閱讀 Chris Miller《晶片戰爭》｜現在不讀，以後讀便是在考古（上）
大家是何時察覺晶片技術很重要的？
是在新冠疫情初爆發的高峰期間，車用晶片被爆大缺貨時；是股市受疫情大跌，和其他人加入科技股發家致富時；又或者是自2018年新聞播報美國發起的中美貿易戰，看到川普頻頻向中國收取關稅、出手制裁華為時；還是聽聞台積電要到日本和美國亞利桑那州設廠的消息。
2023年台灣天下雜誌出版了作家克里斯．米勒 （Chris Miller）的《晶片戰爭》譯本。隨之是好多人爭先報導、寫文和發片推薦，它的熱度節節升高，在台灣被捧得高高的。究竟這本書是紅在搭上世界趨勢，還是勝在內容魅力呢？
實在太在意了，花了將近兩個月用閒暇之餘邊讀邊筆記，閱讀完畢後，其實第一個想法是：「科技發展瞬息萬變，確實現在不讀它，以後再讀便是在考古了。(笑)」
另外想特別介紹作者克里斯．米勒 （Chris Miller），他並非科技背景而是位歷史學家，他擁有哈佛大學歷史學學士和耶魯大學歷史學博士學位。在這本書裡，他以晶片為主角，用歷史的角度闡述了晶片技術古往今來穿梭在各國和企業間的興與衰，文筆非常淺顯易懂。
引用天下雜誌的總編輯採訪作者克里斯．米勒的內容：「如果只從產業、只從技術角度很難解釋，他（Chris Miller）也因此才了解到，他必須把技術、經濟跟政治的三股力量合在一起看，才能夠真正了解晶片這個產業，也才能洞悉這個產業無比強大的影響力。」這也是在我閱讀的深有同感的地方。
下面整理幾項結合書中內容與其延伸的思辨：
- 本書適合的受眾
- 用時間線敘述產業發展可以看到什麼？
- 台積電差點不是台灣之光
- 全球化已死
- 摩爾定律即將失效？
- AI到底多耗電
- 對中國來說是接下來的美國大選是川普當選好還是賀錦麗比較好？
- 結語
1.本書適合的受眾
書的內容不會艱澀難懂，反而具有故事性，書中多次提及的公司與國家，就如小說推動劇情的關鍵人物。專業技術部分也只簡單介紹特色和差異，沒有佔大量篇幅。最值得分享的是，讀完這本書會有種豁然開朗的暢快感，因為它理清那些耳熟能詳的大廠，例如英特爾、美光、AMD、德州儀器、台積電到ASML等等是如何影響晶片發展。
所以這本書適合想了解晶片產業的人，也很推薦給理工科系的學生。雖然本書救不了課業，不過當學生你為電晶體公式所困，又或被數位電路搞得敲頭爛額，甚至遠到煩惱未來就業時。讀過這本書，就會察覺自己遇到的事正和晶片產業是多麼息息相關。
2.用時間線敘述產業發展可以看到什麼？
書用時間線交待晶片的產業，一是可以清晰交代晶片的供應鏈為何演變成現在仰賴少數公司的局面，二是能觀察到歷史進程上類似的境遇，像是在市場上佔有一席之地的公司有哪些共同優勢或是困境能作為借鏡。
舉書中幾個例子：
(1)DRAM記憶體晶片之爭
自1950年起日本以較低的工資吸引美國廠商授權半導體技術，因有政府和銀行的支援，加上能以現有技術實踐在多樣產品上，日本廠商開始危及美國市場。在DRAM記憶體晶片生產上更為明顯，1980年代初期，日本公司因資金取得容易大量投資在生產設備上，即使獲利不多也欲佔全球市場，不只讓原先推出 DRAM 晶片的英特爾公司在全球的市占率僅剩 17%，也使得美國當地無法負荷低價競爭的DRAM生產商瀕臨倒閉。
當然美國有應對辦法，1986年，美國祭出關稅要脅，日本因此同意限制銷售到美國的晶片。同時美國也另闢市場，將技術轉移給工資與成本相較更低的南韓三星電子，企圖以價格更低廉的DRAM與日本削價競爭，三星也因為這波潮流獲得政府和外資的支持逐漸強盛。
而這場日美DRAM之爭，因日本本身有過度投資的半導體業的問題，最終在1990年後在日本走向泡沫經濟時受創。1993年美國重新奪回半導體的出貨量 。1998年，南韓企業超越日本，成為全球最大的 DRAM廠商，日本的市占率則從1980年代末期的90%，降到1998年的20%。
