產業發展歷史來看，美國與日本曾經是世界上最強的兩個國家，尤其是日本。但在美日半導體協定於 1986 年簽訂後，日本半導體產業開始下滑。隨後亞洲四小龍崛起，南韓與台灣陸續成為半導體發展最迅速的國家。本文擬定就這些簡述的產業發展史，檢視不同時期這些國家有那些技術頂尖的半導體公司。

接下來，我們就看看檢索結果是否能反映出半導體產業的歷史軌跡，與揭示目前半導體產業的強咖。

上表所示的整體資料係指歐洲專利資料庫可以找到所有符合條件的簡單專利家族數。近 30 年資料為 1993~2022 年的統計結果，近 20 年資料為 2003～2022 年的統計結果，近 10 年資料為 2013～2022 年的統計結果。本文提出以下的觀察：

1. 從排名爬升的速度來看，TSMC 正處在強勢的成長。在整體排名雖然墊底，但近 10 年專利家族數已爬升至僅次於韓廠 SAMSUNG，位居第二。TSMC 亮眼表現受到世人關注，合情合理。
2. 從近 30 年、近 20 年、與近 10 年的數據來看，專利申請呈現成長趨勢。以每 10 年為區隔，從過去到現在分別為 385,950、655,152、與 787,636 個簡單專利家族。
3. 從百大企業擁有專利家族數來看，從過去到現在每隔十年分別為 232,205、320,814、323,626 個簡單專利家族，皆為成長狀況，但在整體產業的占比卻一直下滑。近 30 年占比為 47.94%，近 10 年下滑到 41.09%。據此可以推論，各廠持續投入技術研發，尤其是後段廠商與新廠的積極度更高。
4. SAMSUNG 在產業發展歷史上，一直是專利申請最多的企業，尤其是近 20 年、近 10 年與第二名企業，保持了相當大的領先優勢。
5. 半導體產業早期專利擁有者大多數為日本企業，包括 HITACHI、TOSHIBA、MATSUSHITA、NEC、MITSUBISHI、FUJITSU。整體產業申請專利來看，日本公司佔有六家，從近 10 年數據來看仍有五家，但其中四家並非傳統上排在前十大的大廠。
6. 另一家韓廠 LG 在專利表現上日益亮眼，與我國 TSMC 的專利數量旗鼓相當。HYNIX 在銷售業上可以算是韓廠排名二三的大廠，但近期在專利申請上表現不佳。
7. 中國的京東方與中芯國際先後進入排名前十大企業，成為半導體領域的後起之秀。在中美貿易衝突的影響下，後續變化仍需保持觀察。
8. 美國在半導體技術相關專利申請上，遠遠落後於其他國家，在統計資料中僅有 IBM 在近 20 年統計資料中可以擠上第 10 名。

從整體數據上來說，符合前文對於半導體產業發展歷史的歷程，也能凸顯 TSMC 在半導體產業確實擁有強勁的技術實力。與此同時，在半導體產業顯現產業發展中的關鍵性角色時，該技術領域的寡占程度越來約低，這與半導體製程日益複雜有關。

同時本文推測新企業會持續加入，既有企業會增加研發力道。尤其分散在各環節的小廠興起，使得大廠專利持有佔有率不斷下降，半導體產業技術競爭仍是未來熱鬧的經濟議題。

[1] 資料來源：Ulrich Schmoch (2008), Concept of a Technology Classification for Country Comparisons, Fraunhofer Institute for Systems and Innovation Research, Karlsruhe, Germany.

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