矽經濟戰場 — 談全球多晶矽版圖重組與半導體原料安全

蘇翰揚╱國家實驗研究院 政策研究員

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圖片來源 : shutterstock、達志影像

在當代地緣政治與國際經貿秩序劇烈震盪的進程中,由清潔能源轉型與人工智慧(AI)運算革命交織而成的「雙重轉型」,正全面重塑全球實體經濟的權力版圖;無論是維繫現代國防安全與尖端運算的微處理器,抑或是實現淨零碳排不可或缺的太陽能光伏陣列,其最底層的物理承載基礎皆繫於同一項極為關鍵的元素 — 矽。雖然矽在地殼元素豐度中高居次席,占地殼總重量逾四分之一,然而自然界中並不存在能夠直接導入工業精密製程的高純度矽晶體,必須藉由極端繁複的電弧冶煉、化學純化等製程,方可轉為產業所依賴的多晶矽材料。

被忽視的矽經濟與地緣風暴

長期以來,國際供應鏈體系習於將上游矽材料視為唾手可得的大宗初級物資,徹底忽視其開採與精煉環節極端集中的地理脆弱性,全球用於拉製半導體與高端光伏單晶矽錠所需的高純度石英坩堝,其近八成天然原料高度仰賴美國北卡羅萊納州斯普魯斯派恩(Spruce Pine)的偉晶岩礦區,該產區由比利時矽比科(Sibelco)與挪威礦業合資機構實質掌控,一旦遭遇颶風侵襲或地緣衝突阻斷,全球晶圓長晶產線便將面臨難以逆轉的物料斷鏈風險;更為嚴峻的失衡顯現於中游冶煉版圖,中國憑藉低廉燃煤發電、龐大水電網路與寬鬆環境法規,建立大規模產業護城河,掌控全球約87%的金屬矽產能以及約95%的太陽能級多晶矽市場。歐美傳統化工陣營在環境合規成本與高昂電價壓力下持續退縮,西方世界僅在半導體級高純度領域維持局部制衡力,其中德國瓦克化學(Wacker Chemie)單一企業即扛起歐洲整體電子級純化產能,在全球半導體多晶矽市場占據約30%占有率,凸顯出自由市場陣營上游原料命運繫於單一節點的風險。

多晶矽產業內在固有的波動特徵,也將地緣經貿摩擦推升至不可控的邊緣;一座現代化多晶矽精煉廠動輒需要數十億美元資本投資與三年以上建廠驗證期,導致產能釋放節奏嚴重脫節於下游晶圓廠的即時需求。每逢綠能裝機熱潮或數位晶片爆發,上游供不應求往往推升多晶矽現貨價飆漲數倍,引發全球投機資本競相擴產;當龐大產能集中開出之際,市場隨即墜入產能嚴重過剩的冰河期,報價暴跌至邊際成本下,迫使缺乏國家財政補貼的民間企業陷入嚴重虧損乃至破產倒閉。當前中國境內多晶矽總年產能突破350萬噸,遠超全球140萬噸的整體年需求量,即便產能利用率壓低亦無法遏止供給過剩,逼使中國八大龍頭廠商簽署反內捲倡議自律價格,而這種非市場力量驅動的產能波動,正成為衝擊全球矽材料貿易秩序的重點。

從防禦性壁壘到自主化政策競逐

有鑑於上游關鍵物料遭到單一國家高度壟斷所潛藏的經濟脅迫風險,主要工業國家的產業戰略思維在近年出現本質轉變,全面揚棄以往單純仰賴反傾銷稅與平衡稅的被動邊境阻截,轉而走向結合國家安全防線、強制性價格管制與本國製造激勵的全面自主化體系競逐,美國政府主導發起的《多晶矽貿易擴展法》第232條款國家安全調查,正是此種戰略轉向的代表性體現;該項行動不再將多晶矽視為普通商品,而是直接界定為攸關半導體生態與國防電網安全的戰略物資,進而祭出前所未見的「最低進口價格」(MIP)保護機制,強制規定進口未加工多晶矽每公斤不得低於$ 21美元、矽錠與矽晶圓每公斤不得低於$ 100美元,同時對下游衍生製品加徵15%從價關稅,並透過嚴密的進口歷史配額審查杜絕投機性囤積行為。

美方政策的算盤,在於藉由人為建立價格安全墊,阻斷中國低價多晶矽與晶圓衍生品向北美傾銷,進而保護本土高成本精煉產線的生存空間;這項機制深刻洞察到太陽能級與半導體級多晶矽之間休戚與共的規模經濟聯動,深知若放任太陽能多晶矽市場全數失守,單靠小體量的半導體多晶矽將因無法分攤巨額折舊與研發成本而喪失商業可行性,透過該項關稅保護並結合《晶片法案》與《通膨削減法》的巨額租稅減免,美國促成南韓韓華集團等國際大廠在喬治亞州打造涵蓋多晶矽、晶錠、矽晶圓至光伏模組的全產業鏈製造重鎮,建立完全脫離中國供應體系的北美矽素製造體系。

