【邱志昌專欄】半導體業收起驕傲、莫來者不拒;注意中國、小心美晶片法案!

壹、前言
(圖一:半導體的先驅 William Shockley,維基百科)
(圖一:半導體的先驅 William Shockley,維基百科)

在產業發展的道路上,只有競爭與併購、大吃小,絕無貪心掏肺的長期合作;勝出第一名的小國,很容易一個「得意忘形」,就被霸權大國無或有心做掉或取代;在盛情難卻中、拱手讓出寶座。半導體產業也會有「雁行現象」?「雁行」就是「產業移植它國」意思。半導體是何時發明的?如果半導體產業,也有「雁行」,那台灣所有半導體廠商,就要注意這個產業,也有「移植到它國家」時刻;當然這種輪流交替多是,從最低階的技術產品開始。就如同已在台灣幾乎消失的成衣、玩具產業一樣;這些完全以低勞力成本為生產資源產業,早在中國改革開放後不久,就多「雁行」、等同「移植」到中國大陸去了。美國的半導體產業,自電晶體銳變為「集成電路」之後三年,日本就起身同步追趕。1985 年日本半導體產業、已顯著超越美國,成為全球半導體市佔率最高國家。2010 年之後,韓國崛起;三星等集團藉國家傾全力取得半導體技術,壓抑台灣;韓國在美國扶持下,世界半導體業成為三強韓、日、美鼎立局面。

1955 年在美國,由英裔美人威廉.蕭克立 (如圖一,維基百科圖像),從電晶體研究切入,最後研發出世界第一顆半導體 DRAM;這就是當年他在其實驗室長期重大研發成果。但「共患難容易、共享富貴困難」。根據維基百科記載,蕭立克的研究團隊中、其中與他最親密的 8 個人;當半導體研究成果出現後,集體離開這個實驗室,在美加州矽谷附近,成立一家名為「快捷半導體公司」。而蕭立克教授的實驗室,兩年後就閉門謝客。威廉.蕭立克是英裔美國人,年輕時在美加州理工學院念完碩士學位,博士學位則是在麻省理工學院獲得;當時他那些實驗室夥伴,也是當時美國科技學者一時之選。自此之後,美國電晶體產業演變為集成晶片快速、蓬勃發展,產業發展重心開始由美國中與東岸、汽車與飛機產業等工業,漸漸將焦點移轉到西岸的加州矽谷等;1960 年時也是由蕭立克實驗室「離家出走」的「仙童半導體公司」,誕生人類第一顆半導體晶片、稱為「矽集成電路」,今威廉.蕭立克被譽為「矽谷的摩西」。

台積電張忠謀先生,對他自己年輕學習過程,講得非常信實與透徹;他說他自己 1949 年到波士頓哈佛念大學,次年就轉學到麻省理工學院機械系,在麻省理工學院拿到學士與碩士學位。他說哈佛大學一向以培養「美國各界領袖」為宗旨。但他在哈佛拿到碩士學位後,並沒一次就順利考上麻省理工學院博士班。他到過一家「西凡尼亞半導體公司」工作,1964 年再榮獲史丹福大學電機博士。張忠謀笑著說,雖然他進不了麻省理工學院博士,但在台積電工作時,卻曾被聘為麻省理工學院理事。他說,麻省理工學院長期以來,多以培養諾貝爾獎得主為主。校長告訴他、10 年之內至少有 7 個該校教授拿到諾貝爾獎。截至 2020 年 10 月,曾獲得諾貝爾獎的麻省理工教授共 97 名。本文在多年前也提過,現在的機器人,早在 1930 年就在麻省理工學院誕生;當時就有能思考、有感情的機器人,那其實就是 AI 人工智慧的濫觴。約十幾年前,全球屏息觀戰的圍棋之王與機器人大戰,棋王戰敗於機器人的劃時代轉變,場地就在該校 AI 實驗室;當時的主持人是羅馬尼亞後裔、女性教授。本文親人現場觀戰,即時 Line 了幾張精彩相片給我。

貳、日本半導體 22 年風光歲月、擋不住「廣場會議」與「美韓聯手」攻勢!

