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林育中
DIGITIMES顧問
現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。
半導體產業在汽車業的機遇與挑戰(一)
在地緣政治的影響以及疫情造成的斷鏈之後,往昔的全球貿易正在重整供應鏈,可能的方向之一是區域供應鏈。對於台灣經濟倚賴甚重的半導體而言,區域供應鏈也可能帶來結構性的變動,也需要一些對策來因應這些變革,本文想探討的主題。與半導體較緊密相關的產業分別是資訊產業、汽車產業以及通訊產業。此3個產業也是現在與未來半導體產業的主要應用市場。車子賣出後 才是長期服務的開始台灣對汽車產業特別寄以厚望。一方面是汽車半導體零件市場目前的成長率較其他產業要高,預計到2030年,半導體有望佔汽車製造成本50%;另一方面,由於台灣的半導體優勢以及汽車產業中過去的「引擎障礙」消失,台灣有可能一圓當年在工業化過程所錯失的夢。汽車產業遠較消費性電子產品複雜。製造、銷售完才是長期服務的開始。汽車的平均使用年限在美國平均近12年,如果計入統計的長尾,維修零件的備料要求可能長達20年。法律、基礎建設、召回等市場環境及風險影響營運的重大因素,也非汽車廠能單獨掌握的,這些都需要長期的部署。毋怪豐田在面對這麼許多的電動車、自駕車的後起之秀時,仍然氣定神閒—這些部署都需要區域性而且是長期的努力。台灣有半導體產業的基礎,固然有利於切入電動車乃至自駕車產業,但是要從中獲利並非必然結果。區域化供應鏈會讓從零件生產製造一路到維修的產品,需要有強而有力的當地因素,特別汽車產業具有前述的因素,台灣要以自有的品牌建立全產業鏈的區域化服務,近乎平地起高樓。如果只做半導體零件呢?畢竟這部分市場有機會佔汽車製造成本的50%,在更長遠的未來,更有可能攀升至70%。即使現在無法做品牌、整車的全流程服務,單只是半導體零件本身就是一個極其龐大的市場,可能大過電腦和手機的總和。但是在目前的狀況是,部分車用半導體零件需要客製化,而其產品驗證是一個極漫長的過程,保證供應期又遠超過一般晶圓廠平常願意承擔的期限。車用半導體垂直分工 已是現在式從汽車廠的觀點,如果產品主要的經濟價值絕大部分由其他產業創造,則汽車廠有淪為裝配廠的危機。另外,汽車廠在此次疫情也吃足傳統汽車零件以及半導體零件供應短缺的苦頭,所以汽車廠也開始考慮垂直整合進半導體設計、製造,特別是從電動車起就會開始使用的功率元件,譬如博世(Bosch)和比亞迪,目前都已擁有自己的晶圓廠設計、製造功率元件。這是個新的現象。這個考慮早在手機年代就開始浮現,像華為建立海思,掌握手機最主要加值的部分。Tesla以及通用汽車(GM)旗下的通用自動化巡航(Cruise)也開始自己設計L4、L5 高階的自駕(Advanced Driver Assistant Systems;ADAS)晶片,動機也是類似的,只是其企圖到目前只止於晶片線路設計。設計公司、晶圓廠附屬於汽車廠內部在晶片設計,在產品驗證上擁有內部溝通的優勢,可以大幅縮短時程。另外,近乎穩固的供給與需求對應關係也在發展早期容易生存。缺點是設計公司、晶圓廠不太容易有外部客戶,可能存在的利益衝突難以避免。回顧半導體發展的歷史,很多的系統公司都曾經歷系統設計製造和半導體零件設計製造垂直整合的階段,最早移轉半導體技術給台灣的RCA(Radio Corporation of America)就是一個典型的例子。但是這些垂直整合的晶圓廠最後多以消散告終。主要原因之一就是前述的利益衝突使得其經營的規模經濟無法成長,回過頭來這也限制營業利潤與可使用的研發資金,在需要持續投入資金做研發的高科技產業無異自絕前路。汽車產業電動化及自駕化,為半導體產業開創快速成長的新市場,但是區域供應鏈及汽車廠與晶圓設計、製造垂直整合的趨勢與現象也對半導體產業構成挑戰,策略性的因應這兩個挑戰將無可迴避。
2023/1/5
中國半導體產業發展,為何不如預期?
