王志強博士談低軌道衛星商機前，必須先瞭解Elon Musk是如何起家，他的商業模式以及星鏈計畫（Starlink）版圖全貌為何。Elon Musk起家Musk從電子商務支付系統PayPal賺得創業第一桶金，再以eBay在2002年以15億美元買下PayPal的資金，設立SpaceX以及其他幾家新創公司，其中包括生產電動車的Tesla。Tesla能夠成功打開電動汽車市場，供應高達75%零件（註一）的台灣廠商居功厥偉，例如馬達動力系統（富田電機、和大、中鋼）、車電系統（和碩、台積電、亞光、同欣電）等。商業模式Musk的太空事業版圖是，提供衞星發射服務開始，SpaceX的核心商業理念在於：實現「垂直整合」（Vertical Integration），提供一條龍服務，降低營運成本，並持續改良演變 。SpaceX從開發「獵鷹九號」（Falcon 9）液態火箭引擎（註二）起步，逐步進入通信衛星產業星鏈計畫（註三）。 亞馬遜（Amazon）創辦人Jeff Bezos的Blue Origin所推出Kuiper衞星計畫（註四），與SpaceX的星鏈計畫（Starlink）的商業模式如出一轍。星鏈計畫在星鏈計畫（Starlink）進入衛星通信市場前，HughesNet 和Viasat是兩家比較著名的全球「寬帶衞星網路」（Broadband Satellite Network）營運商 – HughesNet有20多顆衛星，Viasat也有6顆衛星，上述兩家公司的衛星全都分布在「地球同步軌道」（Geosynchronous Orbit；GEO）。一般GEO通信衞星都放置在飛行高度達36,000公里的GEO軌道上，好處是涵蓋面積廣，壞處則是信號傳輸距離遠，會造成顯著的「信號延遲」（latency）；平均延遲時間約為100至300「毫秒」（ms）。一般來說，視訊串流（video streaming）與電子遊戲是無法接受100~300「毫秒」（ms）的信號延遲。造成通信信號延遲的原因不只一種，本文所提到的延遲主要是因為距離所造成的「信號傳播」（propagation）延遲。一般而言，手機的cellular信號延遲小於5毫秒，而衞星通訊信號延遲往往超過100毫秒，主要是因為地球同步衛星離地面太遠、而且頻寬較小。並不是世界上每個角落都設有基地台，所以在偏遠地區，以及一些第三世界國家沒有「網格網路」（cellular）的基礎建設，最便捷的通訊設備還是得靠衞星通訊。低軌道衛星通信Musk看準了這個商機，計劃逐步在「地球低軌道」（Low Earth Orbit；LEO）發射4.2萬顆小衞星，佈建出一個低軌道通信衛星網（參見上圖）。低軌道通信衛星網共分為三層：底層在340公里、中層為550公里、上層在1,110公里左右，目的就是要將信號延遲數字降低到25毫秒以下。在Starlink加入衛星通信戰局前，全球發射的軌道衞星總數累計為12,480顆，目前大約只有4,900顆還在運作。Starlink目前已經發射超過3,000顆衛星到低軌道，Starlink能夠快速佈置低軌道衛星，就是靠SpaceX的火箭發射能力 。「獵鷹九號」（Falcon 9）火箭一次能運載60顆250公斤的小衞星到低軌道；Falcon Heavy甚至可以一次運送245顆衛星；而SpaceX的衞星製造工廠每個月可生產約120顆衛星。Starlink Internet目前的服務地區，侷限於美國高緯度地區及加拿大、英國、丹麥、比利時、法國、德國、荷蘭、澳洲及紐西蘭等地，估計到2023年底才能完整覆蓋全球各國。在俄烏戰爭中，Musk對烏克蘭無償提供Starlink衛星通信服務，不得不承認他不僅是經營長才、科技天才，更是位市場行銷高手。星鏈計畫難道只是瞄準沒有「網格網路」（cellular）基礎建設的偏遠地區與第三世界國家？當然不是，所以台灣廠商需要洞悉星鏈計畫的商業版圖全貌。下一篇會繼續為讀者介紹SapceX火箭發射器、Starlink衛星本體、用戶端天線與相控陣列天線的演變及所衍生的商機。