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解析半導體地緣政治學 台積電強大的真相

全球委託台積電生產晶圓的企業約有五百家,透過與這些企業的往來,台積電就能洞悉世界的需求。圖/中時報系資料照
全球委託台積電生產晶圓的企業約有五百家,透過與這些企業的往來,台積電就能洞悉世界的需求。圖/中時報系資料照

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位於台灣的台灣積體電路製造公司(TSMC),從地緣政治觀點來看,現在絕對是舉足輕重的企業。以往台積電在世界舞台的知名度並不高,但隨著美中對立加劇,台積電因握有金鑰而躍上國際政治舞台成為要角,重要性與日俱增。

二○二一年八月,台積電決定全面調漲產品價格時,震撼全球。獨占高階晶片製造技術與產能的台積電,掌握了半導體晶片指標價格的決定權。

二○二一年六月時,台積電的市值約十五.六兆台幣(約五千兩百億美元),是日本壓倒性首位企業豐田汽車的幾乎兩倍。在全球市值企業排行中,台積電名列第十。在受託為其他公司生產半導體的代工市場中,台積電市占率為60%,遙遙領先第二名的三星電子(13%)。

除了台積電,台灣還有聯電(UMC)、力積電(PSMC)、世界先進(VIS)等其他強大的晶圓代工廠,但完全無法與台積電的規模抗衡。日本某家半導體設備製造廠一位已退休的經營者曾評論台積電:「與其說它是巨人,不如說它是怪獸般的公司更貼切。」

全球無廠半導體企業的唯一依賴

一提到代工廠,也許很容易讓人以為必須仰賴上游企業鼻息,地位重要性低於其他半導體大廠,但這樣的印象大錯特錯。全球競爭對手製造高難度晶片的技術能力,都無法和台積電相提並論,大廠只能委託台積電製造。台積電的客戶都是並未擁有自家工廠的無廠半導體企業,但台積電的立場可能比這些企業更強勢。

台積電立場強勢的原因之一,在於該公司和全球半導體企業建立的合作網絡。全球委託台積電生產晶圓的企業約有五百家,透過和這些企業的往來,台積電就能洞悉世界的需求。因此,台積電雖然看似是遠離最前線消費市場的工廠,實際上卻站在能接近市場的位置俯瞰整個產業。

從某件軼事就能佐證無廠半導體企業依賴台積電的程度。

在CPU(中央處理器,相當一部電腦的大腦)市場中,全球市占率第一的是美國大廠英特爾,緊追在後的則是美國超微半導體公司(AMD,簡稱超微)。然而,大約從二○一八年起,這兩家公司的勢力競爭發生顯著變化。AMD逐年擴大市占率,使向來穩居龍頭寶座的英特爾勢力衰退,其中一大主因就在台積電。

超微執行長蘇姿丰(Lisa)以精明幹練聞名,她不惜支付解約金,和以往委託製造的晶圓代工廠美國格羅方德(GF)解除合約,於二○一八年改委託台積電代工。格羅方德原本是超微的製造部門,超微藉由拆分製造部門而成為無廠半導體公司。兩家公司照理說淵源深遠,但台灣出身的蘇姿丰執行長深知格羅方德技術開發遠遠趕不上台積電,因此選擇和台積電攜手合作。結果成功開發足以和英特爾抗衡的CPU,從此英特爾的市占率逐漸下滑。

台積電和格羅方德的差距,在於台積電跨越奈米製程這道屏障。要提高晶片密度,就必須縮小製程線寬,讓有限的面積容納更多電晶體。生產高難度的晶片,又能保有高初次產出良率(*First Pass Yield,良品數/實際生產數,計算整個製程第一次就通過所有測試的良品率,也稱直通率)的代工廠,非台積電莫屬。

比較看看全球代工廠精細化的技術能力吧!截至二○二一年夏天,成功開發7奈米技術的公司,只有台灣的台積電、韓國三星電子、美國格羅方德、中國的中芯國際集成電路製造(SMIC,簡稱中芯國際),以及韓國的海力士五家。

更精細的5奈米製程,則僅存台積電與三星電子兩家公司,格羅方德、中芯國際及SK海力士尚無能力製造;更加精細的3奈米,目前只有台積電進入量產,並且在二○二二年開始建造2奈米製程的新工廠。

1奈米約等於十億分之一公尺,大約等於十個原子的大小。在比病原體的病毒更微小的奈米世界,台積電依然持續守護著王者寶座。

強者誕生的真相

為什麼台積電如此強大?其實,半導體代工廠的商業模式,原本就是台積電創辦人張忠謀提出的構想。他認為將半導體透過製造、開發、設計的水平分工,能有效降低由一家公司包辦所有製程的投資風險。

張忠謀和台灣當局同心協力,於一九八七年成立專責晶圓代工廠台積電,以歐洲的飛利浦為首,接二連三地接獲來自美國主要半導體廠商的訂單。(*台積電創立當時,主要出資股東包括台灣行政院開發基金[國發基金〕持股48.3%,技術合作夥伴飛利浦持股27.5%,及台塑等民營企業投資24.2%股份。)

