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矽盾神山:台積電的戰略大變局

【台積電的地緣政治】晶片主導未來科技戰,「美歐台韓日中」各自有哪些籌碼?

2022/10/18 ,

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莊貿捷

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莊貿捷

莊貿捷

嗨^^

我們想讓你知道的是

「整個地球台灣是最適合生產半導體的地方,製造業耗能又需要大量水,剛好台灣水電便宜。產業結構上還得有大量人力調度,台灣設計、製造和封測產業完整,各大廠均能相互支援。再加上大國亟欲發展品牌,台積電卻選擇專注於代工製造,不與他人爭利。可以說掌握了天時、地利及人和,才造就出護國神山。」

2021年4月12日,新冠疫情全球蔓延,確診數字不斷創高,已經塞爆各大醫療院所,而在疫情如此緊繃之際,今日的美國似乎有比疫情更重要的事情等待處理。

甫上任沒多久的美國總統拜登(Joe Biden)正仔細地盯著大型螢幕上的視訊畫面,會議桌兩旁的是白宮一級官員,包含白宮安全顧問蘇利文(Jake Sullivan)、商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)、國家經濟會議主席布萊恩狄斯(Brian Deese)。

視訊鏡頭畫面的人物,個個來頭不小,都能夠左右全球的產業經濟。他們是19位企業領導者,如Google、英特爾(Intel)、美光(Mirion),還有美國兩大汽車巨擘通用(Gemeral)、福特(Ford)。

「這是國家安全!」拜登朗讀了72名跨黨派國會成員的請願書後說出了這一句話,並拿出事先準備好的晶圓,光影在臉上一明一暗,刻畫他的面孔並堅定地說出:「美國要再次領導全世界。」

疫情像一把利劍斬斷了全球產業分工的牽連,又像是照妖鏡洞悉了各大國野心。

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Photo Credit:AP / 達志影像

2021年4月12日,美國總統拜登(Joe Biden)舉起一塊晶圓向各大業者宣示,美國欲重振半導體產業的決心。

半導體全球分工體系

台灣經濟研究院產經資料庫總監劉佩真表示,美中兩強科技戰對決,牽動全球半導體業競合,美國力求鞏固全球第一大半導體國的地位,近來汲汲營營欲聯合盟友抗中,期望成立國際前四大導體供應國美台韓日,共組Chip 4聯盟防堵中國擴張。

過去數十年來,以美國為首的歐美強權所信奉的新自由主義(Neoliberalism)主導了各項產業發展,他們認為商業「生產線上的專業分工」、「大規模生產」各司其職,可以有效地降低成本,使商品便宜進而帶動消費,能夠成就經濟的繁華。

其中,最為著名的例子就是福特主義(Fordism),憑藉大量標準化生產奠定了福特汽車的地位,其衍生出的「流水線」模式,也廣泛地將運用在近代各種產業。

於是新自由主義思想和福特的工廠模式,成為先進的資本主義國家信仰的圭臬,自此大量地跨國公司誕生,他們如飢餓的野獸,亟欲尋找廉價勞力滿足他們的胃口。1970至1990年,台日韓相繼成為歐美資本家的標的,此後又將工廠大量轉移到了中國。

半導體產業就是這種生產模式的典型代表。

晶片成為未來科技戰爭的基礎

2019年美國前總統川普(Donald Trump)因為5G產業的通訊可能受到監控而向中國發動首波貿易戰,當時中國著名5G設備公司華為產品遍佈全球,全球市占率高達34%,一旦讓中國掌握新世代通訊技術,將影響經濟和軍事,這包含了第七艦隊夏威夷、橫須賀司令部,以及美國各種本土資料。而後為了能真正釜底抽薪打擊華為,美國再度向它旗下半導體公司——海思半導體發動制裁。

發展迄今,受疫情推波助瀾,美國政府終於意識到「半導體製造」才是能夠撼動高科技產業的關鍵。

半導體產業濫觴於1960年代,當時普遍以英特爾(Intel)的一條龍垂直整合為主流,這是設計、製造到銷售都包辦的商業模式,稱為Integrated Design & Manufacture(IDM )。而為了和英特爾做出產業區別,1986年台積電成立,首創「晶圓代工」模式(Foundry)專門製造生產,致力讓半導體成為電子產品效能更好、更輕薄。

同時也因台積電代工模式,也正式開啟了上游無廠晶圓設計公司(Fabless)的營運模式,建立起一套屬於半導體業的專業分工,像是知名GPU大廠輝達(NVIDIA)本身並沒有工廠,而是設計好的電路圖委託台積電製造達到成本優化。

直至今日證明了台積電的水平分工模式獲得成效,逐漸開花結果,而這樣的製程技術從消費電子領域,蔓延到了軍事領域之中,造成各國戰略的重大轉變。

過去各國征戰各處取勝關鍵取決於軍武技術,中古時以煉鐵技術為主要,又來有因火藥誕生而改變;如今高階晶片儼然成為科技軍武的必需品,這其中像是無人機、AI機器人甚至是太空設備等,晶片幾乎主宰了科技、太空戰的戰局。

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Photo Credit:Reuters / 達志影像

圖為美國空軍MQ-9 Reaper(死神)無人機是世界上首款長時間進行高空偵察任務而設計的武裝無人機,其內部含有大量先進晶片。拍攝於2020年7月1日,愛沙尼亞阿馬里空軍基地。

除了軍武以外,半導體幾乎無所不在,小至智慧型手機、汽車;大到航空母艦、衛星,都能看見它的身影。美國恍然大悟,過去被視為「工業白米」的廉價電子零件、隨著工藝進步搖身一變成為了「工業鑽石」,也意味有了晶片可以說能夠「癱瘓一個產業的發展」,危及國家安全的重要零件。

事實上,半導體產業相當複雜,但基本由「美歐台韓日中」所主導。

各國的半導體籌碼有哪些?