附註一：電動車產業卡位戰 特斯拉75%零件MIT （Yahoo 新聞） 附註二：漫談太空旅行（四）附註三：馬斯克的「星鏈計畫」（Starlink）附註四：不讓馬斯克專美於前！亞馬遜旗下Kuiper計劃明年發射首批低軌衛星，劍指SpaceX「星鏈計畫」 作者王志強博士曾任美國麥道太空系統公司（MDSSC）空氣動力學專家，1992年加入台翔航太（TAC）協助民航機產業發展；曾歷任安達信 企業戰略經理，中國和光集團戰略長、鴻海董事長特別助理、友達營銷高階主管、林肯電氣合資公司廣泰執行副總、美世顧問台灣區總經理、上海佳格營運長等。

半導體產業要因應汽車產業趨勢和現象所必要的變革，可從過去半導體產業的歷史中取經。車用半導體有一小部分需要用到高階製程，譬如L4、L5的自駕晶片，其中具備的機器學習功能，所用的製程自然與GPU類似，需要最先進的製程；其餘大部分的晶片則以較成熟製程對付即可。但這不表示這些晶片非屬高科技產品－高科技產業需要持續的投入資金研發，不斷創造新的經濟價值。譬如功率元件（power device）雖然毋需精細製程，但是其元件的材料和結構仍然還在持續研發當中，以求提升耐壓、高頻、可靠性等性能。現在高壓功率元件使用的是寬頻隙（Wide Band Gap；WBG）半導體如碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN），但是超寬帶隙（Ultra Wide Band Gap；UWBG）半導體如鑽石（diamond）、氧化鎵（Ga2O3）、氮化鋁鎵（AlGaN）、氮化鋁（AlN）等新材料，與使用這些材料設計的高壓功率元件研發已然上路，所以車用半導體零件的高科技特性仍然穩固，這一點對如何因應產業環境變化的策略制定是很重要的基礎因素。這2類汽車半導體對於汽車廠的需求與現象，也應該各自有策略性的回應。對於需要先進製程的晶片，代工模式仍然有明顯的優勢：集世界各式邏輯晶片需求之力，取得研發的規模經濟；相較之下，汽車廠的內部垂直整合半導體製造模式難以施行，因為存在利益衝突。即使客戶大如華為、Tesla，從來也只想自行設計，而非自行製造高階晶片。所以對於先進製程晶片，半導體產業所欠缺的只是區域供應鏈—Tesla計劃在台積電美國廠用先進製程生產高階自駕晶片，其中當然有源於疫情期間武漢汽車零件供應斷鏈事件，以及半導體產能不足問題取得教訓的考量。是故，這類車用半導體所需要的改變只是生產設施接近客戶，並且有分散來源及產能調配能力。這是目前半導體業乃至於電子業正在發生的事。其他類的半導體汽車零件就比較麻煩，如功率元件、MCU、感測器、通訊元件等。這類半導體零件，有個行之已久的半導體策略，因應區域供應鏈以及汽車產業內垂直整合的趨勢與現象：製訂產品統一規格、建立公用的測試驗證平台。一旦產品有統一規格，產品的設計者與應用者無須另行繁複的溝通；而有公用的測試驗證平台，產品也無須針對個別汽車廠，另外進行逐個內部冗長的驗證程序。半導體中最大的次產業DRAM就是受惠於此發展策略。所有公司生產的DRAM的所有規格是一樣的，並且可以互換使用，所以DRAM也被戲稱為「大宗商品」。DRAM公司之間用以差別化彼此產品者，只有產品的推出時間、價格與可靠性等幾個因素。因為有這統一規格的因素，市場形成完全競爭，產品價格大幅下降，在使用者端—在過去是電腦廠商，而後又加入手機廠商—傾向於大量使用以提高系統效能，此又進一步促成擴大DRAM市場，DRAM遂成半導體的最大次市場，相關製造業者也有能力累積足夠資金，成為2000年以前整個半導體產業製程技術的推手，持續半導體為高科技產業的屬性。此外，其主要的應用，如產業電腦和手機也得以快速發展，這是一個半導體產業與系統產業雙贏的策略。將此策略施用於汽車半導體零件，很可能也會有類似的效應。