中國發展現代半導體技術迄今已超過30幾個年頭,國家資本對於產業的支持比日、韓、台早期發展時的政府支持,有過之而無不及,而資金支持及政策優惠在產業經發展已達4分之1世紀後,仍然是現在進行式,甚至力度還在增大之中。然而發展結果與預期並不相符,至少與產業性質稍似的中國面板產業的發展結果大相逕庭。主要原因自然是半導體產業的本質較複雜,但是我想討論的,是因發展體制可能造成對於半導體產業成效的影響。中國半導體產業發展體制所影響的第一個因素,是因發展初期半導體廠資金需求相對龐大,國有資金無可避免的必須扮演主要角色。但是國有資金在其投入後並未功成身退。雖然後來半導體企業開始自公開市場募取資金,國有資金仍然保有主導權。純粹利益取向的社會資金在半導體產業中無法促使企業天擇淘汰,形成完全競爭。這項因素現在已經被清楚地意識到,中國官方新立的半導體研發項目在目前的規定中,對於國家資金的佔比是有最高限制的,這也許能消弭部分過去所見的不利影響。但是國家資本因為地緣政治此時的介入,只能持續的投入。目前中國的一般社會資金仍視半導體為極高風險的產業,適宜進行半導體新項目投資的,似乎只有相關連的大企業,譬如汽車、手機、家電等相關企業,具有充足資金、並追求半導體零件與系統的垂直整合利益。然而,如此的投資模式在上世紀各國經歷過長期考驗,因為與晶圓廠客戶存在利益衝突的可能,不利於晶圓廠規模經濟的成長,企業本業的管理模式也未必適用於晶圓廠管理,這是可能有副作用的權宜之計。第二個因素是企業負責人的任命,這項因素與前項因素息息相關。由於國家資本佔主導地位,負責人自然也由國家資本方指派。在過去的例子中,具有行政、管理、財務等專長的居多數。但是在高科技產業中,特別是半導體產業,負責人具有科技背景、產業經驗絕對是企業成功的關鍵因素之一,至少此現象在統計上有極其顯著的意義。此道理也很淺顯,企業負責人要具有產業技術趨勢的遠景,才能做有競爭力的長期規劃以及重要判斷。這一點日前似乎也被關注到了。從最近重整後長江存儲董事長陳南翔的任命即可以看出端倪。陳南翔具有半導體工程背景、長期產業經驗。雖然此新任命案不能說一定是新趨勢,但是至少這是一個新思維的開始嘗試。再來是人力資源的配置。目前中國的半導體產業就業人口與計畫需求還存在巨大缺口,還缺20萬人以上的差距(2022年統計估為25萬人)。但是在教育體系的供給面上,這並非是一個重大問題,中國近期微電子專業的本科生(即台灣所指的大學生)和大專生1年約有20萬人左右畢業(2020年時人數約為21萬人),這個缺口並非無法填補,要解決的是就職意願的問題。在中國目前的經濟環境下,許多薪資原先超過半導體的產業,如金融、銀行、網路、房產等,在目前的經濟發展狀況有可能逐漸被半導體超越。但是這些就業人員的專業養成過程和專業配置,即使在中國內部也是具有爭議性的議題。遲至去年(2021年),微電子才正式成為中國高校(大學)的基礎分類系別。中國的半導體從業人口,絕大部分是微電子專業、少部分是物理系,這與其他國家的遠較廣泛的專業配置—包括電機、化工、機械、材料、物理、化學、資工等—截然不同。在目前半導體產業的增值手段已從單純的製程微縮,變成較多元的製程微縮、先進封裝、創新材料,甚至再加一點點的生命科學的多元趨勢,如果人力資源過於集中於微電子專業,顯然不利於中國半導體產業更長遠的發展。另外,中國半導體產業2022年有80%的就業人口是本科/大專學歷,碩博生比相對較低,這與高科技產業的特性—以持續的研發創造新經濟價值—是有所扞格的。