選文(節錄)
摩爾定律會一直走下去嗎?
1965年,英特爾創辦人之一的戈登.摩爾大膽假設:今後每隔十八個月,半導體製程技術就可以進步,讓每個電晶體所占的平面面積縮小一半。換句話說,如果一顆IC晶片所占晶片大小不變,可以塞入的電晶體數目就倍增,可以增加許多功能。同時由於電晶體變小,電晶體與電晶體間的距離變短,連接用的金屬也變細變短,使得電子移動的速度變快,好處多多。於是整個半導體的供應鏈上的廠商,如生產設備、設計、設計工具、封裝、測試等都照著摩爾的假設去經營,時間久了,假設就變成了定律,影響深遠。雖然後來18個月一代的週期放慢到24個月,摩爾定律的精神繼續演進。當我剛進入業界時用的製程是6微米(或6000奈米),時為1978年。37年後的現今(2015年)已經可見一年內業界最新的製程將會縮小到10奈米。10奈米的下一代為7奈米,再下一代為5奈米。線寬愈小,造成的新問題就愈多,譬如漏電現象。當漏電變得很嚴重時,將無法準確地做出模擬模式,IC設計就做不下去了。這個問題後來經加州大學柏克萊分校的胡正明教授團隊提出用鰭式場效電晶體(FINFET)代替傳統的金屬氧化場效電晶體(CMOS transistor)得到解決。
另一個問題是用來定義電晶體尺寸的光學設備未能與時俱進,只好用舊的機器多曝光幾次。本來用一層光罩曝光即可,現在得用二、三或四層光罩,因此光罩成本大增。現今必須用到先進製程的公司及應用已屈指可數,例如:智慧手機、高端3D繪圖晶片、現場可編式列陣(FPGA),深度學習所需的人工智慧晶片等高複雜度、高閘數的應用。現今生產類似產品的新創公司幾乎沒有了,因為成本太高(工程師薪資加光罩費用),動輒要二、三千萬美元才能做成一顆產品。加上市場和其他風險,要讓公司上市,需要的資金更高。高到投資人卻步,尤其是在美國、台灣。
假設摩爾定律短期內仍適用,10奈米量產在2016年,7奈米在2018年,5奈米在2020年。由於克服新問題所需要的時間可能會拉長,整個半導體產業產生很強的危機感,積極在探索下列問題的答案:
一、當領先的半導體公司慢下來時,後面的競爭者不就縮短距離,趕上來了嗎?
二、當摩爾定律放慢或走不下去時,整個半導體產業怎麼辦?
三、屆時哪些公司會存活下來?
我不是危言聳聽,十年之內,這些問題會愈來愈嚴峻,不如提早面對。
為什麼要懼怕紅潮?
比較現今中國大陸與台灣的半導體產業,就整體競爭力來說,台灣是領先的,尤其是晶圓製造方面,上海的中芯國際比台積電落後至少兩個世代。中國大陸需要用到先進製程的公司如展訊、海思(華為)等,一定要採用台積電的製程。
IC設計公司整體的營收,工程師的素質、人數,台灣仍然領先。累積的經驗、智財及專利等也優於中國大陸。不過中國大陸在快速追趕中。尤其在工程師素質上,台灣的優秀理工學生多以電機、電腦為第一志願。台大、成大、清大、交大的畢業生是台灣半導體產業的骨幹。可是中國大陸的優秀理工大學更多:清華、交大、浙大、復旦、中國科大、哈爾濱工大等等。台灣設計公司在人才供給不足的情況下,早就登陸去成立設計中心了。中國大陸是個大市場,又同文同種,做生意很方便。其他國家都去逐鹿這個大市場,台灣公司能不去嗎?
