《晶片戰爭》閱讀心得(上):看懂晶片大國的競合、晶片鎖喉戰線、以及台灣的兩難

從前在航訓所,常聽到教官說,共機三不五時嗡嗡嗡飛進來,比蒼蠅還煩。身處台海戰線海景第一排,我認識的外國人都比我們自己台灣人還擔心戰爭,不知道認知落差在哪裡。

一開始我對《晶片戰爭》抱著「難看」的期望,科技代工業是能有什麼故事性?但基於想瞭解台海情勢,打算用硬啃的態度看完,順便加減了解晶片業,想不到跌破眼鏡的好看。

作者克里斯・米勒(Chris Miller),是歷史學者,專業領域是國際史、總經和地緣政治,跟《人類大歷史》的作者Yuval Noah Harari一樣,擅長將艱澀複雜的龐大主題變成篇篇精彩的小說,巧妙揉合晶片技術史、商業策略、間諜戰、國際競爭、軍事機密檔案。

書中人物也添增《晶片戰爭》歷史事件的豐富層次。

像是晶片發明者蕭克利聰明但顧人怨,導致下屬眾叛親離,催化Intel誕生;當年張忠謀來台灣竟是吃牛排配醬油;當年有位企業家拒絕投資台積電,行政院長孫運璿直接打電話:「過去20年,政府一直對你很好,你最好現在就為政府做點什麼。」;Intel前執行長歐特里尼從霧中身著兔子裝走出來與賈伯斯合作Mac晶片,但後來卻拒絕賈伯斯德iphone晶片合作提議;還有充滿個人魅力的Intel創辦人諾伊斯、以偏執狂著名的Intel前CEO葛瑞夫。


衝著書名《晶片戰爭》,一開始是帶著戒慎恐懼的心情,想了解的是「戰爭」– 發生台海戰爭的機率有多高?但沒想到「晶片」的科普知識也很趣味,滿滿的好萊塢大片既視感。

前陣子憑藉著朋友神奇的人脈,有機會與台裔美籍的前美國國防部官員/軍火商雷神前總經理 Tony Hu 面對面吃飯請益台海情勢,於是我趕緊利用零碎時間把這本400多頁書看完了,還得用上英文。

閱讀前我想要了解的問題如下:

1.為什麼台積電只是「純代工」,卻能變成全世界的命脈?
2.為什麼中國就算努力抄襲、政府補助,目前還是落後?
3.台積電的發展重心將來還會留在台灣嗎?
4.中國是如何在晶片戰中被美國掐住技術命脈?這個產業關鍵咽喉點到底在哪裡?
6.若發生戰爭了美國會用甚麼立場介入?日/韓的角色?更遠一點的歐洲國家呢?

晶片到底有多重要?

除了一般的民用設備,高科技軍事武器也需要晶片。美國在越戰時,早已開始試用精確打擊飛彈,隨後的波斯灣戰爭,愛國者飛彈更是一戰成名。

看看這次俄烏戰爭,全世界都知道蘇聯的飛彈有多不準啊!竟然還拿家用冰箱晶片來應用在飛彈上,這就顯示出晶片對於國防的重要性。雖然蘇聯飛彈以量取勝,但因缺少高階晶片,所以在飛行過程中難以自行計算軌道並隨之調整飛行軌道,無法精準擊中目標。

此外,只要人類越沒耐心、越需要AI應用,那麼全球越需要運算力更強、更小的高階晶片。

台積電崛起的關鍵

德儀時期的張忠謀,想改變業界規則,將原本垂直整合的晶片設計跟晶片製造,平行拆分出一家專職晶片製造的公司,依循專業分工模式,生產的晶片也趨於統一規格,不僅可降低整個產業生產晶片的成本,設計與製造分開的好處,也可保證客戶的晶片設計不容易被抄襲,更容易接單。

