半導體地緣政治學

半導體地緣政治學

Update: 2023-04-02

投資相關半導體相關

為什麼閱讀這本書及讀後感

日文書名『2030半導体の地政学:戦略物資を支配するのは誰か』,書中有一段敘述:

回想20世紀普魯士王國的俾斯麥曾經說「有鐵才有國」,反映當時國力象徵是鋼鐵業。在現在一輛車最少需要30-100種晶片,更不用說每天使用的手機、平板及電腦,另外擁有多少半導體實力等同國家的軍事能力,包含武器、國防通訊。

這本書很有趣的是以『地緣政治』的觀點,來探討分析在國際政治下半導體產業的關係;在中美互相制衡下,夾在中間的日本、韓國與台灣如何斡旋,目前半導體公司除了企業發展是如何考慮政治策略。

作者『太田泰彦』是《日本經濟新聞》編輯委員。於1985年加入日經新聞,留學美國麻省理工學院後,曾派駐華盛頓、德國、新加坡,主要撰述貿易、外交、科技、國際金融等主題報導,2017 年因報導中國『一帶一路』主題而獲得日本最大國際新聞獎『 ボーン・上田記念国際記者賞 』。

在閱讀此書的過程警覺平常能夠接觸到的台灣新聞媒體,在報導上似乎都過度政治民粹、簡化事件,習慣用二元對立的方式煽動讀者情緒,比如兩國對立、兩黨對立這種不全面且單一的方式來解讀。

總之在看這本書的時候沒有感到艱澀,反而像是看一本精彩的武俠小說的感覺,很開心能夠閱讀到這本書!這一篇讀書筆記記錄閱讀中想要深入了解的內容,皆以條列方式對這個主題有興趣的人,很推薦買這本書來看看作者真的寫得很好,另外想要讚賞譯者卓惠娟,整本書完全沒有日文翻譯書籍的語意不順感! 本書連結

為什麼對半導體有興趣?

半導體遍佈在日常生活中,只要是電子裝置不可能不需要這些晶片,而半導體產業佔台灣GDP非常高,以下的思考是閱讀中所想到的問題:

  1. 近年半導體發展因全球化的水平分工達到技術突破,但2020年後各國似乎想要去全球化?
  2. 被勒住脖子的華為怎麼感覺起死回生?
  3. 為什麼習近平會想要捨棄軟體而設立「國家積體電路產業投資基金」去發展半導體製造業?

以上問題在閱讀此書後大致有一些結論,但目前所有事都在發生中身處在這樣的洪流中,雖然在工作上沒辦法實際參與,但至少可以透過『投資』來參與一些,藉由看更多有關半導體的書籍和研究相關公司來加深投資企業的眼光。

雖然投資半導體相關企業已經兩年多了,但是對半導體的了解皆來自報章雜誌及網路,老實說一直有霧裡看花的感覺,直到碰巧看到由台積電捐贈到台中科學博物館的 半導體展覽 才比較了解全貌;這個展覽為了讓小朋友清楚了解,使用好懂圖文並茂的方式說明整個半導體製程。包含晶片(IC Chip)如何被應用,以及晶圓(Wafer)、積體電路(IC)整個產業供應鏈的設計、製作流程,如果和我依樣想了解到又覺得很挫折的人,很建議去參觀這個展覽。

💡 半導體知識科普
  • 為什麼要不斷提升運算?

    若所有裝置未來都要透過雲端傳輸到資料中心,企業將無法提供即時又快速的服務,因此行動裝置(包含手機、平板、穿戴裝置)也需要運算能力,裝置就必須搭載高效率邏輯半導體,而資料中心也需要搭配高效能記憶半導體,這就是邊緣運算架構(Edge computing)。

  • 奈米是什麼?