事實上半導體的行業組織國際半導體產業協會（SEMI）正在先推動功率半導體的統一規格—因為電動車的量產會先行發生，期待此一措施可同時促進半導體產業及汽車產業的發展。筆者看到半導體之於汽車產業的圖像，乃以下景況：半導體產業將分散製造廠址，滿足區域供應的需求，這已經是現在進行式；但是仍會保持集中研發，以加大研發的規模經濟，維持半導體產業的高科技屬性，這是現在完成式也是未來式。在產品面上，汽車廠會保有自駕晶片的設計。這是汽車廠的核心競爭能力，無可讓予。其他的零件則會逐漸建立統一規格、公用測試驗證平台，這會提供汽車廠多元的、便宜的零件供應來源，而半導體產業也同時受益於市場擴大、交易成本降低以及規模經濟的形成。至於汽車產業內垂直整合半導體製造的企圖，這是過去已驗證過的艱難道路，他們有我的祝福。

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。

綜觀近年來物聯網（IoT）、人工智慧（AI）、5G等智慧技術，在各個領域的導入風起雲湧。不過，相較很多領域的蓬勃發展，智慧製造在全球智慧應用的統計「數據」中屬於後段班的，顯示其複雜度所導致的難度，遠比其他領域困難。一場世紀疫情對供應鏈所造成的衝擊，迄今尚未完全解除，加上各方對2023年經濟情勢的預估都偏悲觀，「K型反轉」態勢將拉開業界勝敗輸贏之間的差距。預估在疫情逐漸解封後，Ｋ型走勢也將出現在積極與消極布局布局的業者之間：口袋夠深且危機入市的業者，可望在下一波復甦中加速成為贏家。相較2021年致力倡議元宇宙發展的Meta執行長Mark Zuckerberg，近期裁員超過超過1萬人，另一隻K腳卻在元宇宙的實踐中，出現有趣的上行反差。鴻海團隊則提出「元製造解決方案」，整合將雲端、地端進行整合服務，透過工業物聯網完成軟硬體互聯、虛實整合，透過讓AI、XR、5G打通數位孿生（Digital Twin）的各個環節，打造智慧工廠與智慧供應鏈，「工業元宇宙」一詞甚囂塵上，成為業者因應全球新保護主義的最佳利器。加上工業元宇宙的建構十分複雜且具挑戰，高門檻一但被建置之後，競爭者將難望其項背，競爭力高下立分，也構成上行K腳的寡佔優勢。有調研研究機構推估工業元宇宙的風潮帶動對智慧製造的投資，全球市場規模於2025年將突破5,400億美元。從德國2012年提出工業4.0倡議後，各國依樣畫葫蘆地推出類似政策，殊不知德國以其雄厚的工業基礎底氣向上堆疊各種可能，此與工業基礎不足的經濟體所擁有的資源與可能發展的路徑截然不同。無奈2022年一場俄烏戰爭重擊德國的能源結構與工業發展的前景，加上美國在工業化的倡議吸引著更多美國與全球布局的想像。Siemens於2013年9月投產的成都智慧工廠，是德國安貝格工廠的實體孿生（2座工廠的規劃與機台完全相同），這個布局與數位孿生可謂相輔相成，因為只有智慧機械不足以成事，即便數位化、智慧化工廠都尚未能竟全功。思維架構必須以全面營運的觀點，觀照所有上下游供應鏈智慧化。因此，Siemens的布局可謂既深也廣，以其工業設備的既有優勢，鋪墊工業4.0的核心數位孿生，建構工業元宇宙的生態系與其競爭力。所有生產製造領域中，半導體產業在內的電子業具備高度標準化的特性，甚至在流程上已接近化工業的連續生產。不過，高度標準化的製造與營運流程並非所有產業的現況。目前智慧製造的關鍵節點在於可程式化邏輯控制器，而且多數仍在擷取數據的Outbound模式。工業元宇宙的應用以「程式化邏輯控制器」（Programmable Logic Controller；PLC）為雙向生產數據的轉運站，將大幅提升單機、整線、與整廠的聯網效能。若以每一台PLC作為一個IP節點，架構5G應用的工業元宇宙，情境本位的規劃（Scenario-based Planning）可推估一個數位透通的供應鏈將大幅提升企業專網的應用價值，但前提是關鍵節點之間彼此的聯通，以及從聯通數據後所創造具有意義的管理價值。大處著眼、小處著手，依舊是聯通成功的唯一路徑。布局工業元宇宙除了技術面的挑戰外，組織間的挑戰更為嚴峻！