當年這個idea德儀不買單,但是台灣政府買單了。

透過台灣政府出資,台積電成了全球唯一的「純製造晶圓」大廠,完全沒有競爭對手。台積電甚至可以主動協調許多公司制定多數晶片業的使用標準,確保其製程可以與其他公司相容。

球員兼裁判的最高境界。

台積大同盟(tsmc Grand Alliance)

我再進一步補充記者林宏文撰寫的《晶片島上的光芒》的觀點 (點此看閱讀心得)。

台積電看準了國際公司能做晶片 Design,但不見得能豪砸資金蓋晶圓代工廠,他組成了「IC Design客戶 + 台積電」大聯盟。

像是「高通設計+台積電代工」陣線攻擊三星手機晶片、「聯發科設計+台積電代工」陣線超車高通手機晶片市佔率、「蘋果設計+台積電代工」陣線超車 Intel。

目前台積電的聯盟有晶片設計商AMD、NVDIA、高通、聯發科、博通,還有系統商蘋果、微軟、特斯拉和Google, 還有矽智財 ARM 安謀、電子設計自動化新思科技(Synopsis)、艾斯摩爾 ASML 微影成像設備商。

台積大同盟發揮了人人必須要加入的概念,一起把餅做大。


《晶片戰爭著重在歷史敘述而非觀點。以下是我看《晶片戰爭》後,再進一步研究資料,從國際博弈觀點整合出我的個人看法


晶片戰爭的博弈大國》中國的劣勢1:半導體製造不是靠抄跟砸錢就能做出來

中國不僅錢多,向來善用低價搶單、或靠抄襲占為己有,那為什麼半導體不行?

— 來自閱讀時,我的個人疑問

灑錢蓋廠房,這不就是中國的強項嗎?但是光靠抄襲最多只能抄走半導體設計,無法做到半導體製造,因為半導體製造水很深,需要靠量產的經驗去不斷優化流程與製程訣竅。

晶片製程重點在於單一製程的良率,中間還有很多調校功夫、原物料的差異,才能累積出最佳生產條件的經驗。每個地方差一點點,最後生產成本就會差很多。

提升良率的最大關鍵是「經驗曲線」,必須靠「量」衝出高良率、接著傾銷降價、搶市占,把大者恆大的M型化策略發揮到極致,讓對手逃無可逃。

台積電因為是純代工,可透過累積更多大量晶片製造經驗、精進製程,打造出更深的護城河。

更別說晶圓代工廠是一條高資本投入、回報週期長的賽道,因此「資金」是關鍵。目前全世界只有台積電、英特爾和三星「夠有錢」投資一台造價可上達百億新台幣的ASML EUV機台,製造出最先進的邏輯晶片。

這就是為什麼即使對岸挖角台灣頂尖人才,也沒有人有辦法精通全部製程,變成第二個台積電,不如直接買下台積電還比較快。

《晶片戰爭的博弈大國》中國的劣勢2:擅長「市場換技術」、「偷天換日」,這次卻自討苦吃

美國最大的問題是,中國是他們最大的客戶,也是最大的競爭者。

— 半導體外資分析師楊應超

中國看準這一點,經常用以下方式威脅外國科技公司:

1.用技術移轉換市場

當美國科技公司因市場佔有率下滑或需融資時,不少企業會將晶片技術移轉至中國,以換取更多開放中國市場的機會,如《晶片戰爭》書中所提到的案例IBM、AMD、ARM等。

然而,一旦技術大門敞開,未來將難以預測,猶如請鬼入家門。

2.抄襲、註冊侵權、市場威脅

除了技術移轉,中國人愛抄襲也不是一天兩天的事。

因為中國政府會保護本地企業,過往美國科技公司往往吃悶虧,訴訟結果經常不了了之,甚至還被對方反將一軍,封鎖進入中國市場。

轉捩點在2018年,發生了福建晉華和聯電被美光提起竊取DRAM機密資料的訴訟,想不到美光硬起來告到底,這也是中國自掘墳墓的開始,事件懶人包如下:

-聯電員工連同美光員工竊取DRAM機密資料,賣給福建晉華

-福建晉華中國事先註冊好智慧財產權

-美光提出侵權訴訟,福晉反告美光在中國侵權

-美光也因此禁止在中國銷售產品

川普一撿到槍,拼命借題發揮啟動貿易戰,因為美國必須要制裁也得名正言順,美光事件就成了川普「順水推舟」的絕佳藉口。川普不僅對福建晉華實施了制裁,還跟日本達成協議禁止向晉華出售半導體設備。

缺少關鍵設備的晉華也無法生產產品,結局就是福晉幾個月後破產倒閉。

《晶片戰爭的博弈大國》中國的劣勢3:美國聯合盟友,讓中國拿不到半導體製造的關鍵元件

《晶片戰爭書中提到,如果不是小熊維尼上任後的高調大外宣,像「中國製造2025」和「一帶一路」等,宣稱要取代美國為首產業鏈,美國也不會這麼緊張。

「美光事件」讓川普政府靈機一動,「ㄟ?原來只要管制半導體設備的出口,就等於掌握控制半導體產業鏈,中國就囂張不起來了」。

美國玩泥巴玩上癮了,制裁的手段越來越多。從禁止晶片出口到限制高端器材和耗材出口,甚至禁止美國公民在中國相關公司工作。

中國的半導體業若缺少耗材和機器設備,無法製造高端產品。美國最想要的,把最尖端的高階晶片科技留在美國,讓中國不能造成任何軍事威脅。

現在事情都還沒有走到最嚴峻的那一步。但是,如果美國開始禁止Intel和AMD出口CPU給中國,中國真的就糟糕了。

如果美國會繼續聯合台灣、韓國、日本等國家,形成「晶片鎖喉戰線」,目前已經製程落後的中國,幾年內將完全無法做高階晶片的設計與製造。

中國算是夜路走多了遇到鬼,目前只得先將目光從市場熱點轉移到空缺市場。


《晶片戰爭的博弈大國》中國突圍戰術1:守住並壯大低階晶圓製造市場

書中提到,中國政府目前仍是「先專注打造中國自己的晶片」,但先鎖定中低階晶片製造,而不是先進邏輯晶片。

鎖定非先進邏輯晶片的好處,包括生產成本便宜多了,且舊有技術已成熟。

挾持大量人力成本優勢,中國將以長江存儲這類公司為反攻堡壘,專職製造NAND Flash 快閃記憶體,持續提高較低階晶片的市佔。這類產品不會運用在如手機、AI運算上,而是像汽車、洗碗機等產品上,需要的設備也比較容易取得。

步步敗退的中國,退到最後的防守堡壘,持續針對一般民用產品擴大產能,這是中國最有機會突破美/台/韓/日的「晶片鎖喉戰線」的突圍戰術。

《晶片戰爭的博弈大國》中國突圍戰術2:另闢新戰場

美國「晶片鎖喉戰線」,也將中國硬生生逼到牆角,必須走出自己的路。

現在中國將目光由x86(CPU與伺服器主流)與 ARM(行動裝置主流)轉向RISC-V開源的架構,因為該架構組織為中立機構,不特別討好美國或中國任何一方。

另外,中國也正大舉投資新興的半導體材料,許多半導體專家研判,將來「有可能」在電動車上起到關鍵角色的作用。


 上文先把中國的籌碼盤過一遍,接下來換美國了。

美國目前主導「晶片設計軟體」(如益華Cadence、新思Synopsys)與機台設配,但美國本土沒有晶圓製造廠。為什麼美國自己發明晶片,卻沒有晶圓製造廠呢?這沒道理啊?

