《晶片戰爭》閱讀心得:美中兩國的晶片鎖喉戰,台灣未來的兩難

台積電為何對全世界如此關鍵?美國如何鎖住中國的晶片發展?

《晶片戰爭》閱讀心得:美中兩國的晶片鎖喉戰,台灣未來的兩難

自古以來,人類就是一個經常發生戰爭的物種,如果某天有外星生物造訪地球進而調閱人類歷史,恐怕會下一個結論:人類真是一個好戰的生物。

確實,無論是為了地盤之爭,或是搶奪食物資源,歷史上各種大小戰爭不斷,時至今日依舊如此。矛盾的是,人類本性其實也是非必要不打仗,要說是嚮往和平也可以,戰爭只會在資源真正有所衝突時才會打起來。

換句話說,所有戰爭都要有一個衝突的起源,以及至少兩邊以上的對立,開戰的條件才會成立。至於是否會引爆成一場大戰?就要看對立的糾葛有多深,影響層面有多廣。

如今,你我皆知的中美兩大國之間的晶片戰爭,就發生在你我熟悉不過的土地上,引爆點就在一家總部位處新竹科學園區力行六路上的公司——台灣積體電路(TSMC),簡稱台積電。

這一場戰爭,是科技的晶片戰爭,爭的不是武力,是晶片運算力;搶的不是地盤,而是人才;牽扯的不是兩國的經濟發展,而是全球貿易的往來。

我想從這本書知道什麼?

在分享此書心得前請讓我先備註:我閱讀此書跟撰寫心得的用意,無關政治立場跟台海局勢。縱使內容讓您認為涉及到政治,我也非要對政治關係做出任何臆測。

《晶片戰爭》一書在出版前就受到很多人的關注,我也是其中之一。從投資角度來說,我會關注全球科技發展,也關注台積電的股價。從工作來說,我從求學到第一份工作在科學園區當研發工程師,都是圍繞在電子元件與運用晶片上,外加自己有親戚及許多同學都在台積電工作,對這本書自然更加期待。

至於從地緣上來說更不用解釋,你我所生長之處就是關鍵戰場,不論是武裝戰爭還是晶片戰爭,台灣都無法置身事外。

不過,埋在在我心底最深處,想了解這本書的原因或許更直接:這場晶片戰爭,對於台灣的影響到底有多深?是否真的會有「戰爭」?

因此,我在閱讀前先列出幾個問題,好奇是否能透過閱讀此書梳理出頭緒,或是找到明確的答案。這些問題的出發點,對我來說無關政治或是台海局勢,就是好奇心想了解:

  • 這場晶片戰爭是否真的可能引爆台海的武力戰爭?
  • 台積電的發展重心將來還會留在台灣嗎?
  • 台積電是如何成為這場角力的重要角色?
  • 代工是台灣科技業的特色,但為什麼台積電可以成為攸關世界局勢的企業?張忠謀是如何把台積電帶向全世界?
  • 中國是如何在晶片戰中被美國掐住技術命脈,接下來會如何應對晶片鎖喉?

《晶片戰爭》書籍簡介

撰寫《晶片戰爭》的作者是克里斯.米勒(Chris Miller),他跟過往寫類似科技、矽谷產業競爭書籍最不同的地方在於,他不是一名科技產業分析師,他是一名歷史學者。就如同《人類大歷史》的作者哈拉瑞,歷史學家喜歡用說故事的手法串起過往事件的關聯,而作者克里斯.米勒也確實以此手法述說晶片發展的故事,因此也增添這本書的閱讀性。

比如作者在書中的開場,就以美日台三方各一個小孩的共同背景開始說起,他們三個人從小都是被迫生活在武力戰爭的威脅下,三人也在後來成了左右全球半導體發展的重要人物,張忠謀就是其一。這方式頗有電影的畫面感。

從《晶片戰爭》整本內容來看,全書共分為8個部分來寫,前幾個部分是在鋪陳半導體的發展史,從美國如何領導電晶體發展,在與蘇聯競爭中勝出,到中間面臨日本企業的挑戰而衰落,接著又開始復興再度成為半導體霸主,直到後來又遇到中國的挑戰,最終祭出晶片鎖喉的「抵銷」策略。蘇聯、日本與中國就是至今美國這一路上的三道關卡。