(2)抵制華為5G
中國知道自己在晶片領域相對落後，多依靠進口，所以2015年李克強提出的製造業政策《中國製造2025》計畫將晶片自給率提升至 70%，緊接著和日本類似的境遇出現了，2018年川普開啟了中美貿易戰，頻頻以各種名義向中國的產品徵收關稅和罰款。
對於美國對中國晶片技術抵制，廣為人知便是華為事件。當2020年華為複製三星和Sony的成功模式取得先進技術，它的5G技術成為通信領域的佼佼者。然而，相似的套路出現了，美國2020年5月美國政府宣布將「限制華為使用美國技術與軟體在海外設計及製造半導體的能力，以保護美國的國家安全」。禁止業者出售美國生產的商品給華為，也禁止業者出售任何使用美國技術製造出來的商品給華為。意思是美國與同盟廠商要一同抵制出售晶片給華為，以至於華為被迫把智慧型手機與伺服器的事業拆分出去降低損失。從另一個角度來看，限制中國晶片技術對盟友也有利，像是台積電與三星既可保全先進製程不會太快被追上，又能維持固定客戶，何樂不為。
以上的例子不難察覺現在的局面，多是晶片發源地美國出於政治與商業兩個立場，步步將產業布置到工資低廉及易掌控的國家所致，反觀獲得技術授權的壯大的代工公司，多倚仗的是政府和外資的協助而崛起。
現生產一個先進晶片，使用的是美國的軟體設計（例如Cadence、Synopsys 和Mentor），再到台灣或韓國工廠生產。工廠的生產的材料矽晶圓及特殊氣體須向日本購買，儀器則是使用荷蘭ASML生產的EUV機台，最後經由工廠長期累積的參數完成高良率的先進製程。
2022年晶片全球生產分佈，台灣的晶片每年提供全球37%的新運算力、韓國公司生產全球44%的記憶晶片；極紫外光（EUV）曝光機台則都由荷蘭的ASML公司製造。少了哪一方，終將無法順利製造晶片。在這緊密的供應鏈關係中，美國不只掌握了軟體，製造廠南韓三星與台灣的台積電都處在需美國軍事保護的國家，連荷蘭ASML的EUV曝光機都倚靠在美國子公司西盟提供的光源。
晶片不管是在軍事武器或消費性產品的應用上都有可觀利益和威力，可謂主導晶片產業即掌控了全球經濟和政治的主權，也是為什麼全球都積極投入這個產業。
3.台積電差點不是台灣之光
本書超怕讀者誤會張忠謀的背景，至少出現兩遍的敘述澄清張忠謀非土生土長的台灣人。
張忠謀小時候生長在中國，於18歲國共內戰爆發時赴美求學，並在德州儀器工作長達二十幾年，直到五十多歲受邀來台，才將重心轉為台灣。簡而言之，張忠謀經歷都在美國，對台灣人來說他比較像外國人，一度可能在矽谷完成他的晶圓代工的夢，只是當時台灣的行政院長孫運璿和政務委員李國鼎開出更好的條件，讓張忠謀決定來台創辦台積電。
台積電之所以成功，主要有幾個層面：資金、眼界、專業、人才和客戶。初期的台積電是政府專案，台灣政府提供了48.3%的創業資金，和動用勢力勸說民間企業投資24.2%。對台積電則是要求需找一家外國晶片公司提供先進技術。張忠謀最後找到飛利浦願意出資 5800 萬美元，並以台積電27.5%的股份換取其生產技術及授予智慧財產權。
從台灣的角度，還好是1980年代李國鼎先生深謀遠慮要推動科技產業，招攬了張忠謀先生，造就台灣現今在晶片供應鏈擁有不容忽視的位置。不過從公司經營來看，張忠謀眼光的確獨樹一格，初期不只聘請矽谷的專業人才到台積電工作，某次採訪他還說：「隨著半導體愈來愈走向勞力分工，委外代工至少是未來發展的一環，台積電正走向這條路。我們要成為全球最好的晶圓製造廠。」
