全球晶片荒带来的启示:问题不在半导体供应链?

为了讨论美国对晶片短缺的反应,拜登邀请了台积电等外国公司以及英特尔等美国晶片制造商,还有饱受半导体严重短缺之苦的知名用户来开会。(示意图/shutterstock)

拜登面对萤幕,在Zoom上向一群执行长宣布:「我们国家已经太久没为了超越全球的竞争对手,而做必要的大规模、大胆投资。」他坐在白宫罗斯福总统的肖像之下,举起一块12吋的矽晶圆,训斥那些高管「在研发与制造方面落后……我们必须加油」。萤幕上的19名高阶主管中,有许多人认同他的说法。为了讨论美国对晶片短缺的反应,拜登邀请了台积电等外国公司以及英特尔等美国晶片制造商,还有饱受半导体严重短缺之苦的知名用户来开会。福特(Ford)与通用汽车(GM)的执行长通常不会受邀参加晶片的高层会议,通常他们也对这种会议不感兴趣。但2021年一整年间,随着世界经济与供应链因新冠疫情所造成的中断而动荡,世界各地的人开始意识到,他们的生活与生计有多么依赖半导体。

2020年,就在美国开始对中国实施晶片锁喉策略,切断中国一些领先的科技公司取得美国晶片技术的管道时,第二个晶片锁喉点开始掐紧了世界经济的部分领域,某些类型的晶片变得难以取得,尤其是广泛用于汽车的基本逻辑晶片。这两个晶片锁喉点有部分相关。华为等中国公司至少从2019年开始就在囤积晶片,为未来可能遭到美国制裁预做准备,中国的晶片制造厂则是尽可能地买进制造设备,以防美国决定加强对晶片制造设备的出口限制。

然而,中国的囤积只解释了一部分新冠疫情期间出现的晶片锁喉点。更大的原因在于新冠疫情爆发后,晶片订单出现巨大波动,因为企业与消费者都调整了对不同商品的需求。2020年,随着数百万人为了在家工作而升级电脑,个人电脑的需求激增。随着愈来愈多的生活转移到线上,资料中心对伺服器的需求也成长了。汽车公司起初削减了晶片订单,预计汽车销量将大幅下滑。结果当需求迅速恢复时,他们发现晶片制造商已经把产能重新分配给其他客户。美国汽车政策委员会(American Automotive Policy Council)的资料显示,世界上各大车厂在每辆汽车上使用上千个晶片,即使只缺一个晶片,汽车也无法出货。2021年的大部分时间,汽车制造商都面临买不到晶片的窘况。据业界估计,这些汽车公司2021年的产量比没有面临晶片短缺时少了770万辆,相当于2100亿美元的收入损失。

拜登政府与多数媒体都把晶片短缺解读为供应链问题。白宫委托外界针对供应链的弱点写了一份250页的半导体报告。不过,半导体短缺的主因并不是晶片供应链的问题。有些供应确实中断了,例如马来西亚因新冠疫情而封城,影响了当地的半导体封装作业。但根据研调机构IC Insights的资料,2021年全球生产的晶片比以往多——超过1.1兆个半导体装置,与2020年相比成长了13%。半导体短缺的主因是需求成长,而不是供给问题。那是新的个人电脑、5G手机、AI资料中心所带动的需求,最终而言,是我们对运算力永无止境的需求所驱动的。

因此,世界各地的政界人士误判了半导体供应链的困境。问题不在于晶片业分散的生产流程对新冠疫情及随之而来的封城因应不当。很少产业安然度过这场疫情、没受到严重干扰。晶片业出现的问题,尤其是汽车晶片的短缺,主要是因为汽车厂在疫情爆发初期疯狂又冲动地取消订单,再加上他们采用「及时生产」制程,几乎没有容错的余地。对于收入受到数千亿美元冲击的汽车业来说,他们理当重新思考自己的供应链该如何管理。另一面,半导体业则是迎来丰收的一年。除了大地震以外(这是机率很低、但不是零的风险),实在很难想像和平时期的供应链冲击比晶片业2020年初以来度过的情况还要严重。2020年与2021年晶片产量的大幅成长,并不是跨国供应链受损的迹象,而是跨国供应链奏效的迹象。