有趣的是,根據作者撰寫,在中國成為美國的晶片鎖喉對象之前,日本原先也是美國頭號要打擊的對手。如今日本已經成為美國半導體的盟友,這其實對後來的發展相當關鍵,因為美國之所以可以對中國採取晶片鎖喉的政策,日本是非常關鍵的角色。

另一個關鍵角色是微影像公司艾司摩爾(ASML),是目前唯一有能力研發極紫外光曝光機(EUV)的公司。這機台設備可不是說想要有就能研發出來,是花了將近30年才成功商業化,所費不貲。

ASML 最初是由飛利浦分出去的公司,後來在研發昂貴的 EUV 時,英特爾跟台積電就大力投資,所以跟台積電關係良好。何況雖然 ASML 是隸屬荷蘭的企業,但根據企業官網最新揭露財報明細,背後前兩大股東都是美國資本集團,某種層面也要遵守美國法令。

美國加上日本,再加上 ASML 跟台積電,原則上就掌握目前世界上製造先進晶片的能力。作者在書中就形容他們對先進晶片的影響力比例,比主要產油國影響石油的比例大上許多。「相較之下, OPEC 的產油量占全球產量的40%,看起來就沒什麼大不了。」

然而,當我們縱觀歷史時,一個令人好奇的問題始終會存在:是什麼原因導致一件事情發展到今天?中國原先在半導體發展上也是有後來居上的感覺,是如何在晶片發展上走到今天的局勢?

同樣,這裡面有個起源點,而這個看似不起眼的點,讓美國抓到一個出手打擊的機會。

美國發現對中國的晶片鎖喉點

「師必有名。」要興起一場戰爭需要合理的理由,而在現今世界太平的時代,除了那些某一方不講理就開戰的戰役,大多數國家都不太可能主動發起戰爭。美國身為世界領導國之一,又鼓吹自由貿易的口號,更沒有理由隨便就對另一個國家實施經濟制裁,即便對方是自己的頭號競爭對手。

可是,正當中美貿易戰煙硝味四起之際,誰會料到中國福建一家晶片製造商留下一條有利於美國的導火線,給了時任美國總統的川普與其政府一個制裁的理由。

在川普上任之前,歐巴馬政府原本就開始醞釀要對中國實施半導體的管制,起因是美方認為中國正在透過國家補貼企業的方式,形成「不公平的貿易做法,以及大規模、非市場的國家干預」。歐巴馬政府也指控中國企業中興及華為向伊朗跟北韓出售禁止的高科技武器。不過這些事件最後都沒有引發更大問題,歐巴馬政府也只是懲罰中興,限制美國公司銷售產品給中興。

此時衝突還不算嚴重,原本就連川普剛上任時,也只是出手的力道更加大而已,畢竟那時全球整個科技產品的銷售都要仰賴中國企業。作者在書中就引述一位白宮官員的諷刺結論:「我們的根本問題在於,我們的頭號客戶就是我們的頭號競爭對手。」

對於川普政府來說,不管是為了政治前途還是為了美國人民的權益,他當然會想在中美貿易戰中乘機壯大美國的勢力,但也不是隨便就能對中國實施制裁,否則太不講理。說來,川普政府手上早就握著一把武器,只缺可以擊發的子彈而已。

直到那次福建晶片廠晉華的事件爆發,川普政府總算師出有名。因為這次的事件踩到商業界暗地裡會發生,但只要一曝光就是非常嚴重的事——竊取商業機密。

聯電的……助攻?

