半導體大廠進入戰國時代

評華府對中國的科技封鎖與打壓

方毓
(資深媒體人)


多年在全球化下半導體業界形成的分工、供應鏈和市場,幾乎每家相關企業都可將利益最大化,可是,遭川普政府設限打亂,而拜登政府的對中政策幾乎是「川規拜隨」,甚且出手更重,並未重返戰略理性路線。因之,整個市場未來勢必會持續分割成一塊一塊,在各塊狀集團範圍內,各擁有自己的設計、設備、供應鏈和市場,這對任何廠商都沒好處,然而,全球還在持續撕裂且激烈競爭,這是半導體大廠的戰國時代。

美國改變了半導體地緣政治

半導體現已不僅是手機、5G等科技產品的核心零件,更被推升至事關「國家安全」。去(2020)年5月,川普政府下令,凡用到有美國軟體或設計製造設備的國內外廠商,「9月後不准跟華為做生意」。

美國對中國的封鎖、打壓,完全改變了半導體的地緣政治,以前多數出現在經濟版面的「半導體」、「晶片」、「晶圓」等詞彙,現在也經常出現在政治和國際版面。

半導體業界的強弱,大概有四個標準:設計、素材、製造裝置、生產。從不同角度看,評價會完全不同。如台灣的台積電是遙遙領先的生產大廠,設計能力也甚佳,但製造裝置就頗弱了;大陸華為設計不錯,其他三項則不行;日本是素材、製造裝置很強,生產則平平。2019年的占比,如從生產、設計金額來看,美國第一,43%、台灣第二,20%、韓國第三,16%,以下依序是日本的8%、歐洲的7%、中國的6%。

製造半導體的主要裝置有研磨、成膜、塗布、曝光、蝕刻(細微加工)與洗淨裝置。產製方面擁有最先進製程的是台積電,與荷蘭ASML(艾斯摩爾)半導體設備(曝光機,又名光刻機,及EUV極紫外光刻機等)製造商技術遙遙領先同行。

2020年半導體生產比重:台灣22%、韓國21%、日本15%、中國大陸15%、美國12%、其他20%。美國正拉盟國、地區,籌組剔除中國大陸的供應網。至於半導體的委託生產,台積電近年都超過五成,2021年的地區預估是台灣64%、韓國18%、大陸6%、其他12%。

現今半導體晶片是電腦、手機、AI、電玩、資訊儲存的關鍵零件,它亦為人造衛星、戰鬥機、飛彈導航等軍事高科技不可或缺的核心零件;連汽車引擎管理、自動剎車、輔助駕駛等也需用到晶片,因新冠疫情,在家工作、遠距教學、視訊會議等的技術也要大量用到晶片。

台灣的半導體相關廠商很多,但現在被譽為「護國神山」,甚至受到全球寵愛的首推台灣積體電路製造(TSMC,下稱台積電)。其強項為邏輯半導體,在細微化方面尤其獨步全球,2020年已開始量產5奈米晶圓,今年可實驗生產第一代3奈米產品;2024年更將邁向2奈米。三星(現5奈米、2022年3奈米) 、英特爾(2023年7奈米)都跟不上,現正受美國制裁的大陸中芯,差得更多,在邁向10奈米。台積電所產製的半導體左右著蘋果、高通、SONY等產品的性能,亦為美國高通、輝達等半導體企業的委託生產工廠。

美國前川普政府急著索取台灣的技術,遂向台積電施壓,去年台積電宣布要去美國亞利桑那州設廠(360億美元,回應川普政府希望台灣先進技術在美國生產的壓力),預定2024年起產製5奈米晶圓。2月上旬,從日本先傳來台積電也要在其茨城縣的筑波市與日方成立研發細微化的後工程新公司。台積電要去美、日設廠,實際上是美(川普政府)、日(經濟產業省)兩國政府的運作,台灣當局為討好美日,亦在旁敲邊鼓,台積電不敢不從。

由於新冠肺炎疫情、車市提早復甦,使得晶片的需求快速增長,約自去年第四季,車用半導體不足的問題浮現,美國通用汽車減產、福特調整生產,德國福斯減少工時,日本豐田、日產、本田減產,速霸陸暫時停產。於是美、日、德車廠或透過蔡政府,或從不同管道請台積電幫忙,1月下旬台積電聲明「緩解車用晶片供應挑戰對汽車產業造成的影響是台積電的當務之急」、「正重新調配產能供給以增加對全球汽車產業的支持」。但現有產能就這麼大,還有之前的訂單,因此一時間不可能大轉彎,車用半導體缺貨大概還會延續數個月。

美突然揭示「太依賴台灣很危險」

台灣當局甚至利用台積電的重要性,作兩岸要是啟戰端時,冀求美日、國際社會應該來馳援的理由之一。國際、台灣對台積電如此寄予厚望,這大概是台積電最風光的一刻。可是,有人擔心台積電此一「護國神山」將來會變成「護美神山」、「護日神山」」。

今年3月初,美國國會設立的諮詢委員會「人工智慧國家安全委員會」(主席為Google前執行長施密特)的報告指出,美國會因依賴台灣,很快就要失去驅動美國企業與軍事發展的微電子(半導體)尖端優勢;強調美國必須建構好本身強韌的半導體設計與製造基地。同時突顯台灣與大陸地理位置太接近,美國過於依賴台灣晶片很危險。西方國家政府、業界紛紛附和,深怕萬一兩岸統一,台積電的先進製程技術就會落入大陸之手。

台積電現在台灣有五萬名員工,3月5日宣布今年要徵破紀錄的約9,000名新進人員,幾近擴編兩成;而且要用280億美元投資設備,主要在台灣和美國。

其實,台積電如果從「企業經營決策」、「股東人數」來看,確實是台灣企業,但若從「股東持股占比」來看,卻會呈現另一面貌,因為其外國機構及外國人股份占比高達77.02%,其餘的包括台灣政府機構(8個,占6.38%),散戶才占22.98%。

5月6日美國IBM發表全球首創2奈米晶片製造技術,聲稱已打造出全球第一個2奈米晶片,這項技術可以讓晶片速度,較當今筆電、手機主流的7奈米晶片,提升45%,能源效率也提升75%。這是否超越了台積電?