然而,各国政府应该比过去更认真地思考半导体的供应链。过去几年,供应链带给我们的真正启示,跟脆弱性无关,而是跟获利与权力有关。台湾的非凡崛起让我们看到,一家公司有远见、有政府资金的支援,如何改造整个产业。与此同时,美国限制中国取得晶片技术的限令则显示,晶片业的锁喉点有多强大。不过,中国半导体业过去10年来的崛起也提醒了所有人,这些锁喉点并非持久有效。国家与政府往往可以找到回避锁喉点的方法,尽管那么做既耗时又代价昂贵,有时甚至是极其高昂的代价。此外,技术转移也会削弱锁喉点的效力。

只有当少数两三家公司掌控锁喉点时,这些锁喉点才有效,而且理想情况下,只有一家公司掐紧锁喉点的效果最好。虽然拜登政府承诺「与产业界、盟友、伙伴」合作,但对于晶片业的未来,美国与其盟友并非完全一致。美国想扭转其晶片制造占比下降的局面,并在半导体设计与机台方面维持主导地位。然而,欧洲与亚洲国家希望在高价值晶片的设计市场抢占更大的市占率。与此同时,台湾与南韩都没有打算放弃他们在制造先进逻辑与记忆体晶片方面的市场领先地位。当中国把扩大产能视为国安必要条件时,未来美国、欧洲、亚洲之间可瓜分的晶片制造业务量有限。如果美国想增加市占率,其他国家的市占率就必须减少。美国暗中希望从其他拥有现代晶片制造厂的区域夺取市占率。然而,在中国之外,全球所有的先进晶圆厂都位于美国的盟国或亲美的国家。

(本文摘自《晶片战争》/天下杂志出版)

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全球唯一 繁体中文版独家作者序,解析晶片法案后的美中台局势发展

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看懂现今晶片战局势最重要解读——矽时代,运算力才是新石油

晶片供应链左右了上世纪冷战的输赢,更将决定本世纪强权竞争的终局

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美国祭禁令掐住先进晶片锁喉点,中国不断加码投资半导体,「去美化」有可能成功吗?

台积电赴美设厂,矽盾的保护力有多持久?台湾的地位真的不可取代吗?

疫情加战争,全球历经两年晶片荒,短缺缓解却又面临需求过剩?供应链版图未来如何改变?

一个70年前还不存在的产业,决定了今日世界的样貌。从玩具到汽车、从微波炉到导弹、从手机到股市,无所不在的晶片,是21世纪的新石油,是现代世界最依赖的稀缺资源。美国靠半导体成为军事强权,矽谷仍是设计先进晶片的重镇,掌握大半关键技术,但中国正在急起直追,大动作投资半导体产业,争夺霸主地位。位居供应链重要位置的台湾,夹在两大强权之间,更要面对日韩竞争,应该守住哪些优势,又要考量哪些风险?

作者克里斯・米勒在塔夫茨大学的弗莱彻学院教授国际史,特别专长美国与俄国历史,他在研究冷战武力竞赛的过程中,发现半导体扮演了最关键的角色,因此决定以晶片为题展开庞大研究,横跨三大洲,从台北到莫斯科,采访上百位晶片业相关科学家、政府官员、工程师、企业家,首次为晶片业的发展提供了难得的历史纵深,这段比电影更惊心动魄的真实历史,台湾更是故事的核心角色。

晶片相关新闻天天有新进展,美中对峙愈演愈烈,晶片法案、制裁禁令,不只是台湾,日本、韩国与荷兰等供应链锁喉点国家都被迫选边站,下一步怎么走才对?晶片塑造了现代生活的一切,未来也仍将是全球最关键技术,这本书提供了理解此刻全球晶片争夺战的最完整、最迫切需要的解读。

【作者简介】克里斯・米勒(Chris Miller)

克里斯・米勒在塔夫茨大学(Tufts University)的弗莱彻学院教授国际史,他也是美国企业研究院(American Enterprise Institute)的Jeane Kirkpatrick客座院士、外交政策研究院(Foreign Policy Research Institute)的欧亚主任,以及总经与地缘政治顾问公司绿罩(Greenmantle)的董事。米勒着有《普丁经济学》(Putinomics)等书,他也经常为《纽约时报》、《华尔街日报》、《外交事务》、《外交政策》、《美国利益》等媒体撰稿。他于耶鲁大学取得历史学博士学位,于哈佛大学取得历史学学士学位。米勒个人网站:ChristopherMiller.net,以及推特帐号:@crmiller1。

【译者简介】

洪慧芳

国立台湾大学国际企业学系毕业,美国伊利诺大学香槟分校MBA,曾任职于Siemens Telecom及Citibank,目前为专职译者。

《晶片战争》/天下杂志出版