《晶片戰爭的博弈大國》美國的失算:將晶圓製造產業外移至亞洲,導致台、韓興起

製造業就是要勤奮。美國人講人權、講創新,跟亞洲文化不同。亞洲人特別勤奮,總是能將執行做到滴水不漏的完美。

在80年代開始,美國本土半導體業者,因為成本考量,逐漸將晶圓製造外移,台灣、南韓、新加坡、香港開始成為受益者。亞洲重要player中,最後以台灣靠張忠謀、南韓靠三星勝出。

因為地緣政治關係,亞洲的台灣、日本、韓國,都是美國的供應鏈戰略盟友。

《晶片戰爭的博弈大國》美國的盤算:Take Back Control 把晶片製造業的主權拿回來

但是,華府啟動中美貿易戰後,才開始發現,美國的半導體先進製程,太嚴重依賴台灣。

倘若台灣晶片產能落到中國手中,將引發嚴重美國國安問題,因為國防高科技武器,越來越走向自動化、精準化,因此極度依賴高端晶片。

美國更積極說服台積電跟三星在美國設廠,但是TSMC台積電身為護國神山,可不能一次就梭哈,因此目前最先進的製程還是在台灣。

現在,越來越多美國官員討論是否要利用美國的晶片設計軟體、以及設備製造機台來脅迫台積電的最新製程移出。

作者受訪時直言「中國若入侵台灣,美國不可能不保護台灣」、「中國沒有能力接管台積電」。但是我個人認為不能太相信美國政府,不能讓美國移轉台灣技術後,然後變成棄子。

分析目前台海局勢,巴菲特日前大幅加碼台積電ADR,讓台灣人民先吃了一顆定心丸。許多人解讀現任美國總統拜登的立場,就是維持台海現狀,「中共不武,台灣不獨」。

保持這個恐怖平衡,接下來國際間就看誰撐的久。


《晶片戰爭的博弈小國》台灣的兩難:TO Be, or Not To Be?

台灣囊括了90%以上最先進製程的晶片,全球都必須仰賴「MIT」才能維持「高科技」的生活,這就是台灣的最大籌碼。

在海外設廠會使得台灣逐漸失去「矽盾」的角色。另外,隨韓國三星的技術不斷進化,也很有可能取而代之,削弱台積電的重要性。

台灣的兩難在於,如何讓民主國家積極加入台灣防護網,又能讓民主國家的訂單業者放心在台灣台積電製造晶片。

當海外民主國家紛紛想要「去台化」,端出優惠條件邀請台積電前往海外設廠,台積電要掌握這個在全球擴張的「好」機會嗎?抑或,這是包著糖衣的毒藥?

這一切都必須回歸權衡,更取決於執政黨的智慧。

《晶片戰爭》中的名言

  • 當半導體已形同新時代的石油,而整個石油輸出國組織(OPEC),也只能掌握全球四成原油市占時,台灣台積電一家業者,卻能吃下55%晶圓製造的市場大餅,在先進製程占比更高達92%!讓一個海外企業擁有這樣的獨占性,對美國來說太危險。
  • 未來的軍事實力,不是在於飛彈數量,而是在於運算力。
  • 美國擅長創新,日本擅長實踐
  • 一位白宮官員的諷刺結論:「我們的根本問題在於,我們的頭號客戶就是我們的頭號競爭對手。」
  • 俄羅斯的晶片製造廠淪為為麥當勞兒童餐生產玩具內的晶片,冷戰結束了,矽谷贏了。
  • AMD創辦人桑德斯:「我敵人的敵人,就是我的朋友。」
  • AMD創辦人桑德斯:「真男人要有晶圓廠」
  • DRAM的市場就像是膽小鬼賽局,景氣好時世界各地DRAM廠紛紛投入資金建造新廠,導致產能過剩,繼續投資的成本高的驚人;但是你只要停止投資一年,市占率就會拱受讓給對手
  • Intel:公司有技術也有人才,但是我們就是不想放利潤。

對岸最近也出版了一本中國觀點的《芯片戰爭》,想要了解對岸觀點,也可以再進一步研究。

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