半導體代表的是由「良導體與絕緣體間」的物質串起的產業鍊,透過此物質製作成一片片光滑平整的晶圓(Wafer),再透過技術將電晶體、電阻等零組件放置在晶圓上才稱為積體電路(IC),而所謂晶片是由矽構成的較大元件,也是積體電路載體,又能稱為「積體電路晶片」(IC Chip)。

製造流程_(1)

晶片製造中,由上游的矽晶圓到切割完,切割完成後送到後端封測廠,再經過飛機發貨到全球的代工工廠中,進行電子產品組裝。

這個龐大的產業如今,被完整地分工分割,在一場名為全球半導體的戰略牌局中暗自鬥爭角力。

首先,美國擁有強大的開發積體電路晶片能力,就像是一名設計師把電路圖畫好,利用各種佈局將電子效能發揮到最大,如蘋果、超微(AMD)、輝達(NVIDIA)、美光(Micron)、英特爾、高通(Qualcomm)、Google、Amazon、Meta(FB)等,分別在手機、電腦等重要產品擁有關鍵主導權。

有了設計圖,接著就是要把它製造出來。歐盟有著名的半導體設備商——艾司摩爾(ASML)掌握了製作積體電路的工具。它擁有最先進的極紫外光刻機(EUV),能夠處理奈米等級的電路圖,同時歐盟也有開發電子電路的能力,如安謀(ARM),還有半導體製造公司英飛凌(Infineon)、意法半導體(STM)等。

接著是,日本專攻半導體材料,由於製作晶片流程中,除了有必須「光刻」電路圖,還有化學氣相沉積、離子植入和蝕刻均需要化學材料支援,這包含重要光阻劑、特殊氣體等。而矽晶圓供應商勝高(Sumco)、信越化學(Shin-Etsu)掌握此些技術且全球市占率已經過半。另外還有日本昭和電工(Showa Denko)的封裝材料大廠住友電木(Sumitomo Bakelite),以及NAND快閃記憶體大廠鎧俠(KIOXIA)、微處理器大廠瑞薩電子(Renesas)。

韓國以三星(Samsung)為主要發展成半導體代工部門,和記憶體晶片製造大廠SK海力士(SK Hynix),自2013年來時常佔據世界第二大半導體生產國的位置,2020年市占率達18.4%,其中記憶體市場以56.9%的占有率位居第一。

最後,中國身為半導體後起之秀,憑藉著廣大的市場基礎,以舉國之力發展半導體。代表企業包含終端通訊設備公司華為(Huawei)、華為子公司海思半導體(Hisilicon)、紫光集團(Tsinghua,已破產重組)、官方晶圓代工廠中芯國際(SMIC),還有中國最強設備廠中微(AMEC)、紫光旗下記憶體大廠長江存儲(YMTC)。

在各大強權之下,台灣掌握了「工藝技術」,除了能生產高階晶片,還主導成本優勢。

在矽晶圓材料廠工作的Jason這樣告訴我們:「整個地球台灣是最適合生產半導體的地方,製造業耗能又需要大量水,剛好台灣水電便宜。產業結構上還得有大量人力調度,台灣設計、製造和封測產業完整,各大廠均能相互支援。再加上大國亟欲發展品牌,台積電卻選擇專注於代工製造,不與他人爭利。可以說掌握了天時、地利及人和,才造就出護國神山。」

貿捷-半導體v2

盤點完各國手上的籌碼後,歐美各國意識到國家安全的致命弱點:半導體製造、材料過度集中於亞洲(中台日韓),若有風吹草動,歐美各大產業均有可能發生問題,這是不可承受的風險。Jason分析,隨著中國憑藉自身市場擴張半導體,一方面積極拉攏韓國,又能以文攻武嚇威脅台灣,進而邊緣化、圍剿日本,在地緣政治的策略上佔有優勢。

美國亟欲搶回半導體的主導權,積極向具有高端工藝的台積電拋出橄欖枝,邀請其到國內打造本土供應鏈,也於政治上向台灣敞開雙手、承諾守護台海穩定。2021年8月4月,拜登宣布銷售新台幣210億台幣的武器給台灣,被國際視為美台關係的重大突破。

同時拜登聯合歐洲也向中國展開攻勢,制止輸出半導體設備,而未來究竟是中國能持續穩固亞洲地緣政治,還是美國先打倒中國重新掌握半導體話語權,成為未來關注焦點。

但無論如何台積電都在此扮演極為重要的角色,在下一篇章我們將以工藝技術的角度,直擊台積電先進製程的發展,並聚焦於未來極為重要的產業——電動車。

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核稿編輯:翁世航

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