這次的竊取過程,跟科學園區另一家晶圓廠有關,就是才在2021年與美光和解的聯電。

以前我還在科學園區時,當時最有規模的晶圓廠就是台積電跟聯電兩家,雖然就跟其他不同領域一樣,第一名的跟第二名會有一大段差距,股價表現也是,但原則上能進這兩家企業都是足以拿出名片的工作身分。

關於那次竊取機密的詳細過程還請閱讀書籍,大意是美光公司在美國提出控訴,認為聯電內部人士協同自家美光員工,竊取 DRAM 的技術並且轉移給福建晉華。而福建晉華則在中國事先註冊好智慧財產權,反告美光在中國侵權,美光也因此禁止在中國銷售產品。川普政府則藉此對福建晉華實施制裁,跟日本達成協議禁止賣半導體設備給晉華。一旦缺少這些關鍵設備,晉華也沒辦法製造產品,幾個月後因此倒閉。

人類的創造能力就是這樣,當你還沒想通時會有很多的阻礙,一旦想通了,各種點子作法就會跑出來。也正是這次的事件,似乎給川普政府一個「法寶」,原來只要管制這些半導體設備的出口,就等於掌握控制半導體生產的力量。作者在書中如此形容:「(這方法)可以讓世界上任何地方的任何晶片製造商倒閉。」自此這也成為美國掐住中國技術命脈的方法。

關於智慧財產權的侵權,名義上當然不行,但作者其實在書中有給予平衡觀點,畢竟竊取對手技術的手段早已在業界行之有年,歷史上可溯及1980年日本企業,當時美國許多科技廠也對日本抄襲美方企業感到有所微詞,還調侃日本是「咖嚓、咖嚓」國度,暗指日本工程師帶相機去晶片大會拍照,在抄襲美方點子時所發出的聲音。

作者也寫到,更早之前蘇聯也是透過抄襲來仿效美國的科技發展,只是反倒因此更落後而已。原因不是蘇聯抄襲能力不夠,而是用錯的方式抄襲,反而讓發展停滯不前。

此外在1968年時,時任經濟部長的李國鼎也曾經在美國德州儀器高層造訪台灣時,聲稱智慧財產權是「帝國主義用來欺負落後國家的東西」,本書作者說當時雙方還因此不歡而散。

關於侵權,私底下揣摩還可以,畢竟學習某種層面來說就是模仿別人,但如果是一味的抄襲也不可能走出自己的路,甚至是因此死抱著不適合自己的學習方式。寫這些不是要正名抄襲,而是作為一種提醒。

白話來說,智慧財產權就是一種既得利益者制定出來的條規,防止別人拿走自己的既得利益。不過站在自身也有出版作品的角度來說,還是強調我個人並不支持抄襲的行為。

台積電的崛起:從夾縫中鑽出的巨大堡壘

關於台積電能夠問世,進而成為全球晶片產業鍊的要角,張忠謀功不可沒,《晶片戰爭》一書開頁介紹的重要人物列表,作者就把張忠謀放在第一位。起先我一度認為是中文版獨有的編排,後來查閱英文原版後確定真是列在首位,可見在作者眼中張忠謀的重要性。

然而,台積電的崛起除了張忠謀這一點,我閱讀此書後覺得還有三個關鍵點散落在不同章節,底下就連同張忠謀的思路共分四點來分享。

關鍵1:英特爾的衰落

作為一個美國土生土長的企業,英特爾公司在美國眼裡原本應該是比台積電更好的晶片戰略選擇。

的確,原本是。

英特爾在人類整個半導體發展史上具有絕對關鍵的影響力,早期從摩爾定律的出現,獨霸 DRAM 市場,到面臨日本企業挑戰而退出記憶體市場,轉往 CPU 的研發,後來跟著微軟成為全球個人電腦的霸主,一路上英特爾都在主導全球半導體業的發展。在台積電問世之前,也一度是全球最大的晶片製造商。期間還大手筆投資 ASML 研發機台,等於擁有先進晶片製造設備的優先購買權。

從各方角度來看,英特爾都是一個既得利益者,接下來只要制定好遊戲規則,英特爾依然很可能是現今的霸主。

然而,已故學者克里斯汀生所謂「創新者的兩難」,簡直像個鬼魂般不斷糾纏英特爾,讓英特爾寧可保護現有的獲利也不願創新,結果在近年來做錯選擇。而且不只做錯一個,還是接連做錯三個選擇,漸漸讓英特爾走進衰落的局面。