掙脫資訊孤島的限制，長久以來都有賴軟實力的發揮，部門之間、廠區之間、上下游之間，倘若資訊全面透通，效益自不在話下，但有許多管理面的障礙需要克服。首先，以過去供應商與客戶間在追求成本優勢時的擠毛巾做法，遺留許多夥伴關係中不信任的變數。其次，等化（Synchronize）供應商與客戶之間的智慧化水準涉及重大投資，合理化相關投資報酬，方能通過董事會的決議。第三，組織間的文化與流程的異質性需要被理解與有效銜接，上述情境本位的規劃才有機會實現。最後，資訊安全這項大哉問，依舊考驗新次世代供應的建構進程。面對各國新保護主義的新局，以科技創新突破政策桎梏，反映科學發展觀，反制人為政策對市場經濟的干擾，但在實踐科學技術打開僵局之際，有待同步排除策略與組織面的障礙。台商在這一波工業員宇宙技術新布局階段，除了新設備的投資外，全面翻新組織架構與企業流程，即可在下一波競爭中脫穎而出。

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。

先從一張彌足珍貴的老照片談起。筆者於2014年借調國家實驗研究院營運長時，受智融基金會之邀，參與時任宏碁董事長的施振榮先生搭建之歐亞峰會平台（Europe X Asia；EXA），前往柏林參與各類型的大小會議。其中一站來到了德國媒體集團Axel Springer總部，在頂樓的展覽館裏四處閒晃，無意之間看到了這片被壓克力隔開的石塊碎片。這幀照片的主題是1989年柏林圍牆拆除時的一個碎片，相信當時有很多人都蒐藏了類似的碎片，但上面的三個簽名，是它之所以能被安置於歐洲最大媒體集團閣樓中的原因，由下順時針的簽名分別是那個波瀾壯闊年代的關鍵政治領袖：美國總統老布希、德國總理柯爾與蘇聯總書記戈巴契夫。在柏林圍牆倒塌的兩年半前，老布希的前任美國總統雷根應邀在柏林發表演說，他站在象徵凱旋的布萊登堡門下，對著豎立已超過26年的柏林圍牆，簡潔卻鏗鏘地宣示「戈巴契夫先生，推倒這堵牆！ 」（Mr. Gorbachev, tear down this wall! ）呼籲的是政治的、軍事的、經濟的、人道的多重命題。觀賞過電影《間諜橋》的讀者，對於凜冽的冬天都不陌生，更加刺骨的是那一道牆所隔開的世界。1980年代，在美國雷根總統和英國佘契爾夫人聯手打造的新自由主義全球架構中，那堵167.8公里的牆就顯得特別格格不入。約兩年半後，這堵牆跨了，蘇聯也瓦解了，世界頭也不回地奔向了接下去的三十年全球化。柏林圍牆倒了十年間，網路啟動了商用化契機、亞洲經歷了金融風暴、社會學家歸類的Z世代（Generation Z，指1990年代末至2010年代前出生的人）新人類出現。在非典型政治人物川普出現前，世界各國狂歡沉醉於全球化所許諾的美好未來中。突然之間，美墨邊境開始築起了高牆，川普反雷根三十年前拆牆之道而行，掀起了新保護主義。繼任者拜登在2021年在大國博弈中也開始了脫鉤的政策走向，其背後是美國智庫提出的小院高牆（Small yard, high fence）框架。川普總統吹起了新保護主義的號角，繼任的拜登總統在政策上不僅沒有回頭的跡象，甚至巧妙地運用如《降低通膨法案》（Inflation Reduction Act；IRA）這類法案逼得各國供應鏈不得不讓美國再度偉大。唸過國際貿易理論的人都知道，補貼是比關稅戕害自由貿易更烈的政策。看來這一波各國紛紛加碼的補貼政策，所豎立的已經超越看得見或看不見的牆，所拆毀的已經是自由經濟的根基，鐘擺不僅擺回1980年代，甚至擺幅已達顛覆1944年布雷敦森林協定（Bretton Woods System）的程度。近年來的G2博弈已延燒到數位貨幣政策，加密貨幣最近雖然有如落水狗，但難謂在未來幾年中不會改變世界金融、貿易與投資的格局。小院，不會只在美國；高牆亦然。淨零永續在歐洲已經滴答滴答預告了碳邊境調整機制（Carbon Border Adjustment Mechanism；CBAM）的迫近，未來各國在各種貿易障礙中會運用各種名目將經濟活動在地化，因為全球化的課題並非僅僅停留在產業布局與貿易赤字的層面，更涉及選票、也關乎政治。