    常聽到幾奈米,和日常生活中的物體相比,就會發現這是多可怕的技術,一根頭髮有200,000奈米粗,病毒則在10-100奈米之間,而DNA大約為2.5奈米大小。 成熟製程指的是7-16-28奈米以上,而先進製程5-3-2奈米。 一般來說間距越短傳輸速度越快,但也不是所有用途都需要高密度電晶體的晶片,除了手機平板電腦需要7奈米以下,像是很多汽車零件、消費電子零件、玩具所需要的IC,大多使用28奈米製程。

  • IC晶片依據功能分成三大類:
    1. 記憶IC(Memory Integrated Circuit):負責儲存,如DRAM、SRAM、NAND Flash。
    2. 微元件IC(Micro Component Integrated Circuit)
    3. 類比IC(Analog Integrated Circuit):負責處理線性連續信號,通常為光、速度、聲音這類自然現象,包含電源管理IC、影音放大器、數位類比轉換IC、影音相關IC等,另外人才養成及商品週期較邏輯IC長。
    4. 邏輯IC(Logic Integrated Circuit):進行邏輯運算,如中央處理器(CPU)、圖形處理器(GPU)、通訊IC、網通IC,毛利率大幅高於類比IC廠也因此有多家公司競爭。
  • 半導體具有三種營運模式:IDM、Fabless、Foundry
    1. 垂直整合製造商(IDM, Integrated device manufacturer),從設計、生產、封測、銷售都是一手包辦,相對於垂直整合的是『水平分工』。
    2. 無廠半導體製造商(Fabless),主要負責IC設計及銷售。
    3. 晶圓代工廠(Foundry),在接收其他公司的訂單委託後專注於將半導體製造出來。
  • 車用半導體使用第三代半導體-『碳化矽』

    相對於單晶矽半導體,碳化矽具備兩項優勢,來降低成本與車輛重量來改善低行駛里程的缺點: 1. 具更低電阻電流傳導時減少耗損,使電動車電池電量更高效率使用 2. 不會造成高電阻產生熱的問題,不用花費太多成本設計散熱系統 近年特斯拉及各大傳統、電動車車場開始積極使用這種車載晶片。 特斯拉2023年3月突然宣布用量大減75%,面對中國買進大量機台生產炭化矽晶圓,也讓英飛凌(特斯拉主要廠商)同時受到兩邊衝擊威脅。

  • 近年主要分析機構IC Insights在2022年12月永久關閉。

關鍵玩家列表

書中以『國家』做為關鍵玩家分類,但在這邊則是以『位居的位置』作為主要分類,其實在一開始一家半導體公司通常包辦所有業務,但在這三十年由張忠謀提出水平分工的構想-設計、製造、封裝測試,他認為這樣可以有效降低設備投資負擔也能夠降低業務風險。

以下列出作者整理的列表,也加入個人覺得重要的公司:

  • 重要研究或發展機構
    • 🇸🇬經濟發展局(EDB):新加坡負責招攬外國企業的政府機構,對凡事在東南亞經商的外國企業進行績效,技術、財務、組織人事異動進行徹底分析,並提供優渥招商政策吸引外資。
    • 🇧🇪比利時微電子研究中心(IMEC):專注奈米科技的研發中心
    • 🇯🇵🇹🇼 d.lab/RaaS:東京大學和台積電合作的半導體研究計畫,期待共同開發。
      1. EDA開發電子設計自動化軟體(自動生成半導體晶片編程):目前被🇺🇸新思、🇮🇪益華、🇺🇸明導壟斷,除了使開發時間從14個月壓縮到六個月,成本下降三倍性能提升兩倍;並期待未來技術不受美國IC設計大廠壟斷。
      2. 3D立體堆疊封裝技術:為了堆疊以提升密度,也是突破「摩爾定律走向極限」的技術。
  • 設備製造商
    • 🇳🇱艾司摩爾(ASML):全球最大EUV光罩設備商,在14奈米製程以下則有100%的市佔率。和IMEC關係良好,與德國蔡司合作鏡頭,雷射產生器則是創普所製造,歐盟也加碼贊助,與其說是荷蘭企業不如說是整個歐洲一起支援。
    • 🇺🇸應用材料(AMAT):全球最大半導體製造設備與服務供應商,獨佔晶圓薄膜沉澱設備及研磨設備市場。
    • 🇯🇵東京威力科創(TEL):日本最大設備製造商,主要產品為顯像、成膜、蝕刻、洗淨設備。
    • 🇺🇸科林研發(Lam Research):獨佔薄膜沉澱、蝕刻、光阻去除與清洗晶圓設備的關鍵技術。
    • 🇺🇸科磊(KLA):全球最大製程控管設備製造商,以及良率管理解決方案商。
    • 🇺🇸庫力索法工業:封裝測試設備製造商。
    • 🇨🇳中微(AMEC):2004年創立主要產品是蝕刻機、薄膜製程的沈澱設備,川普也把這家公司加入制裁清單中。
  • 矽智財(IP):非無廠設計也並非晶圓代工,而是開發基礎電路模組的專利技術。
    半導體設計公司從矽智財公司買進基礎電路再加以設計,這是由於電晶體密度(集積度)在十年間以三位數速度快速成長,如果拒絕接受現成電路設計圖的使用授權,根本追不上其他相同企業的成長變化。
    • 🇬🇧安謀(ARM):
      • 除了電路設計的專利權,並開發指令集架構(常聽到的AaRM架構)。
      • 原本2020年孫正義要將安謀賣給輝達,不僅眾多IC設計廠反彈,也因國家利益考量受到英國政府反駁。
      • 在中國業務名為「安謀中國」,納入軟銀旗下後2018年孫正義將51%的股份賣給中國投資者,宣稱是為了打入中國市場(但不用這樣做也是龍頭吧…有夠貪心的),因此在2020年爆發執行長危害公司利益,遭到解任後卻無法離職的荒謬戲碼;總部停止供應安謀中國的最新IP,但執行長吳雄昂聲稱可以自行開發。
  • 晶圓製造(IDM廠):
    以下依總市值排名:
    1. 🇰🇷三星(Samsung):韓國最大半導體製造商;產品除了IC設計、晶圓製造等也橫跨至消費電子產品。主要產品如下:
      • DRAM(全球市佔約43%)
      • NAND Flash (全球市佔約33%)
      • 晶圓代工:僅次於台積電
    2. 🇰🇷SK海力士(SK Hynix):韓國第二大半導體廠
      • DRAM和SDRAM
      • 顯示器IC 和電源IC 的晶圓代工
    3. 🇺🇸英特爾(Intel):曾是全球最大半導體製造商(2021年被三星超車)。
      • CPU、GPU、FPGA
    • 🇨🇳華為(Huawei):生產消費電子與設計晶片,曾是全球5G基地台設備最大供應商(採取低價策略),2019年遭到美國川普進行經濟制裁-發布出口禁令
    • 🇨🇳紫光(Tsinghua):半國營企業(董事長偏胡派),曾是中國最強半導體公司,但更像控股公司旗下有很多半導體子公司,2021年七月宣告破產重組(2017年習近平掌握內部權力)。
    • 🇳🇱恩智浦半導體(NXP):前身為飛利浦半導體(初期台積電技術合作夥伴)
    • 記憶IC,目前全球三家主流記憶體廠市占加總達95%:
      1. 🇰🇷三星(Samsung)
      2. 🇰🇷SK海力士(SK Hynix)
      3. 🇺🇸美光(Micron)
      • 🇯🇵鎧俠(Kioxia):曾經為東芝記憶體後來改名,日本最大NAND快閃記憶體晶片廠
        • 🇺🇸威騰(Western,簡稱WD):開發硬碟,與日本鎧俠(Kioxia)合作開發NAND快閃記憶體;2016收購SanDisk。
      • 🇨🇳長江存儲(YMTC):紫光集團旗下記憶體大廠
      記憶體產業大多為垂直整合製造 IDM(Integrated Design and Manufacture),而非無廠半導體公司(Fabless),DRAM自身囊括設計及製造,原因是DRAM屬於少樣多量的產品,對於這些廠商而言,需要追求製成工藝及產能的極大化,藉此降低成本並增加競爭力。
    • 類比IC:
      1. 🇺🇸德州儀器(TI):主要從事數位訊號處理與類比電路方面的研究、製造和銷售,市佔遙遙領先其他相關公司。
      2. 🇩🇪英飛凌(Infineon):前身為西門子,主要業務為汽車及工業相關晶片。
      3. 🇫🇷🇮🇹意法半導體(STM):以義大利及法國為核心的半導體製造廠
      4. 🇳🇱恩智浦(NXP):生產車用晶片
      5. 🇺🇸安森美(ON):前身為Motorola 的半導體部門,汽車、工業和雲電源半導體元件領域具有行業領先地位。
      6. 🇯🇵瑞薩(Renesas):整合三菱、日立、NEC的通用晶片大廠,生產車用晶片。
      • 🇯🇵三菱電機(Mitsubishi):開發國防相關功率半導體
      • 🇯🇵富士電機
      • 🇯🇵東芝
    • 邏輯IC:
      • 🇯🇵富士通(Fujitsu):開發出提供給超級電腦『富岳』的晶片製造商
      因為產品半年至一年就需要推出新產品,為了降低成本以及保持開發競爭力,大多沒有製造產線僅設計、銷售的無廠半導體公司,大廠皆列在下方項目中。
  • IC設計廠(Fabless):從事設計晶片的「無廠」半導體企業,PTT上諧音『豬屎屋』
    • 🇺🇸超微(AMD):主要設計與銷售CPU(競爭對手為Intel)及GPU

