《晶片戰爭》讀後感

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這本去年出版的書(中文譯本,英文版應該是2022年就寫好了),我一直到今年才買來讀, 但即使是今年讀仍然很有料。 推薦給大家,尤其買台股的人一定要對半導體有基本的認識,這本書可以算是教科書了。 這本書描寫了整個晶片發展史,寫幾個我印象比較深刻的觀點。 以下都是我自己手打的心得,跟原文一定不一樣,帶有很多我自己的解讀和感想。 有興趣的人建議直接看書。


●談1960年代的蘇聯●

作者認為,1960年代的蘇聯頂尖科學家也很多, 蘇聯即使跟美國隔絕,靠那堆物理學大神也有機會幹出一套自己的半導體生態。 然而當時的蘇聯政府是軍人帶頭,採取抄襲策略, 叫商業間諜去偷美國晶片回來, 叫科學家全部「照抄」,複製一模一樣的晶片出來。 蘇聯神人科學家即使不服氣,卻也沒辦法,預算是政府給的,只能聽政府的話乖乖照抄。 蘇聯的想法是「只要照抄我就不會輸」,然而正是因為照抄才會輸。 蘇聯沒想到半導體的迭代速度實在太快, 根據摩爾定律,半導體每2年運算速度就增加一倍。 你就算2年就抄好,你還是會落後一代。 而事實上蘇聯的半導體大概落後美國五年。 而且越到後面越難抄襲,半導體的製造越來越燒錢,越來越困難。 蘇聯半導體只做軍用,不做民用,賺不了錢,只能硬著頭皮燒錢。 美蘇差距越拉越大,直到1990年代波斯灣戰爭, 美國展現半導體用在軍事上的黑科技,蘇聯就解體了。 所以想要追上對手,你本身一定要有研發能力,而不是照抄。 而且要能民用化、商業化,只靠國家燒錢是撐不住的。


●談1960年代的中國●

世界上第一個積體電路是美國人在1958年發明的, 而中國在1965年也有工程師發明出自己的積體電路。 可見這時候才落後幾年而已。 作者認為中國也有很多科學精英,還有大量廉價的勞力, 如果發展下去也有機會發展出自己的半導體生態。 (廉價勞力其實對半導體發展也很重要,成本壓低,產品才能賺錢,才有錢研發下一代, 美國就是非常缺乏廉價勞力,1960年代德儀和英特爾才會去亞洲設廠) 然而1966年中國開始文化大革命,毛澤東把大量科學精英抓去農村下鄉務農, 叫沒受教育的工人階級全力生產半導體, 「彷彿中國每個無產階級都可以在家裡自製晶片」 有如晶片版的大躍進。 直到1976年,10年文化大革命結束,科學家終於回到實驗室,但也已經來不及了, 原本就已經落後美國幾年,又經過10年開倒車,這下子連亞洲鄰近國家都比不上了。 同時期,日本已經快要吃下全球的DRAM市場,英特爾已經發明微處理器 而香港 台灣 南韓 新加坡 馬來西亞…正在幫美國人做半導體組裝,經濟轉型。 其實我在讀這段的時候不禁想到最近看的影集三體, 三體故事中,外星人怕地球人科技進步太快, 所以殺死很多頂尖科學家,讓地球科技開倒車。 就不就跟把科學家抓去農村勞改是一樣的意思嗎?

●談荷蘭ASML造EUV●

我想應該很多人會覺得憑什麼是ASML製造出EUV設備,美國不是很強嗎? 美國人自己不能造嗎? 美國的確很強,EUV的技術其實是美國在1990年代就開始研發的,帶頭的還是英特爾。 英特爾早就知道半導體走到最後會需要用到EUV製程, 於是英特爾召集美國幾家晶片業者一起組隊研究EUV, 英特爾出了大部份的錢,花了幾十億美元。 但是美國研究人員擅長的是科學,是造出EUV原型系統,而不是量產機台。 所以他們需要把EUV技術轉移給一家可商業化和量產EUV機台的曝光機公司。 然而當時,美國本土技術最先進的曝光機公司GCA已經倒閉了, 而美國其他曝光機公司技術則落後。 說到GCA,GCA倒閉也是一篇故事。 簡單說,GCA雖然有先進技術但連年虧損,產品成本和售後服務都拼不過日本人,每年虧 損幾百萬美元。 最後就連美國政府都放棄救GCA,GCA就倒了。 所以當時世界上只剩下三家公司能接手EUV技術,日本的Nikon和Cannon,荷蘭的ASML。 然而1990年代美日正在打貿易戰,美國人並不想把技術傳給日本人,所以只剩下ASML可以 選。 (美國DRAM產業被日本人搞垮,美國曝光機產業也被日本人搞垮) ASML買下EUV技術之後,又花了20年時間研究才造出商業化的EUV機台。 一台EUV機台有45萬多個零件,每個零件都要最頂的,所以不可能全是由ASML自己製造, 要靠各個國家的供應商。 AMSL自己只造15%零件,剩下85%是跟各國供應商買。 可以說,一台EUV,是結合了許多國家的心血結晶。 ASML和EUV機台其實只是一個縮影,它反映的是,半導體製造的困難程度已經不是一個國 家就能搞定的,就連美國也不行。