半導體產業此後不斷精進。日本之所以閉著眼睛就跟隨美國科技,是因為自美國經濟學大師熊彼得,提出「創新理論」(Innovation)、並將它公諸於世,即為日本企業與政府大為讚嘆。熊彼得說,唯有技術與商業、勞動力生產、甚至是資本籌集模式不斷地創新,才能帶動一國經濟、長久持續成長。這個觀念在第二次世界大戰、珍珠港事變前就傳到日本;熊彼得教授在 1930 年應日本大學之邀,到日本講過三場演講。眾所周知,自從明治維新後,日本從此就以美國科學研究為導師;一直不捨晝夜、追逐美國科學新知。其實也是早在 1955 年左右,剛剛成立不到 10 年的日本 SONY,就相當看好、當時不為大家青睞的電晶體;同時也開發出、全球第一台電晶體收音機。SONY 同時在 1959 年生產出 8,000 多萬個電晶體,取代了美國、成為全球最大電晶體大國。1963 年日本 NEC(日本電氣) 從美國「仙童半導體公司」,引進「集成電路製造技術」;並將技術分享給日本各大企業,這使日本電子製造業士氣大振。

之後日本科學家與企業界,趁 1973 年石油危機、美國經濟放緩之際、積極切入半導體產業。1976 年 3 月日本通產省、自民黨、與大藏省經過多次科技會議,通過「DRAM 製法革新」法案。由政府出資 320 億日圓,另外由日立、NEC、富士通、三菱、東芝等五家企業,聯合出資 400 億日圓,總共集資 720 億日圓基金;託付給日本電子綜合研究所、與計算機綜合研究所去籌設「日本國家 VLSI 研究所」。該機構吸收了約 800 名專業與技術菁英,集中於半導體產品開發研究,目標以突破 64K DRAM 為主,高性能 DRAM 設備製程為要務,並計畫在 20 年之內 1996 年之前、兌現 1M DRAM 量產目標。

眾所周知,若以「用途」分辨半導體產品則大致有兩類,一種是可儲存式 DRAM,另外是非儲存式 NDND FLASH;我們現在電腦用的固態硬碟,與隨身碟中多有 NAND FLASH。日本自 1973 年起就開始瘋狂積極模仿、學習與研究半導體製造技術;之後由於成本因素,半導體生產就由美國雁行到日本。美國對日本全國全力發展半導體,由「不看她的臉、不看她的眉」到警覺到快要到被它「整碗捧去」,終於在 1985 年 11 月 22 日「廣場會議」中、要求日圓要大幅升值;這也是美國出重手、阻擋日本半導體強勢凌人的開始。其實當時日本已是半導體王國;1985 年是日本半導體發展全盛時代,當年日本全國生產的半導體產品、市佔率為全球 80%。當時在全球前十大廠商中,日本由第一名排到第六名,第七名到第九名為美國廠如美光等、最後才是台積電成立時的技術大股東、荷蘭飛利浦公司。當時日本對半導體整個上下游產業生態,研究得非常透徹、計畫與執行也相當縝密。

這種情勢更是引發美國嚴重關切,為阻擋日本的半導體的攻勢,除「廣場會議」外,美政府還啟動關稅手段,將進口的日本製造的半導體產品、提高進口關稅到 80%。美國還刻意扶植韓國,聯手對抗「日本經濟奇蹟」;美國轉向幫助韓國發展半導體,將與日本東芝半導體相同的技術,授權給韓國三星;且三星也到日本與美國瘋狂挖取技術人才。沒幾年、三星 FLASH 開始茁壯,1990 年 8 月三星成為世界第三大、擁有 16M DRAM 內存晶片大廠國家。為扶植韓國以抗日本,美國甚至還曾對日本半導體產品,課徵 100% 反傾銷稅率,而韓國產品進口美國卻只有 0.74%、幾乎是免關稅;典型台灣話的「弄狗相咬」。在這樣運作之下,1990 年全球半導體產業,成為日、美、韓三足鼎立。日本半導體怎能禁得起這些折騰呢,終於急速潰敗;幾家日本廠商自 1990 年後開始、「節節敗退」「棄械投降」,1999 年時日本半導體已幾乎「潰不成軍」。

叁、半導體的雁行依序為:美國、日本、韓國、台灣與未來「中國大陸」?

維基百科對此段發展、描述地相當悲情;它說 1990 年後就陸續有日本東芝、日本製作與富士通「就地繳械」;被美國反傾銷稅、與要求日圓匯率大幅升值壓迫下,1999 年日立與日本電氣、及三菱電機三家碩果僅存的半導體廠商、終於被迫整合為「爾必達公司」。但美國至此還不肯「善罷干休」,至 2012 年 2 月 28 日爾必達也不得不宣告破產;直到日本半導體業、已到回天乏術地步、美國才放手。在攜手共同剿滅日本之後,2012 年下半年起美、韓業者馬上大幅調高 DRAM 產品出售價格,從此「公子與王子過了一段快樂生活」。這些過往真的是提供給台灣半導體、一個很值得警惕的殷鑑;台灣半導體目前已全面崛起,尤其是「晶圓代工」正是「如日中天」;連美國與歐盟多到台灣分一杯羹、要求台積電到美國與德國、日本設廠。此時此刻就是台灣最驕傲的時刻,全世界多要向台灣膜拜、只因為我們有全球技術第一、效率最高的半導體;美英特爾、韓三星多需「臣服」在摩爾定律下、台積電的「晶圓代工」領袖,這種局面真的值得我們珍惜與保守。

