全球晶片荒帶來的啓示:問題不在半導體供應鏈?

全球晶片荒帶來的啓示:問題不在半導體供應鏈?

爲了討論美國對晶片短缺的反應,拜登邀請了臺積電等外國公司以及英特爾等美國晶片製造商,還有飽受半導體嚴重短缺之苦的知名用戶來開會。(示意圖/shutterstock)

拜登面對螢幕,在Zoom上向一羣執行長宣佈:「我們國家已經太久沒爲了超越全球的競爭對手,而做必要的大規模、大膽投資。」他坐在白宮羅斯福總統的肖像之下,舉起一塊12吋的矽晶圓,訓斥那些高管「在研發與製造方面落後……我們必須加油」。螢幕上的19名高階主管中,有許多人認同他的說法。爲了討論美國對晶片短缺的反應,拜登邀請了臺積電等外國公司以及英特爾等美國晶片製造商,還有飽受半導體嚴重短缺之苦的知名用戶來開會。福特(Ford)與通用汽車(GM)的執行長通常不會受邀參加晶片的高層會議,通常他們也對這種會議不感興趣。但2021年一整年間,隨着世界經濟與供應鏈因新冠疫情所造成的中斷而動盪,世界各地的人開始意識到,他們的生活與生計有多麼依賴半導體。

2020年,就在美國開始對中國實施晶片鎖喉策略,切斷中國一些領先的科技公司取得美國晶片技術的管道時,第二個晶片鎖喉點開始掐緊了世界經濟的部分領域,某些類型的晶片變得難以取得,尤其是廣泛用於汽車的基本邏輯晶片。這兩個晶片鎖喉點有部分相關。華爲等中國公司至少從2019年開始就在囤積晶片,爲未來可能遭到美國製裁預做準備,中國的晶片製造廠則是儘可能地買進製造設備,以防美國決定加強對晶片製造設備的出口限制。

然而,中國的囤積只解釋了一部分新冠疫情期間出現的晶片鎖喉點。更大的原因在於新冠疫情爆發後,晶片訂單出現巨大波動,因爲企業與消費者都調整了對不同商品的需求。2020年,隨着數百萬人爲了在家工作而升級電腦,個人電腦的需求激增。隨着愈來愈多的生活轉移到線上,資料中心對伺服器的需求也成長了。汽車公司起初削減了晶片訂單,預計汽車銷量將大幅下滑。結果當需求迅速恢復時,他們發現晶片製造商已經把產能重新分配給其他客戶。美國汽車政策委員會(American Automotive Policy Council)的資料顯示,世界上各大車廠在每輛汽車上使用上千個晶片,即使只缺一個晶片,汽車也無法出貨。2021年的大部分時間,汽車製造商都面臨買不到晶片的窘況。據業界估計,這些汽車公司2021年的產量比沒有面臨晶片短缺時少了770萬輛,相當於2100億美元的收入損失。

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拜登政府與多數媒體都把晶片短缺解讀爲供應鏈問題。白宮委託外界針對供應鏈的弱點寫了一份250頁的半導體報告。不過,半導體短缺的主因並不是晶片供應鏈的問題。有些供應確實中斷了,例如馬來西亞因新冠疫情而封城,影響了當地的半導體封裝作業。但根據研調機構IC Insights的資料,2021年全球生產的晶片比以往多——超過1.1兆個半導體裝置,與2020年相比成長了13%。半導體短缺的主因是需求成長,而不是供給問題。那是新的個人電腦、5G手機、AI資料中心所帶動的需求,最終而言,是我們對運算力永無止境的需求所驅動的。

因此,世界各地的政界人士誤判了半導體供應鏈的困境。問題不在於晶片業分散的生產流程對新冠疫情及隨之而來的封城因應不當。很少產業安然度過這場疫情、沒受到嚴重干擾。晶片業出現的問題,尤其是汽車晶片的短缺,主要是因爲汽車廠在疫情爆發初期瘋狂又衝動地取消訂單,再加上他們採用「及時生產」製程,幾乎沒有容錯的餘地。對於收入受到數千億美元衝擊的汽車業來說,他們理當重新思考自己的供應鏈該如何管理。另一面,半導體業則是迎來豐收的一年。除了大地震以外(這是機率很低、但不是零的風險),實在很難想像和平時期的供應鏈衝擊比晶片業2020年初以來度過的情況還要嚴重。2020年與2021年晶片產量的大幅成長,並不是跨國供應鏈受損的跡象,而是跨國供應鏈奏效的跡象。

