【科技.未來】擺脫晶片寡頭生產 各國重建科技主權

撰文:孔祥威
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隨着第五代行動通訊(5G)、物聯網(IoT)、人工智能(AI)、雲端及邊緣運算(edge computing)漸趨普及,晶片技術及供應在科技及經濟發展中愈見重要。因此,美國商務部長雷蒙多(Gina Raimondo)形容,晶片短缺是「國家安全風險和經濟安全風險」。

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過度依賴台韓

這場全球晶片荒令一眾國家忽然驚醒:一直以來,他們的晶片生產過度依賴亞洲少數地區或公司,尤其是台灣的台積電(TSMC)和韓國的三星(Samsung)。證券商Mirabaud的科技、媒體及電訊研究總監Neil Camping指出:「晶圓製造需要大量投資,台灣和韓國已成為這領域的領導者。他們過去二十年的成功,可歸功於政府政策支持,以及能招攬高技術員工。」

晶片生產過程 (ASML; Lam Research)

台積電主力生產最為複雜的邏輯晶片;而三星主導記憶體晶片(memory chip)生產。根據市場分析公司集邦(TrendForce)的數據,現時在晶片代工業務上,單是台積電已經佔據全球市場份額56%;其次為三星,佔市場份額18%;兩間生產商合共負責全球七成多晶片代工生產。

歐美盼增本土產能

隨着晶片的戰略地位日增,加上亞洲地緣政治風險的考量,美國和歐洲都不希望半導體供應鏈集中於亞洲,而希望在本土提升晶片產能。歐盟內部市場委員Thierry Breton近日批評,歐洲半導體製造業的份額多年來一直下降,是「太天真、太開放」 。為此,歐盟正計劃投資200億至300億歐元重拾「科技主權」,目標於2030年歐洲的晶片生產佔比較現時翻一倍至20%;先大幅增加20納米至10納米製程的晶片生產,然後劍指現時連台積電和三星都未能做到的5納米至2 納米製程晶片。

晶片荒曝露全球半導體供應鏈脆弱,美國、歐洲、日本、中國等多國均正部署減少對台灣和南韓依賴。例如美國總統拜登(Joe Biden)建議斥資500億美元支持本土半導體生產。(Reuters)

至於美國,總統拜登他在超過兩萬億美元的基建和經濟復蘇計劃中,建議斥資500億美元支持本土半導體生產。最先配合的是Intel,該公司已宣布斥資200億美元,在美國亞利桑那州興建兩間晶圓代工廠。最近日本也有意與美國合作,除了計劃擴大支援晶片製造業的2,000億日圓基金,還希望吸引美國晶片生產商設廠,在美日同盟下加強供應鏈,以確保經濟安全。

當多國希望增加晶片產能,也是兩大龍頭台積電和三星,鞏固和擴張勢力的機會。台積電在4月宣布,今年將投資約300億美元擴張和升級產能,包括斥資28.8億美元擴大中國汽車晶片工廠的產能。

全球晶片代工龍頭台積電,已開始在美國興建新廠。圖為台積電在中國南京的十六廠。(TSMC)

台積電的對手三星也不甘後人,把握機會追趕,甚至希望超越台積電。雖然三星已是全球最大的記憶體晶片製造商,在動態隨機存取記憶體(DRAM)晶片和快閃記憶體(NAND)中,分別佔約四成及三分之一市場份額,但它在代工業務方面的規模一直大幅落後於台積電。為此,三星在5月宣布將於2030年前增加171萬億韓圜投資,特別針對系統半導體與晶圓代工事業。

三星背後當然有韓國政府大力支持。韓國政府在5月公布會聯同企業在2030年前構建全球最大規模的半導體產業供應鏈,投資金額高達510萬億韓圜,政府還以多種方式如減稅、降低利率、放寬監管和加強基建來支持韓國半導體企業;甚至確保設廠地區未來十年水源充足及加強供電。

記憶體晶片王者三星電子(Samsung)希望追趕台積電在晶片代工方面的地位,早前宣布在平澤的廠房增加代工生產線。(Samsung)

制裁反成中國機遇

全球晶片荒更突顯中國晶片生產技術「卡脖子」的情況。新華社旗下的《瞭望》周刊發現:「在安徽,一知名車企高管告訴記者,以該車企採購的汽車晶片為例,其中有90%是進口品牌,以德國英飛凌、荷蘭恩智浦等公司產品為主,僅有10%比例是國產品牌……『不到萬不得已,我們不會替換國外的供應商。』一位自主品牌車企負責人坦言。」

中國政府素來認為,美國政府的打壓只會令中國更堅定自主創新的決心和意志。在持續制裁下,晶片荒可加速其自立自強的步伐。事實上,在美國制裁前,中國早已希望提升晶片技術自主。過去幾年大量中國晶片公司迅速誕生。當美國、歐洲、日本在半導體供應鏈上各個重要生產環節或設備都有其主導公司,中國也幾乎在每一個環節扶植了相應的國內新貴。有些公司正在急速成長。例如記憶體晶片製造商長江存儲,兩年前在NAND的全球市佔率是零。但集邦預計,它本年可望取得3.8%的市場份額,有望在明年增加至6.7%。而行業龍頭三星目前的市場份額佔34%。

中國近年透過資金及政策扶植多間本土晶片企業,力圖在這關鍵科技上擺脫下脖子困境。(盛博、野村證券、日經亞洲評論)

然而,想在本土生產晶片的國家,各自面對不同挑戰。在美國,拜登的500億美元投資計劃遠遠未足以應付業界所需。SIA估計,美國若想晶片自給自足,必須在未來十年投資1.4萬億美元。如何分配這筆資金,也在汽車業和消費電子產品業界引起爭議。

歐盟的目標是生產2納米製程,與大部份汽車業者的需求有別。畢竟,最微小、功能最強大的晶片在歐洲沒有太多客戶。德國智庫新責任基金會(SNV)分析師Jan-Peter Kleinhans也指,歐洲有別於美國和亞洲國家,缺乏晶片設計行業,興建代工廠也不划算。他反建議歐盟重振歐洲的晶片設計業。

晶片荒或再次令中國決心擺脫晶片「卡脖子」困境,惟現時國內業者多番爆出爛尾醜聞,晶片自主率進程也與目標仍有大段距離。(新華社)

至於中國,雖然在制裁壓力及政策推動下,本土晶片產業看似增長迅速。去年有超過五萬間新註冊的中國半導體公司,是2015年的三倍有多,但公司質素良莠不齊。去年《中國經濟周刊》發現,很多公司只是渾水摸魚,「轉產」集成電路、晶片和半導體博取減稅。業界還有不少「芯片變芯騙」問題。清華大學下屬企業紫光集團去年至今陷入多宗債務違約;千億投資晶片項目武漢弘芯去年傳出爛尾。而且中國晶片技術距離突破外國壟斷,暫時看來仍比想像中緩慢。在《中國製造2025》訂立的目標,中國晶片自給率要在2025年達至70%。但據半導體市場研究公司IC Insights指出,去年中國晶片自給率僅有15.9%,估算中國到2025年時自給率只有19.4%。

(節錄)

上文刊登於第267期《香港01》周報(2021年5月31日)《擺脫晶片寡頭生產 各國重建科技主權》。如欲閱讀全文請按此試閱周報電子刊,瀏覽更多深度報道。

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