世界貿易組織不意外地將日薄西山，反正WTO的功能距「We Talk Only」也不遠了。自由貿易遠颺了嗎？台商豈是吃素的？植基於經略國際市場的多年經驗，未受疫情的影響的布局早已深入各個新市場格局中，例如，台達電在底特律的研發中心有300人的編制，早已默默布局美國的電動車充電樁生態系。但各種策略正在動態對應各種法令環境的巨變。針對四十年來牆的變遷，謹提出二個巨變中的智能對案芻議：對案一：加速工業4.0的進程。分散式在地化的產業鏈相較於前一代集中式全球化的產業鏈一定有得有失，但唯一不變的重點就是如何將IT與OT進一步融合！智慧製造在各種智慧應用中堪稱是最緩慢的一個區塊，好不容易建置個關燈工廠或有個入列「燈塔工廠」的消息，總是被大肆宣揚，但那只是一個里程碑，並非終點。對案二：統籌全球在地化布局。全球在地化要兼具彈性（或更夯的韌性）供應體系，同時保有成本優勢，並非一件易事。台商若欲延續製造優勢，是必須要強化IT（線上、虛擬、軟體）的優勢，以全球化戰情室連結各地流程與循環，異質資料庫的資料交換將是管理決策的致勝關鍵。從資料庫著手，導入智能決策工具，才能兼得全球化與在地化的優勢，方能成為下一代的霸主。《新聞小辭典》布雷敦森林協定（Bretton Woods System）：第二次世界大戰後以美元為中心的國際貨幣體系協定。 

三、關於負極材料，鋰離子電池的負極材料是石墨，鈉離子由於尺寸大，無法嵌入石墨中，如果要用石墨則必須提高石墨的層間距離，此舉顯然會增加製造成本，同時降低負極的結構穩定性，而且技術可行性低。鈉離子電池最好的負極材料是無定形碳，分為硬碳（難石墨化碳材）和軟碳（易石墨化碳材），硬碳被認為是最好的負極材料，其在鈉離子電池的單位能量密度比較高，約為200~450 mAh/g，而石墨在鋰離子電池的能量密度為375 mAh/g，性能上是可以互相媲美的。惟其價格很高，大約在10萬至20萬美元/噸之間，這是鈉離子電池往後在普及化時需要進行成本優化的一個關鍵。（請參考表3）表3. 負極材以硬碳為主流(b)石墨：3~7萬美元/噸；硬碳：日本進口約20萬美元/噸。四，關於鈉離子電池的性能，它沒有「過放電」的問題，理論上可以放電到0 volts. 而鋰離子電池是不能夠被完全放電的，如果鋰離子完全脫出，那麼負極石墨的層間結構可能會坍塌影響鋰離子的二次嵌入。其次是鈉離子電池低溫性能是遠優於鋰離子電池，在零下20度依然保持90%以上的供電保持率，在零下40度依然還有70%以上的保持率，在冬天裡電動車的無法續航問題將不復見。五、鈉離子與鋰離子電池的「電解液」相同，都是採用碳酸酯類的有機溶劑，但是「電解質」的選擇就有所區別，鈉離子電池同樣也可以採用類似於鋰離子電池的六氟磷酸鋰，採用六氟磷酸鈉。目前產業都在推行電解質的無氟化，鈉離子電池可以採用成本更低的高氯酸鈉。氯酸鈉也一直是被視為鈉鋰離子電池的標準鹽且非常的便宜，對於大規模儲能的應用來說的是非常合適的。但是因為高氯酸鹽是強氧化劑，溶於有機物質會產生強烈的化學反應，所以無論是高氯酸鈉還是高氯酸鋰都還沒有真正成為電解質的首選。六、前面我們提及鈉離子電池的電導率更高，擴散能力更強，此即意味著他的倍率性能越好（C-rate），現在的鈉離子電池至少具備3C的充放電倍率，功率輸出會更強，大功率快充速度也會更快。但能量密度是比較關鍵的因素，如果能量密度也低的話，為了實現同樣的續航力，可能要多增加幾個模組。鈉是週期表第11號元素，原子量是22.9g/mole，它在氧化還原反應中只能攜帶一個電荷，與鋰元素為6.9g/mole的原子量攜帶一個電荷相比顯然不佔優勢。從實際產品來看到鈉離子電池目前能量密度普遍在100~150Wh/kg左右，鋰離子電池為120~180Wh/kg，彼此間還是有差距的。