關於英特爾的衰落,過往已有很多報導,書中這些內容對我來說也算是補足一些發展情節,我這裡就只節錄重點。簡言之,英特爾錯估 CPU 的運算能力,沒有同步研發更小、更快、更節約的 ARM 架構,連帶導致人工智慧的運算能力不足。再來,英特爾錯估手機行動市場的發展,太晚才進入,晚了人家也就不要了。第三,英特爾直接拒絕賈伯斯代為製造 iPhone 晶片的需求,當時的執行長歐德寧認為 iPhone 只是小眾市場,事後看來更是大錯特錯。

這些接連錯誤,也讓起初一直被英特爾忽略的 ARM 架構陣營找到機會。而且ARM 架構更適合後來的人工智慧運算,賈伯斯在 iPhone 點子被拒絕後也轉而採用,從此 ARM 一飛沖天。

不過英特爾的局面或許會改變,現任 CEO 基辛格已發下豪語要從三星與台積電手中奪回領導地位,早已向 ASML 預定最新的機台設備,預計在2025年取得新的技術優勢。據說也要開啟晶片代工的業務,公司高層計畫在2030年先超越三星,成為第二大圓晶代工廠,接下來的目標就是台積電。

只是話說回來,雖然 ARM 是不同架構,製造一個 ARM 晶片的成本還是非常高,一家1990年才由不到12人組成的新創企業,是如何推動 ARM 進入晶片市場?

此時,晶片設計與製造分離的優勢就出現了。

關鍵2:一位年輕人的雄心壯志

1958年,積體電路即將被發明的那年,德州儀器(TI,簡稱德儀)正煩惱某一條電晶體良率的問題,此時一位年輕人加入了這家公司。這位年僅27歲的年輕人,大一才從英國文學轉戰到機械工程,憑藉著累積不過三年的半導體職場經驗,系統化嘗試各種提升良率的方法,最終將德儀該條產線的獲利大幅提升,良率從零提升到25%。這感覺就像一位剛學畫畫的人,不過幾年就要在知名博物館參展一樣。

這位年輕人就是後來台灣家喻戶曉的企業家,張忠謀。

因為成功找到提升良率的方法,張忠謀從此進入升遷的快車道,一路不斷在德儀往上爬,最終坐上德儀全球半導體業務的集團副總裁。

不過,看似快速升遷的道路,卻也就停在副總裁這個職位。幾年之後,張忠謀被指派去帶領另一個新的消費事業集團,卻因為各種因素最終沒有成功改善該集團的業績,從此被調離到另一個不重要的職位。雖然頭銜依然是高階副總裁,但他知道他已經遠離集團核心,掙扎約莫兩年後決定離開公司。那年是1983年,張忠謀已經52歲。

而這一離開,開啟了台灣成為半導體重心的契機。1985年,他受台灣經濟部的邀請來台領導工研院(ITRI),兩年後成立了台積電,自此展開晶圓代工的傳奇。

由於這段內容讀起來讓我欲罷不能,進而根據書的註解得知這段內容來自一場訪談(來源),我去看逐字稿後更是覺得振奮人心。張忠謀在那場訪談中說到那次提升良率的更多細節,他甚至形容那天是人生中最美妙的一刻。

在剛進德儀前三個月,張忠謀管理的生產線良率始終接近零,當時他不斷用試錯的方式調整生產的參數配方。不過雖然是試錯,卻是系統化一點一點地調整與除錯。在經過無數次的嘗試之後,某一天良率突然從接近零大幅躍升到25至30%。

張忠謀在那場訪談中是如此回憶:「我還記得那一晚,我根本興奮到睡不著覺,我知道在良率上取得一個非常大的進展,這個進展將會為公司帶來巨大的利潤。」

訪談中他形容,那一晚是他當前人生中感到最自豪的一刻。雖然後來成功創辦台積電的成就更大,但說到自豪與喜悅,那一晚發生的事足以跟創辦台積電的成就匹敵。

因為訪談稿是逐字稿,所以有很多語氣詞也含在裡面,說實在讀著讀著我心中也跟著莫名亢奮起來,能夠憑藉自身努力而成功的故事總是激勵人心。

關鍵3:德州儀器的錯失

然而,如果當初德儀沒有將他調離半導體事業,張忠謀繼續待在德儀領導積體電路業務,是否就沒有後來的台積電?從書中的發展看來是有可能的,因為張忠謀早在1970年代中期還在德儀時,就已經跟公司提出晶圓代工的概念。