中國唐朝皇帝唐太宗說,以銅為鏡可正衣冠、以古為鏡可見興替、以人為鏡可知得失;未來哪一天、美國目前恨之入骨的對手中國,也確定被美國給整垮、或是萬一豬羊變色呢?美國還會繼續珍惜台灣的優越?中國又將如何與台灣半導體業競爭?聯合次要敵人對付主要敵人,是共產黨戰略運作,但民主美國實際也在操作。我們要最面對的應該也是,美國的政治與產業政策態度、與中國大基金的「半導體大躍進」,及美國想要再稱霸的產業策略。近期張忠謀先生曾很含蓄地說,美國工人不適應,台積電這種薪水還好、但是高壓、輪大夜班、又 24 小時 On Call 的產業,他也認為台積電到美國設廠這事要想清楚;傳聞台美兩邊成本相差近 4 倍。而近期拜登政府正式提出「晶片法案」;見諸日本經驗,台灣更要謹慎以對,不要被當前光環給沖昏頭、傲氣沖天、盛氣凌人。

(圖二:NVDA 股價大跌,鉅亨網)
(圖二:NVDA 股價大跌,鉅亨網)

近期台股低軌衛星概念股,之所以會浮上台股市場,也是受惠美國「晶片法案」;美此一法案限制 AI 人工智慧晶片,與電子用的 IC 半導體高階晶片,輸往中國大陸。最近與這法案嚴肅相關的美國製造商,Nvidia 股價卻受此負面影響最大;因它現在正為中國廠商代工。雖然拜登政府又將此法案的執行延緩一年,但 Nvidia 股價早已因為經過各種多元利空折騰,由 2021 年 11 月 22 日最高價 331.67 美元 / 股,分三段大跌。第一段段先跌到 240 元 / 股,再反彈至 280 元 / 股,又重跌到 160 美元 / 股;再反彈至 200 美元 / 股後,再下跌到 136.47 美元 / 股。分析該公司股價為何會這樣悽慘,雖多可完全歸咎 Fed 緊縮貨幣政策;但追根究底,還得加上美對中國科技戰爭;在對付中國戰略上,美國政府似乎與當初,款待已傲氣沖天的日本手段更狠。雖然目前中國半導體產業商用發展,看似還像「中學生」一般,但它的 AI 技術發展已讓美國不得不惶恐;光是見到上海公廁幾乎多有人臉辨識,台灣訪客不感到驚奇也難。而在 Fed 緊縮貨幣政策開始執行後,最近美國又端出「晶片法案」與禁止輸往中國禁令,此法案多還沒經國會通過,相關的美中的上市公司股票價格價已「聞聲不支、五體投地」,如上述 Nvidia 股價最後、慘跌到 136.47 美元 / 股。

拜登所提出的「晶片法案」(Chips Act) 內容中,美政府承諾將補助約 520 億美元,給從外國到美國、或美商回美國、與在美國本地設廠的半導體廠商;但同時如上述,也嚴格約束受補助廠商,至少 10 年內不得將半導體產品、賣給中國大陸任何一家公司。這不是與中國的「國家資本主義」做法一樣?在科技戰中,美國不僅禁止 ASML 將晶片製造、高階關鍵機器「紫外光曝光機」(EUV),賣給中國廠商。;當前 EUV 全球三大廠分別為 AMSL(系出荷蘭飛利浦集團)、日本 NIKON 及 CANON。AMSL 在中高階的市占率為 60%,在高階製程市占率為 80%,14 奈米以下則為 100% 獨占。現在美國還想運用美元優勢,意圖將所有半導體生產集中在美國,全面軍事化管理。與此法案最有關的台商,台積電與矽晶圓製造廠環球晶、及其它想去美國設廠的,這其實也是投下一個影響未明的變數,未來中長期發展必然也受影響。這幾年被台灣拋在後面的韓國,由於早以中國西安與大連為就地供給地,採取與美國、中國等距發展策略。因此韓國對中國外交與產業政策多相當敏感與謹慎。其實台積電也已在中國南京設廠,中國市場之需求或說誘惑不僅美商,連韓國、台商也無法不正面以對。

(圖三:環球晶股價最高價為 1 月 3 日 906 元 / 股,鉅亨網)
(圖三:環球晶股價最高價為 1 月 3 日 906 元 / 股,鉅亨網)