      2018年AMD執行長蘇姿丰不惜支付解約金和格羅方格解除代工合約(格羅方格原本是超微的製造部門),從此提升市佔率甚至趕上Intel。

    • 🇺🇸蘋果(Apple):具設計CPU(M1, M2)能力
    • 🇨🇳海思(Hisilicon):華為子公司,作者說其技術有點神秘
      • 「麒麟」手機用晶片,使用台積電五奈米製程設計
      • 雲端伺服器「鯤鵬」晶片,使用台積電7奈米
      • 「巴龍」5G用晶片
      • 「昇騰」AI晶片
      • 網路連結處理器「凌霄」系列晶片
    • 🇺🇸輝達(NVIDIA):以設計和銷售圖形處理器為主
    • 🇺🇸高通(Qualcomm):主要設計銷售行動通訊IC(ARM架構的CDM)
    • 🇹🇼聯發科(MediaTek):行動通訊IC設計公司(ARM架構)
    • 🇺🇸博通:主要設計銷售網通IC
    • 🇹🇼瑞昱:設計銷售網通IC
    • 🇯🇵索思(socionext):2016年整併富士通和panasonic半導體部門,專注於設計高階客製化邏輯半導體晶片,能設計3-5-7奈米的極精細電路,是日本少數IC廠。因晶片無註記公司名稱也不透露客戶,因此很少人知道這間公司的存在。
  • IC製造-晶圓代工(Foundry):接受其他無廠半導體公司委託不從事設計,將「前端製程」電路設計圖印在晶圓上形成積體電路,後續「後端製程」給其他供應鏈處理。 以下為2022年全球市佔率排名:
    1. 🇹🇼台積電(TSMC):全球最大晶圓代工廠市佔率約60%,目前僅台積電具備三奈米量產能力,目前公告具有6, 8, 12吋晶圓廠。

      主要客戶為Apple、聯發科、高通、AMD,輝達Nvidia在2022年9月公布GPU採用台積電四奈米製程。 2021年8月決定全面調漲產品價格撼動了世界,但漲價卻不影響訂單時表示台積電已經具有晶片定價決定權。 書中形容台積電「台積電研發矽晶圓雖然身屬下游廠商,但卻不仰賴上游發包而是上游廠商必須依賴台積電;所有人都認為不可能量產的設計,台積電就是有達成的信念來製作接單」。

    2. 🇰🇷三星:市佔率約17%。
    3. 🇹🇼聯電(UMC):台灣第二大晶圓代工廠不進行設計,主打生產成熟製程晶片目前公告具有6, 8, 12吋晶圓廠,市佔率約16%。
    4. 🇺🇸格羅方德(GF):美國最大晶圓代工廠,2009年從AMD分拆出來不進行設計,已可量產七奈米製程,市佔率約16%。
    5. 🇨🇳中芯(SMIC):受中國政府扶持,不進行設計僅生產成熟製程。
    截至2021年七月,共有四家公司成功開發7奈米製程,台積電、格羅方格、三星、SK海力士。而5奈米製程僅台積電及三星,但在3奈米製程僅剩台積電進入量產,並在2022年開始建造2奈米製程工廠。不過越先進的製程技術成本也越高,像是聯電就早已決定不跟7奈米了。
  • IC封測:晶片裁切、製成、封裝及測試
    以下為2022年全球市佔率排名:
    1. 🇹🇼日月光(市佔率極高想研究一下)
    2. 🇺🇸🇰🇷Amkor
    3. 🇨🇳長電科技(JCET)
    4. 🇹🇼力成
    5. 🇨🇳通富微電(TFME)
    6. 🇨🇳天水華天(Hua Tian)
    7. UTAC(被🇹🇼矽格收購)
    8. 🇹🇼京元
    9. 🇹🇼南茂

