台積電、艾司摩爾能在晶片戰爭中全身而退嗎?

◎謝錦芳


▲清華大學半導體研究學院院長林本堅拋出「晶片和平」的理想,希望透過國際分工與合作,讓半導體產業蓬勃發展。( 資料照,柯承惠攝)

荷蘭半導體設備大廠艾司摩爾與台積電建立緊密的合作關係,如今在地緣政治壓力下,兩大巨頭處境極為類似。人才是創新的關鍵,由於許多國家追求自給自足一條龍模式,面臨嚴重的人才荒,假設三大主要國家朝向一條龍情況下,人才短缺規模將增為15倍,各國若要自行籌備半導體人才,幾乎是不可能的任務。

當年協助艾司摩爾打敗競爭對手的關鍵人物、清華大學半導體研究學院院長、台積電前研發副總經理林本堅接受《新新聞》專訪時表示,「地緣政治緊張使得許多國家追求自給自足一條龍模式,如此將使得成本上揚、獲利下降,人才短缺問題更加嚴重。」

林本堅為美國國家工程院院士、中研院院士,曾於IBM工作22年,2000年加入台積電,2002年研發出193奈米浸潤式微影技術,讓台積電在55奈米之後跳躍成長六個技術世代,成為世界領先者,改變了半導體產業的發展方向,被譽為「浸潤式微影之父」,今年4月獲頒總統創新獎。

研發浸潤式微影技術 幫助艾司摩爾打敗競爭對手

當年林本堅研發193奈米浸潤式微影技術,在業界造成轟動,這項技術為艾司摩爾帶來大利多,繼續保持領先日本競爭對手。

其實,全球當時的研發方向都朝向157奈米,整體投資額遠超過10億美元,可以想像,當時要說服曝光機台的廠商研發並量產浸潤式機台,困難重重。後來這些曝光機台廠商如何改變策略?

林本堅透露當年的秘辛,他曾向兩家半導體設備廠商遊說,希望朝向浸潤式微影技術發展,但兩家廠商最初都拒絕,後來日本尼康先同意,接著艾司摩爾改變立場,終於答應,於是開啟了半導體浸潤式微影的時代。

浸潤式微影技術所使用的光源是深紫外光(DUV)。當時,林本堅並不看好極紫外光(EUV)微影技術,認為這很難做出來,不僅燒錢且浪費時間。沒想到艾司摩爾後來成功研發出極紫外光(EUV)微影設備,獨霸全球。林本堅說,「的確很厲害。」

為何艾司摩爾能夠成功研發出極紫外光(EUV)微影技術?林本堅直言,「關鍵人物是艾司摩爾前總裁暨科技長布林克(Martin van den Brink),他非常有領導力和願景,有決心、眼光,把錢和研發放在對的地方。」

布林克是艾司摩爾創立時元老級人物。為了研發EUV曝光機,布林克砸了16億美元,把美國一家半導體設備公司SVG買下來,接著,由於光源方面一直沒有突破,於是又買下另一家美國公司Cymer,同時派數百位工程師進駐研發。由於布林克的決心、眼光且把錢和研發放在對的地方,最後艾司摩爾終於成功做出地表上最複雜的機器—極紫外光(EUV)曝光機。


▲(左)林本堅2002 年研發出193 奈米浸潤式微影技術,改變了半導體產業的發展方向,被譽為「浸潤式微影之父」。(資料照,柯承惠攝)(右)艾司摩爾成功研發出極紫外光( EUV )微影設備,獨霸全球。林本堅說,「的確很厲害。」(顏麟宇攝)

曝光機演進與晶圓代工模式 證實國際合作不可缺

林本堅指出,「從半導體設備曝光機演進的歷程,以及台積電創辦人張忠謀開創的晶圓代工商業模式,都證實了國際合作不可或缺。這樣的商業模式使得半導體產業快速成長。」

他說明,過去十年來,無廠半導體設計公司與晶圓代工廠的成功,證明了半體的應用、設計、硬體、軟體、材料、製程、計量和市場等,都需要國際合作。

然而,在地緣政治緊張情勢升高,引爆晶片戰爭。

林本堅說,「如今很多國家都要發展自給自足的一條龍半導體供應鏈,這將使得半導體造價高昂,獲利下降。想想看,半導體供應鏈所需要的資源尤其人員,各國都要自己籌備,不可能做到。即使成功做好這些準備,代價非常昂貴,造成重複,且浪費時間。」


▲(左)林本堅認為,從半導體設備曝光機演進的歷程,以及台積電開創的晶圓代工商業模式,都證實了國際合作不可或缺。(資料照,顏麟宇攝)(右)各國發展自給自足一條龍的半導體供應鏈,可能擴大人才短缺的規模。圖為荷蘭恩荷芬創新基地的就業博覽會。(顏麟宇攝)

各國發展一條龍模式 人才短缺規模增15倍

半導體人才培育方面,林本堅表示,「在互補模式下,半導體廠人才短缺約為10%,如果改為一條龍模式,假設有三個國家朝向自給自足一條龍發展,那麼人才短缺規模將擴大為互補模式的15倍,非常驚人。」

各國發展自給自足一條龍的半導體供應鏈帶來什麼壞處?林本堅分析,整個半導體市場會變小,而創新速度也趨緩。唯有吸引大規模不同領域人才相互合作,才會產生最好的設計、工具和材料。

全球正面臨許多棘手問題如氣候暖化,他強調,各國必須把人才放在適當位置,資源互補,需要更緊密的國際合作,沒有自我孤立的空間;唯有加強國際合作,才能幫助我們進步並且為國際和平鋪路。