但是隨著對於正極材料的開發，鈉離子電池能量密度們也會持續提升，如果能夠做到跟磷酸鐵鋰一個水準，應該就具備了獨立驅動電動車的資格。七、未來的策略是要把鈉離子電池與鋰離子電池集成起來，組成一個混合電池來間接降鋰離子電池的成本，在可見的一段時間內，大家應該還是不放心純粹使用鈉離子電池來驅動車輛的。再考慮安全性能這一點，鈉離子電池遭遇短路時瞬間發熱量比鋰離子要小溫升較慢，因此相對安全一點。此外，鈉鋰離子產生枝晶的概率相對較低，所以能進一步增強安全性，但是負極上被還原出來的金屬鈉如果遇水的話也會引起起火爆炸，所以它只是相對安全一些。整體來說鈉鋰子電池在正負極材料電解液的研究上，還有很多的節點需要進行優化，當然這個難度主要體現在動力電池的運用上。如果是大規模儲能系統的話，成本是第一要素，此時他它的競爭對手是鉛酸電池而不是鋰離子電池，筆者的結論是比較保守的，我不認為鈉離子電池能夠取代鋰離子電池，與鋰離子電池的搭配使用來降低整個電池組的成本反而較為可行。（圖2）圖-2. 鈉電池未來應用場景，取代鉛酸電池後續切入儲能與低速輕型電動車市場一個重要觀點是：動力電池之間競爭的核心一定是性能而不是成本，一定是先有性能再降低成本，而不是先降低成本再來提高性能。 如果僅僅為了成本而放棄性能，這就有點本末倒置了。本文參考Youtube「大劉科普」資料，並感謝林琮祐先生提供第四屆產業論壇電「池技術發展與佈局」相關資料供參考。以下提供鈉離子產業鏈及上下游供應鏈(a)，供參考。  

計算機能變得很好用，編譯器（Compiler）及作業系統（Operating System）的發展功不可沒。作業系統管理計算機或行動裝置的軟體和硬體功能，讓所有應用和程式能順暢運行。桌面運算裝置最常用的作業系統包括微軟（Microsoft） Windows及蘋果（Apple） macOS。這些作業系統的功能複雜，很多原理歸功於1960年代電腦科學家的努力。1965年時，貝爾實驗室（Bell Labs） 、奇異電子（General Electric）和麻省理工學院（MIT）合作建立一套多使用者（Multi-user）、多工（Multi-processor）、多層次（Multi-level）的作業系統，稱為MULTICS， 主要貢獻者是「分時處理作業系統」之父柯巴托（Fernando José "Corby" Corbató, 1926~2019）。因計畫的工作進度延遲嚴重，MULTICS在1969年終止。當時參與計畫的湯普森（Ken Thompson） 在MULTICS寫了一款電動遊戲程式「星際旅行」（Space Travel）。在MULTICS打烊後，為了能繼續玩這個遊戲，湯普森找來瑞奇（Dennis MacAlistair Ritchie, 1941~2011），發展出一套更有效率的作業系統，稱為Unix。這套作業系統後來成為主流，廣泛的被各種電腦採用。在Thompson 及 Ritchie獲得圖靈獎（Turing Award）的次年（1984年），貝爾實驗室的技術期刊《AT&T Bell Laboratories Technical Journal》編輯一期特刊，專門討論UNIX系統。1984年這一期特刊，具有紀念性，成為我的珍藏版。為此特刊撰文的作者都赫赫有名。當中寫Preface的 Robert L. Martin 是我在Bellcore時的大老闆，而Robert H. Morris則為現任IBM的全球服務副總裁，他於2010年來台灣，頒發IBM Faculty Award 給我。近年來，超級電腦業者打破「高速計算」必須透過一部高速運轉的超級電腦來執行計算工作的思維，而作業系統更加重要。2008年4月克雷公司（Cray Inc）開始與英特爾技（Intel）術合作，用Xeon處理器及刀鋒系統設計來打造超級電腦，稱為Cray CX1。這種蛻變的高速計算，稱為「高階計算」(High-end Computing)。以多部CPU進行高階計算，原理是平行理論（Concurrency Theory），早期的主要貢獻者是米爾納（Arthur John Robin Gorell Milner, 1934~2010）。我於2014～2016年間在科技部督導超級電腦的建置，了解其技術的複雜度，更能體會過去計算機先驅者的貢獻。 