美國脆弱的供應鏈

'看了這些市佔率真的覺得少少人口的台灣很驚人'

看了這些市佔率真的覺得少少人口的台灣很驚人

以上述可以知道美國擁有很多晶片設計企業,生產製造方面2020年代工市佔,台積電59.4分%三星13.05%,加總七成以上的晶圓代工皆不在美國,後端製程切割、封裝及測試等更完全沒有。因此美國希望台積電帶來後端相關製程、材料與設備維護企業相繼進入美國,建立完整半導體產業供應鏈。

在2020年五月台積電宣布在亞利桑那(鳳凰城)設廠,預計2024年使用最先進5奈米製程,為了招攬也提出三個項目分別是:

  1. 巨額補助款:高達120億美元資金雖然沒有被揭露來源,應該是美國政府提供補助款,並建設所需的水電排水等基礎建設。
  2. 強大市場:台積電六成營業額都來自於美國企業
  3. 政治考量

美國無法單憑自身解決脆弱的供應鏈,同時Intel也在同樣地點建造兩座晶圓廠,另外也促請韓國三星在美設廠,期待塑造新的在地供應鏈。

為了降低對中國的依賴,除了「四方安全對話」聯合日本、澳洲、日本及印度(近年與中國關係惡化);以及將G7(🇺🇸🇨🇦🇬🇧🇫🇷🇩🇪🇮🇹🇯🇵)組成半導體同盟,中國也因此跳腳也加大資金投入半導體產業。

2021年4月於白宮舉行的「半導體執行長高峰會」,與會人有總統拜登、國安顧問蘇利文、商務部長雷蒙多、國家經濟主席迪斯與美國19位企業執行長,也包含台積電執行長劉德音。但是這場會議僅從底特律汽車產業角度看待,以強勢的手段要求台積電及三星優先將晶片提供給美國政府。

美國制裁中國的根本原因及記事

  1. 2018年全球5G基地台設備市佔:🇨🇳華為34%、🇸🇪愛立信24%、🇫🇮nokia19%、🇨🇳中興通訊10%、🇰🇷三星8%,光是中國相關企業就占據將近一半的全球市場。
  2. 2019年12月加拿大警方應美國司法協助,逮捕在溫哥華轉機的華為副董事長兼財務長孟晚舟。
  3. 2022年17月禁止台積電提供先進製程晶片給華為(包含海思半導體),並截斷華為提供5G設備給其他國家,也升高「中國武統台灣」的動機。
    💡 看新聞感覺中國拋棄了軟體而要投資半導體是不是瘋了? 早在2014、2019年開始兩度注資,並不是現在才開始投資且並沒有效率不彰,在投資規模可以參考在「國際半導體產業協會」2021年四月的報告,新產品銷售額中國成長39%,其他順位是台灣、韓國、日本(10%)、北美(9%)

車用晶片為什麼稀缺?

  • 2020/10/20旭化成的延岡工廠整整四天才滅火,該公司生產特殊車用晶片,如磁力感測、轉向角度感測等,雖然產量不多但是市佔率很高。因為無法快速復工委託瑞薩那珂工廠。
  • 2021/2/19🇯🇵瑞薩茨城那珂工廠N3棟發生大規模火災,該公司製造車用微控制器的全球第一大廠,該生產線是公司唯一生產最先進12寸晶圓的廠房,推測這次災情損傷約2/3產能。
  • 2021年中旬,德州奧斯丁周邊的🇰🇷三星、🇳🇱恩智浦半導體、🇩🇪英飛凌,因為德州長時間停電導致供電不足而大規模停工。
  • 2021年三月台灣旱災缺水危機。
  • 2021/3/31🇹🇼台積電新竹12B廠p6無塵室外圍的配電盤起火。