然而,各國政府應該比過去更認真地思考半導體的供應鏈。過去幾年,供應鏈帶給我們的真正啓示,跟脆弱性無關,而是跟獲利與權力有關。臺灣的非凡崛起讓我們看到,一家公司有遠見、有政府資金的支援,如何改造整個產業。與此同時,美國限制中國取得晶片技術的限令則顯示,晶片業的鎖喉點有多強大。不過,中國半導體業過去10年來的崛起也提醒了所有人,這些鎖喉點並非持久有效。國家與政府往往可以找到迴避鎖喉點的方法,儘管那麼做既耗時又代價昂貴,有時甚至是極其高昂的代價。此外,技術轉移也會削弱鎖喉點的效力。

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只有當少數兩三家公司掌控鎖喉點時,這些鎖喉點纔有效,而且理想情況下,只有一家公司掐緊鎖喉點的效果最好。雖然拜登政府承諾「與產業界、盟友、夥伴」合作,但對於晶片業的未來,美國與其盟友並非完全一致。美國想扭轉其晶片製造佔比下降的局面,並在半導體設計與機臺方面維持主導地位。然而,歐洲與亞洲國家希望在高價值晶片的設計市場搶佔更大的市佔率。與此同時,臺灣與南韓都沒有打算放棄他們在製造先進邏輯與記憶體晶片方面的市場領先地位。當中國把擴大產能視爲國安必要條件時,未來美國、歐洲、亞洲之間可瓜分的晶片製造業務量有限。如果美國想增加市佔率,其他國家的市佔率就必須減少。美國暗中希望從其他擁有現代晶片製造廠的區域奪取市佔率。然而,在中國之外,全球所有的先進晶圓廠都位於美國的盟國或親美的國家。

(本文摘自《晶片戰爭》/天下雜誌出版)

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一個70年前還不存在的產業,決定了今日世界的樣貌。從玩具到汽車、從微波爐到導彈、從手機到股市,無所不在的晶片,是21世紀的新石油,是現代世界最依賴的稀缺資源。美國靠半導體成爲軍事強權,矽谷仍是設計先進晶片的重鎮,掌握大半關鍵技術,但中國正在急起直追,大動作投資半導體產業,爭奪霸主地位。位居供應鏈重要位置的臺灣,夾在兩大強權之間,更要面對日韓競爭,應該守住哪些優勢,又要考量哪些風險?

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作者克里斯・米勒在塔夫茨大學的弗萊徹學院教授國際史,特別專長美國與俄國曆史,他在研究冷戰武力競賽的過程中,發現半導體扮演了最關鍵的角色,因此決定以晶片爲題展開龐大研究,橫跨三大洲,從臺北到莫斯科,採訪上百位晶片業相關科學家、政府官員、工程師、企業家,首次爲晶片業的發展提供了難得的歷史縱深,這段比電影更驚心動魄的真實歷史,臺灣更是故事的核心角色。

晶片相關新聞天天有新進展,美中對峙愈演愈烈,晶片法案、制裁禁令,不只是臺灣,日本、韓國與荷蘭等供應鏈鎖喉點國家都被迫選邊站,下一步怎麼走纔對?晶片塑造了現代生活的一切,未來也仍將是全球最關鍵技術,這本書提供了理解此刻全球晶片爭奪戰的最完整、最迫切需要的解讀。

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【作者簡介】克里斯・米勒(Chris Miller)

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克里斯・米勒在塔夫茨大學(Tufts University)的弗萊徹學院教授國際史,他也是美國企業研究院(American Enterprise Institute)的Jeane Kirkpatrick客座院士、外交政策研究院(Foreign Policy Research Institute)的歐亞主任,以及總經與地緣政治顧問公司綠罩(Greenmantle)的董事。米勒着有《普丁經濟學》(Putinomics)等書,他也經常爲《紐約時報》、《華爾街日報》、《外交事務》、《外交政策》、《美國利益》等媒體撰稿。他於耶魯大學取得歷史學博士學位,於哈佛大學取得歷史學學士學位。米勒個人網站:ChristopherMiller.net,以及推特帳號:@crmiller1。

【譯者簡介】

洪慧芳

國立臺灣大學國際企業學系畢業,美國伊利諾大學香檳分校MBA,曾任職於Siemens Telecom及Citibank,目前爲專職譯者。

《晶片戰爭》/天下雜誌出版

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