根據台灣環球晶經營階層公開的觀點,如果該項法案有所延宕,則對環球晶資本支出會有影響;它們或許會考慮改變設廠地址。該公司原本董事會已通過,將在今 2022 年 11 月要在美國開始設廠,如此環球晶產能才能滿足客戶需求。

肆、結論:收起驕傲、莫來者不拒;注意中國發展、嚴肅評估美晶片法案!
(圖四:台積電最高股價為 2022 年 1 月 17 日約 688 元 / 股,鉅亨網)
(圖四:台積電最高股價為 2022 年 1 月 17 日約 688 元 / 股,鉅亨網)

美國「晶片法案」對台積電影響,目前似乎還不顯著;因早在 2020 年美國亞利桑納州政府,已商請台積電將高階晶片製程設在該州。該州提供了台灣技術人員:永久居留簽證、也就是「綠卡」、及家庭宿舍與子女在美教育等權利優惠。美國政府重視台灣、優秀晶片製造技術,尤其非常擔心台積電,在中國南京設置低階產能後,因為未來中國企業需求繼續擴大,要求台積電擴廠,追加對大陸在地廠商晶片。

但另外一方面,中國大陸政府與國營企業,正配合「大基金計劃」傾全力投入,運用有史以來最龐大的資金,全力發展半導體;其低階產品已對台灣漸漸造成威脅,因此今年下半年,台灣生產低階半導體,即生產 DRAM 等企業出現庫存,股價也受到拖累。雖然以最高階的「晶圓片代工」看來,世界半導體產業,現在優勢尚難以繼續步入「雁行現象」,會突然又展開它約 20 多年一次的「雁行」。但誰能保證幾十年之後不會?未來最主要關鍵為:一為中國是否可以在美國全面封殺下,透過高薪挖角、與各種五花八門、不擇手段的計策;或者是己快速培養人才、取得高階半導體技術?當然若挖角,對象必然是與大陸較為親近,可能就是韓國與同文同種的台灣、或是美籍華人。二為美國目前極為支持的台灣,是否未來也會繼續獲得美國這樣瘋狂的深情款款以對?日本能在 1963 年就得到美國技術授權,還是美國熱情協助這個戰敗國;當時美國對日本半導體的支持、的確存在「戰勝國」的驕傲。但當時之日本半導體,今日安在?

(圖五:求解投資最適:Max 利潤、Sub 成本,函數發明的物理學家)
(圖五:求解投資最適:Max 利潤、Sub 成本,函數發明的物理學家)

總結而言,美國最初對日本業者毫無保留,提供高科技授權與協助日本企業發展半導體,但 23 年後就後悔了。這似乎與 2000 年,美國也是好心拉著中國與台灣,在 2001 年前後進入 WTO 場景雷同;2018 年它就因為「修昔底德」陷阱、與中國大陸反目成仇了。李顯龍曾說,新加坡的外交策略一向務實;新加坡的強大、歸因於菁英極權政治與嚴厲法治,所以鮮少有白道貪汙與黑道殺警社會事件。現在本文透過對半導體膚淺研究就見識到,美國的軍事與產業戰略卻更務實,誰多不必想要取代它;否則吃不完兜著走。台灣目前正被美國捧在手掌心,但人無遠慮、必有近憂、也得以智慧;謹慎以對、任何時候多不要過度招搖,而且我們的對手韓國虎視眈眈,中國正傾全力一搏。台灣不僅要積極發展下一代、高速運算晶片產業與更高階科技,而且也要懂得「拒絕」的藝術,看看日本 1960 年到 2012 年,半導體由被捧在手掌心的驕傲,最後也被迫淪落「雁行」,「不得不讓出寶座」宿命中;在競爭的道路上、千萬別認為這種台灣天下第一的情勢是天經地義,只有靠自己實力才能在大國晶片法案中,找到一條成本最低、利潤最高的 Lagrange equation 製造方程式,然後求解最適 Solution 出來!

(提醒:為研究此主題,本文引用並改寫維基百科公開資料。本文已不斷對引用文、多次融會貫通後改寫;引用本文者,務必再確實求證。)

 


亞太區域發展暨治理學會首席經濟學家、鉅亨網總主筆邱志昌 | 邱志昌

淡江財務金融學系博士、統計學系傑出系友;淡江大學副教授。2015年香港亞洲金融論壇(AFF)台灣代表團長;中華民國第一屆投信投顧公會理事。專注全球金融市場趨勢預測研究,常接受國際投資銀行、國內金融業金融投資諮詢與論壇邀約;常出席資策會大陸產業經濟會議、金融研訓院研究計畫審查。

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