2022年12月上旬多則報導寧德時代擬於2023年量產鈉離子電池，似乎其效能已可與鋰離子電池並駕齊驅，又頗具價格競爭力，鈉離子電池會不會取代鋰離子電池統治電動車市場，市場是否要變天了？以下我們來深入瞭解鈉電池的各項指標。中國企業如寧德時代，國軒高科、憶緯鋰能、比亞迪等都在研究鈉離子電池；甚至已有幾家企業準備量產，筆者覺得即使真的那麼快能夠裝上電動汽車，但要能獨立驅動電動車還是有一段距離，那為什麼鈉電池會突然這麼火紅呢？鈉離子電池火紅的原因有三：電池級的碳酸鋰價格持續高漲，且價格掌握在產出國手中，中國70%以上的鋰依賴進口，因此有必要尋求一個觸手可及且平價替代產品。鈉鋰子電池與鋰離子電池基本原理上可以說是相當雷同，現有的鋰離子電池技術體系絕大部分是可以平移到鈉鋰子電池的，比起開發一個全新的電池，其成本更低耗時更短。目前鋰電池的安全性及部分缺點，似乎可經由鈉鋰子電池來徹底規避或克服，綜合考量其技術可行性與成本差異，與其死守鋰離子電池，不如換條途徑。鋰離子與鈉離子電池可以說是一對孿生兄弟（請參考鈉電池工作示意圖），都是靠金屬離子在正負極之間來回穿梭，早在70年代的兩種電池就同步被發明出來，但是在後期發展過程中鈉鋰子電池沒有找到合適的負極材料，但鋰離子電池的正負極材料、隔離膜、電解液等方面均獲得了技術突破，並在1991年被Sony商業化了，至今鋰離子電池已經進入量產階段，加工，生產，封裝技術都比較成熟煞。然而，把鋰離子換成鈉離子就同樣可以量産了嗎？是可以，但是這樣生產出來的電池是無法單獨用來驅動電動車的。鈉鋰子電池能否取代鋰離子電池？我們由七個方向進行探討：一、鈉離子的絕對優勢就是成本。正極的原材料碳酸鋰近日價格是57萬美元/噸，而碳酸鈉的價格不到3千美元/噸，而且鈉鹽有著更出色的電導率，所以降低電解液的濃度時也降低了成本。同時鈉離子電池的正負極都可以使用鋁，成本可再壓低。如果鈉離子電池能夠做到跟鋰離子電池相同的效能，電動車的價格應該可以降低50%。二、鈉離子電池並非單純的替換一個鋰離子即可，在正負極材料有相當大的改變；與鋰離子電池正極材料類似，有3類：第1類是「層狀過渡金屬氧化物」（layered transition metal oxide），如鋰離子電池中某某酸鋰（鎳/鈷/錳/酸鋰）等，鈉離子電池對應的是某某酸鈉，所使用的過渡元素包括錳/鎳/鉻/鐵/鈦/釩等。但是與鈷酸鋰並不一樣，鈉離子的單層金屬氧化鈉並不穩定，所以必須要摻雜其他金屬，形成多元材料才能更加穩定，譬如英國有家公司採用錳/鎳/鈦/鎂四元層狀結構，能量密度達到160Wh/kg；又譬如中國某家公司採用的是銅/鐵/錳三元方案，能量密度可以做到135Wh/kg。第2類正極材料為「普魯士類化合物」即為過渡金屬六氰基鐵酸鹽，化學式如下NaxMa[Mb(CN)6]，Ma={Fe, Mn, Ni}，Mb={Fe, Mn}，這種材料的結構開放性比較好，更加有利於鈉離子的嵌入與脫出，但是由於一些副作用其穩定性和循環效能還是需要再改善。寧德時代對這種材料深入研究，經過測試新研發的材料其電池能量密度可達到160Kw/kg。第3類是「陰離子化合物」NaxMy[(XOm)n-]z，M為多價態的金屬離子如鐵/釩等，X為磷/硫等元素。這種材料呈現出3D網狀結構，工作電壓高循環效能較好，但是能量密度比較低。以上三種正極材料各有優劣，而且都有廠家在研究，最終哪種會形成主流目前還不得而知。表2. 正極材料三條路線各有千秋，層狀氧化物有望率先應用（文長待續）

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。