不過,在美中科技戰衝擊下,艾司摩爾與台積電對中國的出口都被管制,對此,艾司摩爾前執行長溫尼克(PeterWennink)多次對外公開表示,美國這項出口管制,可能導致反效果,反而促使中國加速發展本土的半導體設備。新任執行長富凱(Christophe Fouquet)也持同樣觀點。

施行出口管制 反而給中國黃金時機 尋求突破

同樣地,美國限制台積電對中國出口晶片,林本堅認為,「美國這項出口管制,對台積電不利,對美國本身也不見得有利,反而給了中國一個黃金時機,發展新一代技術,以華為手機Mate60Pro5G為例,使用中國自製晶片,雖然比台積電5奈米晶片稍遜色,但不需要使用受出口管制的極紫外光(EUV)曝光機,這是一個警訊。」

林本堅分析,在這項出口管制之前,中國半導體廠從來沒有機會與台積電競爭,如今中國半導體廠銷售至少1200萬顆晶片給華為,美國這項出口管制等於幫助中國加速自給自足,而非壓制。

對於同樣受到美國管制的艾司摩爾而言,林本堅推測,「艾司摩爾面對的風險不只是可能失去中國市場,因此導致的半導體科技轉緩亦會縮小全球半導體設備的市場,再者。未來如果中國半導體廠自行開發出另一套製程設備,有可能反過來與艾司摩爾競爭。」

荷蘭學者:美國阻艾司摩爾出口中國 背後恐另有原因

美國政府以國家安全為由,要求艾司摩爾停止出口最先進的極紫外光(EUV)與成熟的深紫外光(DUV)曝光機到中國,各界分析可能帶來反效果,背後真正原因為何?荷蘭萊頓亞洲中心(Leiden Asia Centre)研究員盧格特(Sanne van der Lugt)接受《新新聞》訪談時表示,美國向來是全球科技的龍頭,但是在半導體帶動的新產業革命,美國在尖端晶片方面卻依賴亞洲和歐洲,美國當然不樂見這個情況持續下去,於是想辦法打破這個局面,阻止艾司摩爾出口先進的半導體設備到中國。

美國以國家安全為由,要求荷蘭政府配合對出口中國的管制,依她的推測,背後真正原因,美國想打破由艾司摩爾獨占最先進曝光機市場。不過,她也說,背後真正原因很難證實。

在美中科技戰對峙下,艾司摩爾如何維持全球領先地位?盧格特分析,「各界有責任盡一切努力,避免美中衝突惡化,如果美中發生嚴重衝突,對全球將產生嚴重衝擊,這必須全力避免。」

對於艾司摩爾的未來,她認為,「艾司摩爾可能不容易再擁有獨占地位,但是,艾司摩爾從創立以來,面臨無數挑戰,憑著荷蘭人鍥而不捨的精神,艾司摩爾會不斷地創新,向前邁進。」

美中科技戰衝擊下,台積電同樣受到美方政治壓力,赴美國投資設廠,如今因文化衝突,建廠過程不順利,未來在德國投資建廠,可能面臨類似的挑戰,至於在日本投資建廠,目前進展還算順利,且大受日本政府與民眾的歡迎,可是從擇善分工,最大化互補的觀點分析,這顯然不是最好的經濟規模,也不見得能達到美國的最終目的。


▲(左)林本堅認為,出口管制反而幫助中國加速自給自足,艾司摩爾被捲入這場漩渦,也面臨極大風險。圖為艾司摩爾荷蘭總部。(顏麟宇攝)(右)美國以國家安全為由,要求荷蘭政府配合對出口中國的管制,但背後真正原因很難證實。(資料照,顏麟宇攝)

林本堅評估:台積電在台灣擴大投資最適合

林本堅認為,「台積電的海外投資設廠,不論美國、德國或日本,都不如在台灣來得好。台積電在台灣擴展,唯一的風險是中國因素,萬一台海發生戰爭,台積電被占領,是自由世界的擔憂。但我認為這項機率非常低。」

綜合比較美、德、日等國的條件,台積電在台灣發展與壯大是最好的選擇。林本堅分析,「半導體供應鏈的國際分工非常精密,台積電必須有日本、歐洲與美國的材料、設備與器材維護,才能正常營運,如果這些國際廠商不提供關鍵的材料與服務,台積電根本無法正常運轉。萬一最壞情況發生,美國有這些籌碼與中方進行談判。」

地緣政治緊張情勢引爆晶片戰爭,美中兩大陣營壁壘分明,半導體產業出口中國受到管制,最後將使得全球半導體業獲利下跌,人才短缺問題更加嚴重,全球通貨膨漲在所不免。林本堅拋出「晶片和平」的理想,在越南出生的他,希望各界記取越戰所帶來的慘痛教訓,竭盡所能避免戰爭。當時美國不惜投入龎大的人力物力,目的僅為持守越南的南半部。雖然各國作了很大的犧牲,卻沒有達到目的。如今各國不花一兵一卒,南北越都能貢獻自由世界。應當悔不當初,努力維持國際合作以邁向和平。

晶片戰爭與和平,究竟該如何取捨,答案很清楚。林本堅強調,唯有透過國際分工與合作,半導體產業才能蓬勃發展,世界經濟方會繼續邁進,許多棘手問題如氣候暖化、通貨膨漲、能源危機,才能全球互助全力應對,真正和平才會在望。 閱讀完整內容
新新聞2024/7月 第1948期

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護國群山的荷蘭學-挑戰 台積電、艾司摩爾能在晶片戰爭中全身而退嗎

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