日本與東南亞國家亦在防衛自身科技命脈的考量下加速戰略移防,日本雖然早已關閉本土所有的太陽能多晶矽冶煉廠,卻依據2022年頒布的《經濟安全保障推進法》,將半導體級矽晶圓與高純度化學品確立為特定關鍵物資,由政府編列鉅額預算直接注資信越化學與勝高擴充先進12吋矽晶圓產能;在太陽能板原料領域,日本策略性避開傳統矽材料的紅海廝殺,憑藉自身掌握全球第三大碘資源的礦業優勢,集中全力扶植次世代鈣鈦礦太陽能電池的材料研發與商業應用,力圖開拓一條徹底繞開矽材料依賴的新能源路徑。與此同時,東南亞諸國在美中博弈的夾縫中積極向上攀升,馬來西亞透過《國家半導體戰略》吸引南韓OCI集團擴建半導體級多晶矽生產線,越南則積極引進日本德山的高端電子級矽純化基地,使東南亞逐步擺脫單純的規避關稅轉運站地位,躍升為西方科技陣營不可或缺的非中高階矽素後備基地。

歐盟的戰略焦慮

同時,歐盟陷入制度矛盾與產業焦慮,其試圖在氣候變遷與數位主權領域扮演全球規則制定者,卻在關鍵物質基礎上面臨致命的中空化危機。歐盟《淨零產業法案》(NZIA)確立在2030年境內太陽能零組件裝載量必須達到40%由本土供應的法定目標,換算需要超過30吉瓦(GW)的完整內部產業鏈支撐;與此同時,《歐洲晶片法案》亦矢志將歐洲半導體全球市占率推升至20%,然而這兩大法案在面對現實產業結構時卻遭遇原料斷層障礙。

歐盟在上游材料端具備相當驚艷,德國瓦克化學在純半導體多晶矽領域長期居於全球技術領導地位,然而歐洲本土在中游環節卻幾乎喪失所有承接能力;而在半導體領域,除世創維持局部產能外,絕大多數矽晶圓製造基地皆遠離歐洲本土。這項中游結構性缺失導致極為荒誕的供應鏈困境:瓦克化學在德國提煉出的頂級多晶矽,無法在歐盟境內被有效轉化為矽錠與晶圓,絕大部分產能必須透過海運輸出至東亞進行切片與加工,隨後歐洲晶片製造商與能源業者再以高昂代價將成品晶片或光伏組件逆向輸入,一旦國際航運發生變化,即便歐洲本土保有世界最先進的原料提煉技術,其境內晶圓廠與清潔能源仍可能陷入癱瘓停擺。

台灣視角:從晶圓製造優勢反思最上游的原料韌性

台灣正在開創出一條極富本土特色且極具實質戰略效益的替代路徑 — 「循環矽經濟」體系;隨著先進半導體製程向3奈米、2奈米乃至埃米世代高速演進,晶圓廠在設備調教、製程參數監控與良率校準階段所消耗的測試控片數量呈現幾何級數激增,帶動本土再生晶圓產業爆發性成長。以昇陽半導體、辛耘與中砂為首的台灣專業廠商,透過自主開發的高潔淨度化學剝除、奈米級機械研磨與全自動表面平坦化技術,將晶圓代工廠報廢的監控片經精密加工恢復至頂級潔淨規格,實現單一晶圓多次重複利用的循環閉環,此舉不僅為晶圓代工廠節省超過一半的全新矽片採購支出,更在實質層面上大幅降低台灣對進口初生半導體級多晶矽錠的剛性消耗需求。

在這項循環生態的延伸防線上,針對晶圓切割與化學機械研磨過程中產生的大量危險廢棄物「矽污泥」,成亞資源與光宇應材等本土循環科技企業開發出專利固化分離與低溫提純工藝,將原本難以處理的廢矽泥轉化為高附加價值的工業級矽碇,作為國內鋼鐵產業在高溫冶煉製程中不可或缺的升溫劑與脫氧劑,成功替代傳統高耗能進口矽鐵合金,甚至更進一步研發利用矽廢料製造高純度綠氫與次世代鋰電池矽碳負極材料。這種以高技術壁壘建構的逆向物質循環鏈,雖然短期間內尚無法完全取代最高規格的初生半導體級多晶矽原生礦源,卻為台灣在動盪的全球矽經濟隱形戰場中,奠定無可取代的物料戰略韌性與底氣。

參考資料

  1. The silicon economy: polysilicon supply chains in times of geoeconomic transition. Published on October 6, 2026, The Hague Centre for Strategic Studies.
  2. 陸多晶矽業者 聯合反內捲 同意不得以低於成本價銷售,2026/8/8,經濟日報
  3. High-Purity Quartz Market (2026-2036). Published on October, 2026, Meticulous.
  4. President Trump orders tariffs and price floors in polysilicon Section 232 action. Published on 10 August, 2026, White & Case.
  5. US Solar Tariffs 2026: Section 232 Polysilicon Guide. Published on August 17, 2026, Reslink Energy.
  6. Polysilicon and the Merits of Trade Measures as Industrial Policy. Published on September 8, 2026, CSIS.
  7. 半導體永續革命-解析再生晶圓潛力,2025/9/18,新光證券

責任編輯:盧頎

【本文僅反映作者個人觀點,不代表本報及其任職單位之立場】

作者: 蘇翰揚
學歷: 國立中正大學企研所
經歷: 國家實驗研究院 政策研究員
專長: 產業分析、科技法律

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