早在1970 年代美國的半導體公司都有自己的晶圓廠可以生產自家設計晶片時，張忠謀先生就認為「專業的晶圓代工」必是的未來趨勢。事實也如他預判，隨著奈米製程越來越小，製作的工序也越來越多，製造設備與研發的更新成本隨之提高，連大公司都不堪負和。
究竟建造一座晶圓廠的成本有多高呢？2024年在《建築物理》（Construction Physics），結構工程師波特（Brian Potter）就寫到，一座現代化晶圓廠的成本可能達到 100 億至 200 億美元甚至更多。英特爾正在亞利桑那州建造兩座工廠，預計每座耗資 150 億美元，三星位於德州泰勒的工廠預計耗資250 億美元。
不設計晶片只提供「晶圓代工」專業的商業方式，讓「無晶圓廠（fabless）」公司（如蘋果Apple）可以省掉建廠成本專注在晶片設計上，選擇將製造和組裝都委外。不同於三星或英特爾除了代工還有自家產品，台積電只提供「半導體製造服務」的商業模式，客戶不用擔心技術被掠奪，並且制定多數公司都同意使用的晶片標準，相容性高。大量訂單同時會提升台積電製程的良率，其他競爭對手更無法匹及。
4.全球化已死
「 Globalization and free trade are almost dead…（全球化、自由貿易幾乎已死）」是2022年張忠謀美國亞利桑那州廠舉辦的移機典禮致詞內容，他進一步表示如此趨勢短時間是不會恢復。這句話正呼應美國近年制裁中國、要求過去因成本委外的晶圓製造業回歸美國等動作，種種強勢的決策都顯示美國要重新分布供應鏈，確保自己在晶片產業的主導地位。
2023年3月16日張忠謀先生和《晶片戰爭》作者Chris Miller對談時重申全球化、自由貿易已死的主張，再提出新的觀點：「自由貿易瀕死讓晶片業邁入不同賽局。」
「但另一方面為了國安因素讓製造業回流美國與供應鏈韌性，我想自由貿易還沒死透透但也瀕危，這對晶片業完全沒幫助、是成本上升，晶片原本無所不在，它將會成長停止或趨緩，這就邁入了不同的賽局。」
同年7月4日出席工商協進會演講也給了全球化新定義：
原本全球化的基礎是各持經濟比較優勢的分工合作，但過去幾年世界開始大幅減低全球化。像是中國開始對當地企業大行補助，美國也進行各種反制措施，進而讓美中關係競爭成分大於合作。….全球化的新定義，就是不傷害本國國家安全，還有本國科技領先的條件下，允許本國企業在國外牟利，也允許國外產品及服務進入本國。不過這樣還能算是全球化嗎？
身為美國「盟友」，張忠謀既贊成美國抵制中國，又反對自由貿易被限制，個人覺得這態度頗矛盾，猜測他是企業家的思維，希望對方限制競爭對手，又要對方不能限制交易，才能創造更大利益。
另外從台積電要在日美設廠可見它有擴大產能需求。對於赴美設廠，張忠謀認為台積電可以各國政府的補貼中獲益，但美國要在晶片製造業拔得頭籌還有很長一段路要走，這其中也包含工作文化的差異，像是「已習慣奴性加班」的亞洲員工和「追求在工作和生活取獨平衡」的美國員工，諷刺的是，就公司的立場來看哪種員工的效率較好其實顯而易見。
下篇持續…
參考資料
■專訪晶片戰爭作者Chris Miller，掌握晶片競賽的三條軸線
■ 《晶片戰爭》作者Chris Miller
■ How to Build a $20 Billion Semiconductor Fab
■TSMC founder says 'globalization is almost dead' as Asian foundry giant
■經濟日報 台積埃米製程大躍進 狠甩三星、英特爾
■Daily ChatGPT’s Energy Consumption 17,000 Times More Than Average US Household: Report
■人大舉舉手，政協拍拍手，中國兩會到底有啥好看的？ ft.政大東亞所特聘教授 王信賢
你可能也想看
