台灣晶片・三|以史鑒今:美國擊碎日本 台灣坐收其成

撰文:楊永年 黃雅慧
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「萬般皆下品,惟有台積電高」,這是近期出現的一個有趣現象。不過,台積電又是如何在一個整體架構中被賦予了如今的位置?它在這個位置是否有形塑成被期望的樣子?光明璀璨的地位,究竟有多麼無可替代?
透過一些歷史事件的簡單回顧,或許可以為上述的問題找到一些可能的答案。
本「台灣晶片」系列共由10篇文章组成,此为第三篇。

關於台灣半導體產業的故事,還需要從日本說起。

二戰後的日本經歷了史無前例的繁榮,但是以高度勞力密集的傳統重工業為主的發展模式,終究有其限度。彼時日本政府認為電腦是引領日本下一世經濟、社會及技術發展的關鍵,但自由化的環境下,日本的電腦產業面對IBM等國外公司顯得略為脆弱,於是通產省(現為經濟產業省)在1975年提出了為期5年的超大型積體電路(VLSI)計劃,以結合政府、產業及研究機構的力量開發超大型積體電路,旨在趕超美國。

通產省指派了「日本半導體之父」垂井康夫坐鎮指揮,協調日立、NEC、富士通、三菱及東芝等五家公司,打破企業壁壘,整合日本產學界人才資源,並且在九州創建了大量的半導體晶片企業,形成了以東京、大阪為晶片設計中心,九州製造半導體設備及產品的格局,而當時的九州也有「矽島」之稱。

實施了此一「五年計劃」,日本的半導體產業得到了貸款及稅收方面的優惠,資源及人才也經過了具有高度協調性的整合運用,實力驟然提升,與美國同業之間在專利技術上的差距大幅縮小,其產品在性能和品質上也實現了趕超:英特爾和超微(AMD)等企業一度不敵日本業者的競爭,被逼入破產邊緣;尤有甚者,富士通甚至打算收購被矽谷科技業者視作神一般存在的快捷半導體(Fairchild Semiconductor)股權,這一舉動更被視作奇恥大辱。

1980年代前五年間,日本半導體產業風光大殺四方,照當時的勢頭發展下去,如今半導體產業的一哥將會是日本企業,不會有台積電的份。

為應對強勢的日本半導體產業,以英特爾及其創辦人諾伊斯(Robert Noyce)帶頭,矽谷的科技業者成立了美國半導體產業協會(SIA),並且積極對華府進行遊說。起初幾年的時間白宮基於自由貿易的原則卻也無動於衷。可是也就在這期間的1982年,美國的聯邦調查局(FBI)開始進行釣魚執法,為整個過程帶了風向。

FBI的特務偽裝成IBM的員工,故意將部分核心技術文件發給日立公司的一名高級工程師林賢治,而完全不察有詐的林賢治大喜過望,向特工索討更多文件,因而讓FBI掌握了「日本竊取美國技術」的關鍵證據,美國據此索取鉅額賠償,並且在輿論上將日本塑造成只會竊取技術的流氓國家。

1985年6月,美國半導體產業協會終於想出了「國家安全」這個能夠說動華府的理由,不斷宣導日本威脅論。主要論點有:

一、超級武器的發展離不開半導體產業的發展;
二、此一關鍵產業被外國控制,將使美國軍方被迫使用含有安全隱患的產品;
三、外國貨源極不穩定,戰爭時期這一類產品可能被斷供;
四、在和平時期,外國公司可能會將此類產品販售給美國的對手,例如蘇聯。

1985年9月的「廣場協議」(Plaza Accord)令日圓升值,達到了會讓日本半導體業者感到痛苦的程度,而在1985年12月東芝機械遭爆料的「東芝事件」,則讓華府有了進一步強化對日本製裁的口實。

作者註【東芝事件】:在1982至1984年間,東芝機械違反巴黎統籌委員會的協議,出售九軸聯動數控工具機給蘇聯,讓後者得以對核潛艇的螺旋槳製程進行改進。整個過程透過一間名為和光貿易的空殼公司進行,在1985年12月該公司位於莫斯科分部的負責人向巴統委員會舉報,並且在1987年被《朝日新聞》報道,引起日本政界的高度重視。此事件也讓以鄧肯・杭特(Duncan Lee Hunter)為首的五名共和黨眾議員為表達抗議,在國會大廈前象徵性地用大錘砸毀一台東芝的RT-6016型收音機,象徵着美日半導體戰爭的揭幕。

1986年,美國認定日本的唯讀儲存器傾銷,同年9月簽署的《美日半導體協議》,要求日本必須開放國內的半導體市場,保證5年內外國公司獲得20%的市場佔有率,不久後更是對日本晶片徵收高達100%的懲罰性關稅,並且否決了富士通對快捷半導體的股權收購案。此招一出,日本對半導體晶片的全球市佔率一路從1986年的40%跌至2011年的15%,而動態隨機存取內存(DRAM)的市佔率更是從80%跌到2010年的10%。

日本雪崩、美國轉型、台韓豐收

日本半導體企業在DRAM市場的市佔率遭遇慘敗性崩跌,但由於矽谷的科技企業因不堪虧損,早已將DRAM業務割離,因而日本企業崩跌釋出的市場份額並未回到矽谷,而是給韓國的三星(Samsung)奪了過去。