當時,各大半導體企業都是在自家工廠生產自己的晶片,張忠謀向德儀高層建議,如果能夠有一家專門製造晶片的公司,整個產業生產晶片的成本將大幅下降。在規模經濟帶動下,晶片的運用跟運算能力將大幅提升,進而創造出新的運用需求。

言下之意,張忠謀認為半導體的餅比想像中還大,這種市場全新的商業模式應該由德儀來做,他來領導。別人只要設計畫好電路就行,他們專門來製造。

只不過,這個概念沒有被高層採用,當時的德儀也面臨創新的兩難,在既有事業體獲利很好的情況下,不願貿然押注在一個資本支出非常龐大的事業上。

畢竟,這主意能不能成功回收資金沒人知道,但肯定知道的是,在還沒賺錢之前就需要投入龐大的資金才行。

而這個龐大的資金,10多年後台灣給了。

關鍵4:台灣的扶植與張忠謀的創辦思路

關於台積電的崛起,身為企業家的張忠謀果真眼光獨到。然而我覺得有一位在書中提及篇幅較少的人,其實也起了很關鍵的作用,這位就是前面提過的前經濟部長李國鼎。

關於李國鼎,我對他的了解不夠深,最深刻的印象就是他也是理工背景,所以是少數台灣以理工思維治理經濟之人,有著「科技教父」之稱。而在閱讀這本書後,更了解他如何在背後推動台積電的誕生。

雖然前面說到1968年李國鼎跟德儀不歡而散,但他的眼光並沒有因此短淺。作者在書中描述,李國鼎意識到與德儀合作不只可以改變台灣的經濟,同時也對台灣的安全有保障,所以大力促成德儀在台灣設廠。

在當時,有另一個人也認為加入半導體供應鏈可以帶來經濟成長,那個人是新加坡的領導人李光耀。由此可見李國鼎的思慮。

在德儀正式落腳台灣設廠後,接下來20年李國鼎也持續跟德州儀器與張忠謀保持聯繫,因此當張忠謀離開德儀轉輾不到三年,李國鼎就成功邀請張忠謀來台灣發展晶片業。根據逐字稿中張忠謀的答覆,李國鼎當時是這樣問他:「我們想推動台灣的半導體產業,你有很多經營積體電路事業的經驗,所以你是最佳人選。告訴我,你需要多少錢。」言下之意,如果張忠謀能夠提出商業計畫書,李國鼎就有辦法生出錢。

這個提議,讓張忠謀重新燃起當初在德儀被否決的商業點子,興起在台灣創辦積體電路公司的念頭。當時全球半導體產業鍊已經彼此互相依賴,很難再有切入點,但這個存在晶片設計與製造之間的縫隙,就被張忠謀找到了。

此外,那場訪談中,張忠謀也提到他當時創辦台積電的三個思路,我覺得也有看頭:

思路1:李國鼎提出創辦半導體事業的意願,喚醒他早年從 Carver Mead 論文中獲得晶片設計與製造分開的理論。

思路2:他本身三十多年半導體事業的經驗,了解台灣在如此競爭激烈的半導體事業中,要開闢一個利基市場有多困難。

思路 3:台灣當時非常缺乏研發的能力,而只製造、不設計的晶圓廠將是一個切入的契機。

當初張忠謀就順著這三個思路,秉持著公司絕不參與晶片設計的宗旨,來替只做設計的公司生產晶片,消除商業機密被竊取的疑慮。在英特爾接連犯錯的情況下,逐步成了全球晶片製造的龍頭。

與此同時,韓國的三星也是另一個可以匹敵製造晶片的企業,但三星也有自己的晶片設計業務,對照之下台積電的商業角色就更加像是晶片設計公司互助的夥伴。

關於張忠謀創辦台積電的策略,作者在書中還有提到許多面向,好比專注於製造本業,在不景氣時逆向投資企業,這些點用在個人身上其實也適用,讀者不妨也多加體會。我在閱讀時則是提醒自己:專注做好自己在乎的事情,而不是一味追求其他事情,以及當工作遇到瓶頸時,投資自己學習新東西才有更多突破的機會。

中國會如何應對美國的出手?

