半導體地緣政治學

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』。

在閱讀此書的過程中警覺到，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，使用易懂、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)，從設計、生產、封測、銷售都是一手包辦。
  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。

• 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
• 🇧🇪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

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
• 🇺🇸應用材料(AMAT)：全球最大半導體製造設備與服務供應商
• 🇯🇵東京威力科創(TEL)：日本最大設備製造商
• 🇺🇸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

矽智財（IP）

• 🇬🇧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ARM架構）

晶圓製造（IDM廠）

以下依總市值排名：

1. 🇰🇷三星(Samsung)：DRAM（全球市佔約43%）、NAND Flash（全球市佔約33%）、晶圓代工
2. 🇰🇷SK海力士(SK Hynix)：DRAM和SDRAM
3. 🇺🇸英特爾(Intel)：CPU、GPU、FPGA

IC設計廠（Fabless）

• 🇺🇸超微(AMD)：主要設計與銷售CPU及GPU
• 🇺🇸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
• 🇹🇼聯發科(MediaTek)：行動通訊IC設計公司

IC製造-晶圓代工（Foundry）

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%
2. 🇰🇷三星：市佔率約17%
3. 🇹🇼聯電(UMC)：台灣第二大晶圓代工廠，主打成熟製程
4. 🇺🇸格羅方德(GF)：美國最大晶圓代工廠
5. 🇨🇳中芯(SMIC)：受中國政府扶持，不進行設計僅生產成熟製程

IC封測

2022年全球市佔率排名：

1. 🇹🇼日月光
2. 🇺🇸🇰🇷Amkor
3. 🇨🇳長電科技(JCET)
4. 🇹🇼力成

美國脆弱的供應鏈

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%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
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%
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年禁止台積電提供先進製程晶片給華為（包含海思半導體）

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。 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。

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。

為什麼會投資台積電？

以晶圓代工廠來說，台積電與三星、格羅方德等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，2023年4月紀錄以市值（Market Cap）排序前10大半導體企業：

Rank	Name	Market Cap	Earnings淨利	本身持股佔比
1	Nvidia	692.20B	14	1%
2	台積電	482.40B	2	12.4%
3	三星	324.43B	1	N
4	艾司摩爾	268.60B	9	3.8%
5	博通	267.47B	3	N
6	德州儀器	168.77B	5	N
7	AMD	157.93B	28	N
8	高通	142.25B	4	N
9	Intel	136.26B	6	N
10	應用材料	103.80B	7	N
22	聯發科	41.37B	12	N
40	聯詠	8.67B	29	N

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。