台積電獲利後繼續投資,投資後繼續獲利,甚至不惜舉債投資,產生更多獲利後,進行更多投資。二○二○年台積電營業額超過一.三四兆台幣(當時約四百五十五億美元),但已擬定二○二一年的設備投資額規模為三百億美元,並預定從二○二一年開始的三年期間,合計投資規模將上看千億美元。雖背負著巨額投資風險,仍懷抱持續高速成長的野心,不愧是名副其實的「怪獸」。

熟悉台灣及中國產業的日本亞洲經濟研究所研究員川上桃子,認為台積電競爭力的源泉之一是眾多的技術人才。她說:

「台積電聚集台灣最好與最聰明的人才,組成出類拔萃的工程師集團。」

的確,即使有再多的資金,一家公司若沒有技術就無法成長。台積電是重視技術人員的公司,據說工程師獲得的報酬,高達日本企業的三倍甚至四倍。

另外,也不能忽略台積電對機密資訊的徹底管控,因而獲得顧客企業信賴這一點。根據川上桃子的判斷:

「台積電在公司內建立起牢不可破的資訊管理系統,在台積電內部絕對不能交換相互競爭的顧客企業資訊。下至現場的從業人員,上至經營高層,任何一個台積電員工能經手的資訊都各有限制,受到嚴格的管控。」

半導體企業一旦失去客戶的信任,張忠謀建立的商業模式將一夕崩塌。謹慎嚴密設計的資訊防火牆,可以說是台積電的信用擔保。

敏銳判斷地緣政治而避險

川普政府祭出華為禁令以前,台積電的營業額約有一半來自美國,大約兩成來自中國,而中國的訂單多數來自華為子公司海思半導體。因此中國企業與美國企業都是台積電的重要客戶。

站在美國政府的立場,當然會擔憂美國企業的技術情報經由台積電而泄漏到中國。據說美國商務部及國防部從二○一八年到二○二○年期間,曾數次派負責人到台灣聽取台積電報告。對台積電而言,美國的信任是絕對必須守住的防衛線。

不過,台積電也並非完全任由美國宰割,雖然台積電接受美國政府的要求,在亞利桑那州設廠,移轉5奈米的技術,但在台灣則已經先量產3奈米,甚至已著手建設2奈米的生產線。

亞利桑那州的工廠預計二○二四年完工,屆時5奈米已不再是最尖端技術。美國政府當然也曾經提出希望轉移3奈米以下的技術,但即使對方是美國,台積電也不可能將珍貴的技術拱手讓人。

台積電也在與美國敵對的中國設置生產據點。二○一八年底,南京工廠開始量產以12奈米及16奈米為主的上一代晶圓,只是技術層級中等程度的工廠,但台積電二○二一年四月追加挹注近二十九億美元(當時約新台幣七百九十四億元),決定擴大南京工廠產能,以解決汽車製造業嚴重的晶片荒,採用28奈米為主的成熟製程,而非先進製程。

台積電在董事會議上決定在中國投資,和美國政府交涉進軍亞利桑那州一事進入尾聲的時期重疊。在美中對立的緊張局勢下,台積電反而採取向中國靠攏般的行動,其實是為了在美中之間取得平衡,保持適當距離。

相信台積電必然評估過,如果移轉到中國的只是中階程度的技術,就不至於惹毛美國吧?這可說是對地緣政治風險嗅覺敏銳的台積電避險之策。

加強對台關係,美國意在半導體

我們先確認一下台積電的地理位置。

台積電總公司及主要工廠幾乎全集中在台灣西岸的新竹市,從台北搭火車到新竹只需一小時。台灣其他代工廠有許多也位於這個被稱為「亞洲矽谷」的半導體據點。

位於台灣經濟心臟位置的新竹,隔著僅僅二百五十公里咫尺之遙的海峽,就有好幾處中國人民解放軍的軍事據點,比如中國福建省的寧德有空軍水門基地(參見圖表3-1),配備超音速最新型戰鬥機及飛彈。

依據中國公開的空軍裝備資訊在地圖上對照計算,中國的戰鬥機從基地起飛,抵達台灣新竹只需五到七分鐘。

光從軍事面來看,只要中國有意,要讓台灣的半導體產業盡入囊中並非難事。雖說目前難以想像中國會從台灣海峽武力犯台,但習近平曾有藉著霸權鎮壓香港民主化運動的前例,且宣稱台灣是中國不可分割的一部分,就這層意義來看,台灣和香港的處境相同。

萬一新竹淪陷,全球供應鏈將地動山搖。美國之所以強化與台灣的關係,主要目的是穩定半導體供應鏈,而不只是為了守住民主主義陣營。

(本文摘自太田泰彦著《半導體地緣政治學》,野人文化提供)

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