最後是產業規模經濟的視角。高科技產業需要持續投入研發以維持獲利競爭力,而持續的研發活動其經費自然是從營業利益中產生。要產生足夠的獨立自主研發經費,公司的營業額需要在其所在的次領域中至少佔相當比例,這個比例粗略的來說大概是世界市場的15%。從嚴格的意義上,中國目前還沒有先進的晶圓製造廠已進入了穩定的良性迴圈之中,世界市佔比最接近此比例的是中芯國際和長江存儲。這個產業宏觀考慮最近似乎也進入中國產業調整思維之中,已有幾個缺乏規模經濟的個別公司有合併的想法。至2022年10月為止的統計,中國半導體自足率僅達16.7%。中國在半導體市場基礎科研上具有相當的優勢,檢視過去體制、重新調整發展方向可能是中國半導體產業新發展階段的有效手段之一。
2022/12/22
台積亞利桑納州廠First tool-in 按讚!
台積亞利桑納州廠(Arizona)的「首批機台設備到廠」(First tool-in)典禮成為產業新聞焦點,評論卻多持負面,頗多認為是台灣核心競爭力的外移。
2022/12/8
量子電腦與淨零
1981年,理察·費曼( Richard P. Feynman, 1918~1988)在一場研討會中提出「以電腦模擬物理」(Simulating physics with computers)的觀點,這是他主張量子運算的濫殤。
2022/11/10
半導體產業人力資源危機與管理(下)
在人力資源供給方面,相關的政府作為(從收效最長遠的數起)包括人口政策、移民政策、教育政策到產業政策。
2022/9/8
半導體產業人力資源危機與管理(上)
儘管早已預知經濟景氣可能將急反轉向下修正,2022年初科技產業的調薪幅度仍令人咋舌。比較高的調幅在「軟」的領域有高達20%的,在「硬」的領域資深的員工也有7%,新進的則在15%左右。
2022/9/7
量子計算威力的來源—量子糾纏講明白
半世紀前啟動的量子計算,利用了量子力學中的三個重要支柱:量子穿隧(quantum tunneling)、疊加原理(superposition principle)以及量子糾纏(quantum entanglement)。
2022/8/18
量子通訊的中繼器:量子記憶體
量子記憶體從基礎觀念上就與傳統記憶體不同。首先,這裡的記憶體是指類似DRAM或SRAM的緩衝器(buffer),只是暫存資訊之用。類似NAND能永久儲存的量子儲存器還早,有待探索。
2022/7/7
記憶體大戰略(下):從2D、3D到就近運算 記憶體的未來在哪?
半導體是高科技產業,高科技產業的特徵是持續的投入尖端技術開發,以創造新的經濟價值,挾以先進入市場的優勢,獲取超額的利潤,然後再以此利潤,重複投入更先進製程的開發,以擴大先進製程的領先進度,並投入更多的資本支出,建立更強大的規模經濟,這是高科技產業建立良性循環以在競爭中勝出的不二法門。
2022/5/10
記憶體大戰略(上):從DRAM產業興衰 看台韓半導體競爭策略
半導體是高科技產業,高科技產業的特徵是持續的投入尖端技術開發,以創造新的經濟價值,挾以先進入市場的優勢,獲取超額的利潤,然後再以此利潤,重複投入更先進製程的開發,以擴大先進製程的領先進度,並投入更多的資本支出,建立更強大的規模經濟,這是高科技產業建立良性循環以在競爭中勝出的不二法門。
2022/5/9
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