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半導體的經濟學思維

半導體產業鏈可略分為上中下游,愈往上游走,知識所需的層面就愈基礎且深入,也愈硬體導向;往下游走所需的知識就愈廣泛,愈偏應用及軟體。半導體人才的培養彷彿也有上中下游的概念。

最近讀了幾本關於經濟學的書籍,對於經濟學家利用邏輯分析、數學模型或田野調查等方法來解釋或預測人類或社會的經濟行為,如成長、衰退、貧富等,留下深刻的印象。

不免起心動念東施效顰,想要對自己所理解的半導體產業及人才做一番解析。

眾所周知,半導體產業鏈可略分為上中下游,在此上游定義為晶圓製造,中游為IC設計,下游則為系統應用。愈往上游走,知識所需的層面就愈基礎且深入,也愈硬體導向;往下游走所需的知識就愈廣泛,愈偏應用及軟體。半導體人才的培養彷彿也有上中下游的概念。

以前在學生時代,聽過老師們提起如何培養一位最適切的半導體人才,就是在大學時念物理,碩士時讀材料,最後再攻讀電機博士。由理科到工科,也由基礎到應用。

先來談人才的養成。

有不少半導體領域的專家,都是在大學時念物理,之後在博士時轉念電機,而卓然有成。前國立陽明交大校長張懋中院士便是此思維下的翹楚,經由物理及材料的訓練,最後拿到電機博士,並成為半導體界國際知名學者。

順流而下似乎是水到渠成,但是逆流而上呢?大學時念電機,而博士研究轉攻物理,甚至是理論物理,沒有太多成功的案例。

約莫二十年前,台大物理系的招生廣告中,曾高調地宣傳,當時在台積電任職副總以上人士,畢業最多的學校是來自於台大物理系。最近材料專家彭宗平教授,也在媒體表達了,在園區半導體業很多的主管是材料系畢業的。這些都說明了,順流而下是趨勢,也是個好的選擇。

產業界又如何呢?先經過了晶圓廠或IDM廠的歷練,轉而從事IC設計,而成就一番事業者大有其人。之前在IC設計領域紅極一時的晨星半導體,其創業團隊就是來自於世大積體電路,從事晶圓代工。但是在IC設計表現優異的公司,轉而往上游晶圓製造發展,鍛羽而歸者卻時有所聞。十幾年前矽統科技自建晶圓廠,就是個失敗的例子;最近又有專攻功率IC設計的公司,在蓋自己的晶圓廠。

畢竟IC設計所需的半導體製程技術種類繁多,不是一座晶圓廠就能夠涵蓋的;此外兩者的文化差異頗大,晶圓廠需要嚴謹的態度及做事方法,要經營的好需要有高的產能利用率,在在都與IC設計的思維不相符。

但是中游的IC設計與下游的系統應用間的隔閡,卻不是這麼顯著,兩者之間存在著既合作又競爭的態勢。IC設計公司已不再是單純地提供晶片,而是要提供一個解決方案。蘋果(Apple)就是鮮明的例子,不論是電腦所使用的CPU,或是智慧型手機內的AP處理器IC,都是自己所設計。近來雲端服務業者,也開始自行設計AI的晶片。只要是量夠大掌握出海口,且能找到合適的團隊,系統應用業者是可以往中游的IC設計去發展。但是也有失敗的例子,如不久前Oppo便結束旗下的IC設計公司。

華為這幾年受到美國的制裁影響不小,創辦人任正非曾公開表示,未來就是要用錢來砸數學家或物理學家,回過頭來把自家屬於上游的根基做好做穩。

我在美國留學期間,參加過一場光電領域的研討會,會議最後的問答時間,來自加州理工學院(Cal Tech)的光電大師Amnon Yariv教授,就在黑板上寫了馬克斯威爾(Maxwell)的4個方程式,然後說所有的解答都在裡面。事實上,在電機半導體領域最常使用的歐姆定律,就只佔這4個方程式的一小篇幅。

Open AI 創辦人Sam Altman最近宣稱,要花費巨資自建多座先進的晶圓廠,生產AI晶片。換言之就是由下游,直接挑戰上游。經濟學有趣的地方在於,永遠都會有另外一隻手(on the other hand)。有原則就會有例外,這是在處理經濟問題,經常會發生的。Altman是否會成功,且拭目以待。

 

曾任中央大學電機系教授及系主任,後擔任工研院電子光電所副所長及所長,2013年起投身產業界,曾擔任漢民科技策略長、漢磊科技總經理及漢磊投資控股公司執行長。