中國大陸現在有個最大的競爭利基—訂定自己的標準規格。以無線通訊來說,歐美使用WCDMA。高通是當初CDMA的發明者,有許多專利避不掉,每年收到的權利金占公司營收的30%以上。中國大陸在3G階段,成功地訂定了TD單
SCDMA。台灣的設計公司若要去大陸競爭,自然要認真看待這些因素。台灣政府在制定政策時,自然也要認真考慮這些因素,不能設限太多,剝奪了台灣公司的競爭優勢。
最近中國大陸的紫光集團高調地要購買台灣的半導體公司,造成台灣社會不少爭議與討論。當然最主要的原因是紫光集團是中國公司,有其政治敏感度。台灣一般的反應是擔心被對台灣有敵意的中國政府蓄意收購,掏空台灣的高科技。換成是其他國家的公司,就沒有這些恐懼與疑慮了。前一陣子,美國的記憶體公司美光要購買南亞科所持有24%華亞科的股份,並將華亞科全面下市。消息傳出後,台灣社會一片平靜;不懂記憶體的人不緊張,因為這是美國公司,對台灣沒有敵意;懂記憶體的人不擔心,因為台灣只有記憶體產能,沒有技術不必擔心。
再說白一點,現今如果是英特爾來併購台灣公司,台灣社會人士不但不會緊張,反而會感到驕傲,會當成是一件喜事。其實併購成不成也要看當事人的意願,如同男女嫁娶,要情投意合才成。關於中國大陸公司併購台灣公司,只要認清以下幾點就不必恐慌了。
一、每個國家都會扶植其策略產業。中國大陸政府扶植、補助其半導體產業是常態,台灣的半導體之所以有現今成果也是政府補助的。
二、中國大陸每年購買積體電路晶片的支出比購買石油還多,因此用廣大的市場為誘餌,規定供應商必須用中國大陸製造的產品,以增加晶片的自製率。這是台積電不得不去中國大陸設廠的苦衷。否則假以時日,台積電的客戶只好減少在台灣下單。聽起來不公平,可是每個政府為了保護自己的產業、發展自己的產業都會這樣做的。台灣政府也應該做同樣的事,只是台灣的市場比起美國和中國大陸是小太多了,做了也無效。許多人都忘記當初美國政府為了反傾銷、反侵權對台灣祭出301法案,逼得台灣公司重視智慧財產,提升技術。
三、台灣短期內可用法令來限制中國大陸公司併購台灣公司(例如IC設計公司或晶圓廠),但是應該允許中國大陸資金有條件參股,關鍵是主導權要守得住。如此設計公司可以在中國大陸競爭,不會失去廣大的商機。長期而言,台灣公司還必須增強自己的競爭力,而且動作要快。否則如前所述,當整個半導體產業愈走愈辛苦時,再來轉型或合併就遲了。對台灣公司到中國大陸設廠或設計中心,當然也可以設限,而且以前就在做了。重點是不能剝奪台灣公司在世界各地的競爭機會。
四、對智慧財產的保護,其實不必太擔心,因為每家公司都在進行。尤其像台積電這樣規模的公司,會盡其最大的努力保護自己的技術和智財。
整個台灣半導體產業,只有少數幾家能很從容地應付全球的競爭,其他都要趕緊努力、加油!
如何再造台灣高科技的輝煌?
當年我們大學畢業時,台灣沒有高科技產業,也幾乎沒有研究所,因此90%學理工的都放洋出國,尤其是去美國。這些留學生學成後或進入學術界,或進入產業界,有成就的比比皆是。台灣高科技產業起飛後,許多有經驗的教授、工程師、科學家都回歸了,道理很簡單,在自己家鄉做事有歸屬感,也不會被歧視。但是曾幾何時,留學潮斷了、停了。原因也很簡單,因為在台灣找工作容易,待遇也很好。
當初台灣在扶植半導體產業後就沒有策略性的扶植其他產業。譬如在互聯網軟體上,台灣幾乎完全缺席,以至於在社群媒體(social media)、移動通訊應用(mobile applications)上缺席。當初在矽谷,IC二字除了表示積體電路外,也是印度人與中國人的縮寫;那些年所說的中國人都是台灣留學生。中國及印度工程師表現優異,成為矽谷高科技的骨幹,受到業界的重視。現今矽谷年輕的中國工程師多是中國大陸留學生,學半導體的少,學網路軟體的多。因為中國大陸的網路市場大,大公司也多,如百度、騰訊、阿里巴巴等。許多人在矽谷大公司(谷歌、臉書、推特等)累積幾年經驗後,就回中國大陸工作,有些也做到高階主管。在矽谷現在是印度工程師當道,成為高階主管了。
個人的淺見是,台灣現今應該大量派公費生出國,鎖定一些有前瞻性的領域培植人才,譬如軟體、生物科技、材料、量子計算等等。把眼光放在五年、十年,甚至二十年以後,等到這些領域商機成熟時,台灣已有骨幹領導人才,可以幫助政府或私人公司進入商品化,同時也不必擔心有些畢業生留在外國做事不回來。因為他們會在海外累積經驗,有一天台灣有機會時,他們自然而然就會回來的。這個現象已經在半導體界發生過了。我也希望經濟能力佳的父母鼓勵子女自費出國,家境不好的學生則努力申請獎學金,如同當年我們一樣。
留學國家仍以美國為第一優先。美國的科技實力遠遠超過世界上其他國家。前不久,歐巴馬總統在國情咨文報告中提到美國的軍事預算全球第一,比第二名至第八名加總還多。美國2015年的全國研發總預算是1,354億美元,其中695億是國防預算,659億是非國防預算,其中302億是用在改善美國人的健康。美國國力之強大可見一斑。進行研發要經費,有錢才好辦事。
還有一點很重要的是,高科技政策要能延續,不能因為政黨輪替就砍掉重要科技計畫。前不久,我有機會與台大電機學長、學弟探討台灣高科技的過去與未來,大家都一致認為台灣花了太多不必要的時間及精力在兩岸關係上。台灣現今的高科技成就是蔣經國時代的政策決定,後來的三任總統都沒有作為。這些學長、學弟有本省人,也有外省人後代。他們有一個共同點:都是在美國唸過書、做過事的。他們都希望台灣再創高科技的輝煌年代。 |