●談中國製造2025●

作者認為,以中國的能力,如果想要在現在的半導體生態中佔一個生態位,是完全可以的 ,就像南韓,台灣,都有佔到一席之地。

然而,中國並不是「想佔一個生態位」這麼簡單, 中國想要的是建立一個完全自給自足的半導體生態,也就是所謂的「中國製造2025」。

中國並不想融入現今的半導體生態圈,因為很危險,一旦融入,就代表中國會過度依賴美 國及美國的快樂夥伴。 (這就跟當初毛澤東並不信任西方科學很像) 習近平想要的是完全不靠外國人也能自己造出半導體的生態。

然而談何容易呢,從ASML的例子就知道,半導體生產的每個環節都要動用到各國的舉國之 力,如果從頭到尾都要靠自己,那要燒多少錢呢?

「造出來」是一回事,「能賺錢」又是另一回事。 能賺錢是非常重要的,如果不能賺錢,就沒資金研發下一代, 只靠政府補貼,就會走上蘇聯的老路。 川普制裁華為的時候,美國內部也有人擔心,這樣反而是加速中國建立自己的生態系,加速了中國製造2025。 然而其實沒有那麼簡單,中國很多公司打著自製晶片的名義跟中國政府騙了很多錢 (例如武漢弘芯騙局) 何況現在就連「造出來」都有困難,現在已經不是1960年代了。 EUV機台有45萬個零件,你光是拆開來都不一定能組回去,何況是複製出每個零件,只要一個缺陷都會出問題。 等中國造出EUV可能都已經2030年了,而那時候台積電已經把EUV機台成本攤提完,正在爽用第二代EUV了。

最近(2024年)的新聞有講華為、中芯可以自己做5奈米、7奈米,還有3奈米的風聲,其實 這不令人驚訝, 能做出來又怎樣,關鍵一直都是「能不能賺錢」。 有些人看到中芯能造3奈米就以為台積電完蛋了,但台積電強的是高達50%的毛利率和40% 的營業利益率。

●總結●

我們在股板偶爾會看到 「台積電(或ASML)能有今天只是運氣好,美國人想收走隨時可以收走」 這一類的悲觀言論,彷彿台積電只是鏡花水月,隨時會破滅。

沒錯,運氣不錯,台積電和ASML剛好在一個正確的時機卡到了位子。 然而,當你把整個晶片發展史攤開來,我們會發現即使時光倒流,歷史還是會同樣發展。

GCA依然會被日本人擊敗,美國人依然會選ASML。 德儀依然會拒絕張忠謀的晶圓代工概念,張忠謀還是會到台灣實現晶圓代工的理想。

看似偶然,其實是必然。 而「美國想收走隨時可以收走」這句話也是對的, 美國仍然掌握了很多關鍵技術和設備在手上。 可是美國為什麼要收走? 美國一旦收走,他們自己也痛苦啊。 現在是美國自己更怕被台積電和ASML卡住脖子。 書中寫到「一旦台灣停擺,我們可能連洗碗機都很難買到」 美國也發現無法複製出台積電和ASML。 現在已經是一個必須互相合作的時代了。 美國國防部裡有一個部門叫「國防先進研究專案局(DARPA)」, 這個部門是在研發美軍黑科技的。 然而就連DARPA預算每年也只有幾十億美元(我Google查2024年預算是43.8億USD) 比大部份的晶片廠的研發費用還少。(Intel的研發費用是每年一百多億) 當晶片生產所需要的資本越來越大,美國政府可以發揮的影響力就越來越小。 最近的新聞是拜登政府要補貼台積電66億美元蓋廠, 有些人可能會覺得「才66億根本不夠台積電塞牙縫」。 但你想想,DARPA今年預算也才43.8億,就會覺得其實66億也算是很大方的補貼了。

以上我提到的內容大概不到全書的十分之一, 書裡的內容更豐富,有興趣的話可以找書來看。


※ P.S. PTT有網友說「說台灣停擺,美國會連洗碗機都買不到是不是太誇張?」

這並不誇張,洗碗機雖然不是用到什麼先進製程,但即使是低階晶片也需要「封裝」啊。台灣的封裝市佔率佔了全球70%,一旦台灣停擺,全球晶片會全部卡在封裝。

2020年疫情期間的缺晶片就是一個範例,而且當時台灣還沒停擺喔! 只不過是其他地方停擺而已(也就是台灣以外的30%產能停擺),全球就已經搶晶片封裝產能搶到瘋了。

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