作者用了最後第八部的章節,交代中國接下來可能的方法。我從作者的觀點來整理,中國有三個可能突圍的進展:

1:持續透過國家扶植補貼,避開先進晶片發展的限制

比如位於武漢的長江存儲,主要生產的是 NAND 記憶體,這類記憶體也是廣泛用於科技產品中,這是目前看來中國製造最有可能突破限制的半導體產品。根據書中提供的估計資料,預估到了2030年「整個晶片業,中國製造占全球產能的比重……在產量上(會)超過台灣與南韓。」

此外,中國會持續提高較低階晶片的市佔。這類產品不會運用在如手機、AI運算上,而是像汽車、洗碗機等產品上,需要的設備也比較容易取得,對中國來說有更多空間可以突破先進晶片的各種限制,也讓更多的晶片必須在中國生產。

2:持續要求西方企業移轉技術

藉由更多晶片生產企業轉移到中國,中國也有更多的談判空間,可以以商業的手法要求那些企業做技術移轉,片面提升美國實施出國限制所需要付出的成本。

這種對價交換的方法全世界都不陌生,也是中國非常擅於快速提升技術的方法。

3:轉往新技術的研發,另闢不受限制的戰場

目前處理器除了 x86 跟 ARM 架構,還有另一個開源的架構,負責管理該架構的組織是以中立的態度來發展,不特別討好美國或中國一方。另外,中國也正大舉投資新興的半導體材料,將來有可能在電動車上起到關鍵角色的作用。如此又可以像第2點要求對價交換的技術移轉。

我在讀到這些章節時,了解作者推測中國如何突破限制,甚至是後面章節談到台灣的地緣關係與美中兩國的武力爭奪,心中難以有平靜的可能,只有五味雜陳。

然而趨勢從來不會因為你忽略它,它就不會形成趨勢。這也是主動閱讀的用意,與其片面被動接受媒體的報導與觀點,不如吸收多方的知識,如此更能了解來龍去脈,也讓自己心中有比較明確的底。

《晶片戰爭》心得後記

電影《捍衛戰士:獨行俠》中,主角湯姆.克魯斯帶領一個菁英小隊,任務是要摧毀敵對一座製造鈾的工廠。該任務需要非常高超的飛行技術,而且小隊只有一次以飛彈摧毀目標的機會。如果到時飛彈不夠精準沒能成功命中目標,任務等於宣告失敗。

能夠精準命中目標,是現代化武器的關鍵。而越想要武器精準,就需要越強的晶片運算力。這是隱身在晶片戰爭背後真正的武裝戰爭,是除了科技與經濟發展外不可避免的考量。

作者在此書最後一章的中文標題是〈 台灣的兩難〉,聽起來真的是台灣必須要面臨的兩難,若從該章節的原文 The Taiwan Dilemma 來解讀,對照作者在前言提到中國面臨的麻六甲困境(Malacca Dilemma),可說目前這個晶片困境的兩難,更像是全球各國手上面臨的「台灣困境」問題;是要限制晶片還是開放晶片的兩難,要合作經濟還是貿易制裁的兩難,要出手還是干預的兩難,要和平還是戰爭的兩難。

就在前幾個月(台灣2022年12月7日),台積電首度前往美國設廠的上機典禮中,張忠謀在台上致詞緩緩說著:25年前,我的夢想就是到美國設廠。現在這個夢想,將由劉德音來實現。我特別來到此地,參與這開始的最後一刻。

我想,台積電剛創辦時,誰能預料晶圓代工製造的模式,會成了此書作者筆下的戰爭關鍵點。若當初真有人預料,這個夢想的代價實在太大。

希望這場晶片戰爭,最終只停留在晶片之戰,沒有進展到開戰的地步。縱使和平與戰爭在歷史的洪流上不斷反覆出現,但如可以選擇,希望只有和平。

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