可知,當前順遂的台積電,未來潛藏的挑戰相當大。再者,半導體製程用水量極大,而台灣從去年即雨水不足,到今春起,新竹、中部、南部等三個科學園區皆面臨嚴重缺水問題。不光是台積電、聯電(UMC)、友達(AUO)、群創光電等幾乎整個電子產業各廠都要靠水車供水、自行挖掘地下水或減量用水。台灣如果想把台積電等廠的先進製程留下,實應先克服「缺水、缺電、缺工、缺人、缺地」這「五缺」。

還有,諸多台廠與外國企業策略聯盟的合縱連橫,如台積電2020年與居全球影像感測器(CIS)龍頭的SONY結盟;聯電2019年即與三星合作,今年則接受三星資助擴廠,為其生產影像處理器(ISP)及面板驅動晶片,而三星也有意圖擴大晶圓代工的市占,於是頗有「台日聯盟」與「台韓聯軍」對決的味道。這或許也是日前張忠謀演講時說:在晶圓製造領域,三星是台積電強勁競爭對手的主要原因。

中芯領導層多來自台灣

中國由於遭到美國打壓、圍堵,政府與民間企業,更在半導體領域加大力度,增加國產化比率,卯力徵求電子設計自動化(EDA)人才(這方面美國人獨占鰲頭,中國急起直追),又如:工業和信息化部要求增產車用晶片;投資基金以14億美元收購韓國中堅半導體公司美格納(MagnaChip);大量購買中古半導體裝置(約八成都流向大陸);開始企業整合,如2月下旬IT大廠中國電科集團便準備吸收普天信息集團,以增強國際競爭力;華為出資支持大陸20家半導體公司及另5家高科技公司,鋪建自己的供應鏈,避開美國的圍堵管制。

美英等強權常誣指中國「竊取」科技技術、智慧財產權,要求轉移技術,實則大陸本身就是IT大國,何須「竊取」(5G即居主導地位,其他企業都沒有這麼好的技術,豈有必要「竊取」或硬要求轉移技術?)況且,當今控制、竊聽、竊取全球各國機密最多、最廣泛的是美國國家安全局(NSA)。

平心而論,中國的崛起是自己拚出來的,1978-2018年的40年間,大陸有600萬人留學海外,其中85%都返國服務,貢獻一己之力。有些領域已臻一流,但在半導體、機器人工程、先進製造技術、製藥等核心的尖端技術仍稍有落後。大陸現在都是合法取得外國技術,支付給外國的專利使用費、版權使用費,2007-2017年間大幅增長了四倍,約300億美元,大陸為了技術的支付額,名列世界第四,比日本、新加坡、韓國合計的總額還多。

大陸乘機發展獨自的半導體體系

大陸的中芯國際集成電路製造(SMIC),去年12月上旬宣布投資76億美元設立新廠。創辦人張汝京來自台灣,他在德州儀器工作時是張忠謀下屬,短暫待過台積電,被譽為「中國半導體之父」;中芯現在4位最高經營領導人中,董事長周子學為浙江人,其他3位副董事長蔣尚義(台積電)、共同CEO趙海軍(茂德科技)、共同CEO粱孟松(台積電前資深研發處長)都來自台灣。事實上,兩岸在半導體發展上,關係出奇密切。雖然台灣蔡政府親美媚日,兩岸政治對立,但台灣的IT、5G、電動汽車(EV)等業界仍理性看待大陸的市場潛力,與美國政府的意圖逆行,跟大陸企業合作、親近、相互投資,並有80萬台商在大陸打拚。

華為是另一家遭受美國大力圍堵、阻斷供應鏈的大陸企業。礙於美國的規定,台積電、聯發科、SONY從2020年9月15日起,原則上都不能將半導體賣給華為,華為只能靠大陸的中芯、中微半導體設備(AMEC,蝕刻、細微加工)、北京華大九天軟件(半導體自動設計工具)、芯和半導體科技等來支撐(台、日企業也損失很多華為鉅額的訂單)。英國等部分歐洲國家也排除華為,迫使華為將海外事業重心轉向東南亞。

有一外界較不注意的現象是,日本很多半導體工程師、人才流向中國。有日本人在大陸投資台積電,也有日籍工程師在大陸廠工作。不少新興的日本半導體相關公司,例如做半導體材料的Ferrotec(在台灣也有設廠,台灣飛羅得公司)和加工的RS Technologies(台灣子公司為艾爾斯半導體公司),看見大陸的旺盛需求,也去大陸擴大投資,尋找市場活路。

中國大陸的半導體現正加速擺脫美國的束縛,提高使用大陸設備的比率,也嘗試搜尋美國以外的技術、設備,反而促成大陸獨力發展本身的半導體體系。2020年中,已可不用美國設備製出40奈米晶圓,雖然仍是低階,但已可供家電產品使用,並打算再兩年製出28奈米的半導體。

大陸3月上旬召開的全國人大,國務院總理李克強已宣示,2021-2025年的五年計畫中,研究開發費年增7%,七項重點領域中,包括了半導體。可知,大陸擁有莫大的潛力和爆發力。◆