美國對於日本產品徵收了100%的關稅,對韓國產品卻只課徵了象徵性的0.74%關稅,國際固態技術協會(JEDEC)也許可了三星的「雙向型數據通選方案」,將其制定為個人電腦中的內存標準配備。其後美國為三星處處開綠燈,三星也不惜血本,大量從日本挖角,添購設備擴充產能,並有韓國政府在背後大力補貼支持,將日本徹底打得體無完膚。

英特爾、超微等美國企業在割離了DRAM業務後,轉換跑道專注於邏輯晶片。1990年代初美國政府推動了資訊高速公路(Information Superhighway),強化了網際網絡的成熟發展,帶動了個人電腦市場的成長,在此背景下邏輯晶片的需求也有了提升。

轉換了跑道的美國,對於日本既存有戒心,也認可日本半導體產業由企業、政府和科研界合力的「產官學協同模式」確有可取之處,因而成立了半導體制造技術聯盟(SEMATECH),由諾伊斯帶頭協調英特爾、IBM等14家主要的半導體公司,在政府、企業各出資一半的模式下共享研發成果。

DRAM的製程需要高度一體化,邏輯晶片則有着不同的製程要求,它可以將設計及製造這兩個環節分開處理,一方面為了規避大量的製造設備帶來的昂貴成本,另一方面也為了呼應去工業化浪潮。美國採取水平分工模式,美國企業多為投入成本較低、輕資產、品牌及技術價值高的Fabless(無工廠模式)企業,而製造的環節則外包出去給Foundry代工廠。

但是基於對日本的戒心,美國欲尋覓體量更小、容易控制的合作對象,而台灣的台積電便是在此背景下進入美國的視野。

張忠謀在1987年成立台積電後,便將其定位為純代工廠,只搞代工不搞設計,因而不會與客戶形成競爭關係;在當時的美國來看這是個雙贏的模式,天然資源缺乏的台灣積極的依附在這個體系中,在半導體產業中爭取到了位置,而美國企業則往更具高附加價值的技術研發及品牌經營領域進展,規避了高昂的設備投入及環境污染等成本。

做為高級打工仔的台積電

台積電採行了晶圓代工模式,在1988年取得了英特爾的認證及訂單,在全球半導體市場的水平分工模式中取得了一席之地。但是僅憑張忠謀及台積電的其他高層的業務能力,以及台積電自身精進工藝技術,若是沒有其他的外在因素條件配合,台積電也是很難成長至今天的地位,也很難繼續保持這個位置。

台積電工藝技術精進無庸質疑,但台積電做為整條產業鏈的中間一環,無論其技術工藝如何精湛,晶圓代工的進入門檻如何高,無論其標榜良率如何優秀,總歸仍是要和同行進行血汗競爭——本質上是對人力運用極盡苛求的勞力密集產業型態(相較晶片設計);此外,台積電也必須力求在相同條件下,生產出品質不比對手差,但是更多數量的晶片。

這種類型的「血汗企業」除非有足夠高的待遇,否則是極難留住人,凡此種種構成了台積電長久困擾的問題。不過萬幸的是,其他的同業待遇條件比不上台積電,因此「其他血汗企業比自己更血汗」也變相成了台積電的護城河。

然而,作為勞力密集產業的台積電進入門檻也不低,相較於其他更加勞力密集的傳統產業來說,台積電本身並不提供足夠多的就業崗位;而其產業特性需要更多的土地、水、電、資金等資源投入,對其他的產業形成了排擠效應,台灣把台積電這個優勢做得非常長,就意味着會出現其他被犧牲的對象。

由於這個賽道很不容易進入,其模式註定了「打工仔」數量只會愈來愈少,而台積電作為最強的打工仔能夠持續吃肉,本身也是自身夠硬才打得動鐵。

還能繼續打工嗎?

2015年蘋果的「晶片門」事件突顯了台積電的晶片品質優良,替台積電贏取了與蘋果的合作關係,帶來成長預期。這之中除了台積電工藝技術比人強、人力運用比起其他對手更為極致外,智能手機帶來的產業趨勢成長,顯然也是台積電成長的重要風口。在一個市場機制正常運作的邏輯下,愈來愈多的科技突破創新,製造出愈多的風口,當前的水平分工運作模式能夠持續下去創造利潤,這對於企業來說也是好事。

事實上隨着5G、人工智能(AI)、物聯網等技術的增長成熟,台積電也得到了愈來愈多的上游客戶,如華為海思、高通、聯發科、超微 、英偉達(NVIDIA)等晶片設計企業,這體現出了上游的賽道因具有較高附加價值、較低成本投入,而吸引了愈來愈多企業加入,反而形成了頭重腳輕,僱主們爭搶打工仔的情形。

近來的「晶片荒」便是這種情形的大爆發,這使得半導體產業又重新成為一個政治議題。在水平分工體系及市場邏輯正常運作的情況下,台積電擁有高深的護城河,不太擔心競爭對手的追趕,但是政治力的介入讓既有的體系出現了變化,各主要國家開始把半導體制造環節的自主可控,看得比降低成本還要重要,台積電的護城河還是否能發揮應有的作用,出現未定之數。

【本文授權轉載自第64期《多維TW》(2021年3月4日)封面故事。如欲閲讀全文,請按此訂閲多維電子刊,瀏覽更多深度報道和獨家解析。】