連串工廠火災或是天然災害導致晶片短缺,更導致汽車製造停擺,也讓大家理解到晶片供應足以癱瘓產業。

川普挖掘到的冷戰時期化石

這章節超有趣的,沒想到美國法令竟然會有這種「被挖掘」的事情。雖然川普毀譽參半但企圖重建政策我認為對美國是必須的,他反轉冷戰以後不曾有的國際貿易政策-自由貿易走向貿易保護,讓國家安全政策升級。

1962年甘迺迪時代制定的美國「貿易擴張法」,是在沒有電腦的時代所制定的法案,通稱國安條款第232條且只是當中的一頁條文。美國國立公文紀錄管理局查詢原始條文,找到一張泛黃的紙,紙上排列不太整齊的打字機文稿。

第232條文冗長邏輯薄弱也未定義國家安全,但卻威力驚人,因為只要美國政府判斷「對美國國家安全造成威脅」就能發動強力介入貿易。因此川普在2019年五月簽署總統行政命令時,不斷強調捍衛國家安全,因為唯有國家安全的前提才能啟動貿易擴張法第232條,跳過費時複雜的傾銷調查和繁文縟節的兩國協議。

反之貿易保護主義是為了保護國內產業為目的,藉由提高關稅或限制境外投資,防止價格較低的外國產品或服務進入國內。有趣的是這條法令一開始的其實是為了推動自由貿易降低關稅和美國國會妥協的產物,在這個自由貿易為主的年代翻出這個法條真的是太戲劇性了。

相對共和黨川普使用國防條款被稱作濫用,2021年一用民主黨拜登正式就任,但對前任總統的出口禁令因局勢完全擱置也不撤除。

目前和當時冷戰斷絕一切的技術脫鉤不同,企業利益與國家利益不同,所幸南海戰爭並未發生,民眾及政府對企業的約束力沒有冷戰時期高。至少對華為來說,雖然無法得到台灣的先進製程晶片必須擱置高階手機項目;可以轉向歐美調度成熟製程晶片及禁令外的設備(如高通、Intel、德州儀器),來製作4G中階手機、發展網路能源解決法案等。

日本對韓國的制裁

起初是針對二戰期間韓國勞工被日本企業強制勞役引發的勞工賠償,但因為雙方各說各話導致日本抓狂。

2019年七月日本發布嚴加控管對韓出口的機密原料,而這個經濟制裁將會影響三星及SK海力士的製程。以下是主要禁止出口的原料:

  1. 半導體蝕刻製程的高純度氟化氫,而此原理也屬於大規模生化武器的原料。
  2. 有機EL材料(用於面板比較有名的是電子紙)
  3. 塗布晶圓表面的光阻劑

但這種七傷拳也打擊到日本相關企業,以禁令啟動的時間為分界:韓國進口從台幣約20億急速降低到2億,日本出口從進口總額42%降至13%。

而韓國快速制定稅制優惠吸引外國企業進駐,成功招攬🇺🇸杜邦在韓設廠,並讓三星旗下公司、SK海力士也開始量產「氟化氫」,同時考慮從中國調度原料。

德國親中政策的轉向

2021/04/13德國提議與日本線上會談,與會人是由德國外交、國防部長及日本外務、防衛大臣;內容表明應該對擁有南海主權的中國提高警覺提出聯合軍演。

事實上梅克爾自2005-2021年的這16年拜訪北京高達12次,但卻都沒有到過鄰近的日本。這樣久遠的「中國戰略」讓中國佔德國出口佔比約8%,和對美國出口佔比相當。

尋求最大利益的新加坡

新加坡的戰略價值不僅止於海運樞紐、亞洲金融中心,也包含海底電纜匯集處。這也是為什麼google、amazon、facebook、apple以及中國平台都把資料中心集中在新加坡。

1960年代經濟主軸為服飾家電等勞動密集產業,1970年代轉向電腦零件軟體技術密集型產業;目前更是東南亞半導體主要生產國,在新加坡設有據點的企業:

  • 🇺🇸美光設有3個據點
  • 🇺🇸格羅方德有2個據點
  • 意法半導體
  • 聯電

雖境內有美軍基地,但以民調來說意外的親中,以作者的角度一直覺得新加坡是一個戴面具的國家;2021年8月美國副總統前往新加坡說明中國威脅南海主權,但在九月中國外交部長亦前往訪問新加坡,李顯龍熱烈款待並倡議一帶一路的合作,似乎與作者想的相差不遠。

曾經強悍的日本半導體

另外,因為這本書才知道以前日本曾經是半導體大國,在晶圓製造及設備市佔率均第一。

1986年美日簽訂「日美半導體協議」,必須在五年內讓國外半導體產品在日本的市佔率提高到20%以上,在1996年開始了長達一個月的協議終止談判,但在這十年日本被各國超車了。如EUV光刻設備:直到2000年左右仍有Canon及Nikon獨佔,加總是全球八成市佔率,如今ASML一家公司就占據全球八成市佔率。

不過日本在後端製程-晶片封裝、封膠等材料廠商仍非常重要。

  • 🇯🇵信越化工(shinetsu):全球矽相關產品主要提供商,矽晶圓、PVC
    • 可被應用在散熱材、照明、接著劑、封裝、導電、連結器、線材
  • 🇯🇵勝高(Sumco):生產8及12寸矽晶圓
    • 在台和台塑合資為🇹🇼台勝科3532
    • 🇹🇼環球晶佔據矽晶圓市佔率第三,市值超過台勝科
  • 🇯🇵味之素(Ajinomoto):除了有名的味精等調味品,該公司發明的『絕緣材料』-ABF膜,這個材料獨霸全球,可以說缺少這個材料就無法進行晶片封裝。

為什麼會投資台積電?

以晶圓代工廠來說,台積電與三星、格羅方格其他代工廠的差距在於「7奈米製程」,要提高晶片密度就必須縮小製程線寬,像是在一張A4紙上要寫於越多的字就必須縮小字型大小。而晶圓製程難度評估在於「初次產出量率」,而台積電一直遠遠超過競爭對手。

找到一個追蹤即時半導體產業的網站,202304紀錄以市值(Market Cap)排序前10大半導體企業:

RankNameMarket CapEarnings淨利本身持股佔比
1Nvidia692.20B141%
2台積電482.40B212.4%
3三星324.43B1N
4艾司摩爾268.60B93.8%
5博通267.47B3N
6德州儀器168.77B5N
7AMD157.93B28N
8高通142.25B4N
9Intel136.26B6N
10應用材料103.80B7N
22聯發科41.37B12N
40聯詠8.67B29N

看了這個表真的覺得台積電好可怕啊,而且會被超越是近期#TSM股價低迷而#NVDA無線飆高,目前觀察要不要增加選擇權來間接持有。

下一代技術?微型光電晶體

一直以來都聚集於壓縮檔案來解決傳輸量有限,或是為了縮短電流傳輸距離而縮小電路間距;不過在這本書後面提到一個2020年發布的新研究成果-「NTT微型光電晶體」的誕生,一個取代以電阻來傳輸,將「光」封閉在晶片內部來傳遞訊號。

NTT在2019年十月啟動「IOWN全球論壇」,並在美國註冊為法人,邀請各國期待提升傳輸量來打破現今網際網路結構(IP位置分配),參與企業有🇯🇵sony、🇺🇸Intel、微軟、戴爾、🇹🇼中華電信,台達電、緯創、工研院、光電科技工業協會。

半導體的景氣循環

整個半導體產業除了產品用途,能夠以客戶作為主要分類:

  1. 繪製:晶片設計如輝達、AMD
  2. 製造:設備、材料及前後端製程如台積電、日月光
  3. 使用:面對一般消費者,如Apple、特斯拉等大廠

因此平均每四年會面臨一次矽週期,發生原因如同經濟循環一樣眾說紛紜,可能是建造時間與成本等供應鏈複雜關係,或是將庫存出清造成價格崩跌,景氣好的時候下游廠商想要多調度上游材料,但上游廠商不願意承擔設備投資的成本增加,因此造成供需不平衡導致上游材料價格上漲;當景氣不好則減產導致一連串的半導體供應鏈價格下跌。