晴時多雲

自由共和國》吳誠文/迷途未遠•台灣半導體

吳誠文/清大副校長

過去十幾年來北京政府不斷強調發展半導體產業的決心,不斷加強中央與地方政府的各種明暗力道。但身為世界工廠,它的半導體逆差卻不斷擴大,逼得它手段越來越激烈,可以說已經到無所不用其極的程度。同時期台灣半導體產業在工程與科技實務背景越來越淡的台北政府眼中,卻逐漸從台灣經濟奇蹟的驕傲慢慢轉變成資源(土地、水、電)與財富分配問題根源的疑慮,拙於應對,只能一再採取應付觀望的態度。

紐約時報在二○一三年九月十五日刊出了一篇報導,說台灣半導體業雖然協助提供了全球高科技產品動力,但是近年來卻迷失了方向,人才與競爭力逐漸流失。金融海嘯、政治衝突、難民等問題造成全球景氣低迷,半導體作為許多產業的上游自然也不例外,唯獨幾個雲端應用服務巨擘似乎逆勢成長(代價是許多不幸的傳統產業被取代,逐漸萎縮甚至消失)。而應用服務似乎大家都「懂」,因此更加深了整體社會氛圍,認為半導體過去享盡榮華富貴,政府不應再特別照顧,反而該把資源投入各種新型態的應用服務。社會的疑慮有其背景與理由,然而政府對半導體的曖昧態度卻令人極為擔憂。從半導體業界的角度來看,近年來半導體產業政策變得撲朔迷離,大家遂自認政府已不再關愛,早就透過各種管道尋求外援。而人才流失的問題比一般的認知還要嚴重得多,如果不趕快止血,影響的不只是長遠經濟競爭力的問題,還牽涉到國家安全自主能力。

政黨輪替,新政府上台前循例提出抽象的產業政策是可以理解的,因為接手前它可能無法掌握政府機器運作現狀,而接手後也需要時間了解並逐步調整,提出可行的執行方案並加以落實。不幸的是,半年的時間倏忽而過,大家驚覺科技與產業的變化比政府的應變腳步快,而佔全球比重高達二十二%,且研發與製造「仍」根留國內的半導體產業卻苦等不到政府明確的訊息,於是憂心忡忡的半導體產學界不得不積極表示意見。

進入二○一七年,檯面上下的努力終於換來行政院科技會報的承諾,半導體被正式列入科技與產業發展重點項目。大家眼裡燃起一絲希望的亮光,但是只有科技會報的承諾是不夠的,在社會仍然存在著半導體造成資源與財富分配問題的矛盾下,具體政策的宣揚及迷思的破解是政府的責任。

一個普遍的迷思是:「半導體產業已然成熟,獲利能力漸弱,未來的時代應該發展創新應用服務;看看矽谷的轉變,看看Google、Facebook、Amazon等公司的成功,看看雲端服務、商務科技、聯網無人車與無人機、深度學習、AR/VR、智慧機器人、大數據、物聯網等應用的無窮商機就知道。」然而只看這些就幻想一棵棵大樹結滿了果實,就說我們也要那些果實,是不切實際的。半導體是大樹的根,沒有強大的根就不會有上面那些甜美的果實,仰頭幻想枝葉與果實之餘,要低頭想想地面下的根是不是堅實。

要知道矽谷的半導體科技仍然是全球領導者,不只有Intel、AMD、GF、ARM、TI、Qualcomm、Nvidia、Broadcom、Micron等大規模的正規部隊,連IBM、Cisco、Microsoft、Apple、Google、Facebook、Amazon等系統與服務公司都為了成就創新的應用服務而屯有驍勇善戰的半導體重兵,遑論國防科技必須仰賴的半導體奇兵。歐巴馬離開白宮前夕,美國總統科技顧問委員會(PCAST)發表了一份美國半導體產學界菁英領導者努力了兩個多月才完成的報告書,強調美國必須確保其半導體優勢,政府應該要強化半導體科技的基礎研究與創新研發,優化半導體產業環境並持續培育人才,以及維持合理合法的商業活動與秩序,否則美國不但可能失去半導體科技領導者的角色,更將嚴重危害其整體經濟跟國家安全。從經濟與國安的角度而言,半導體對台灣的重要性可能更甚於美國。

在行政院「亞洲.矽谷推動方案」中,物聯網(IOT)被列為一個發展重點,然而許多人可能不清楚物聯網並不是一個單一技術,而是許多重要技術的整合運用,例如感測器與致動器、半導體、網路與通訊、雲端科技、資訊安全、大數據、人工智慧。大家想像中的物聯網商機無窮,可是多年來的努力卻沒有開花結果,令許多人不解。物聯網也並不是一個單一產業,而是一個結合多種產業並整合多種技術,以促成既有產業演化或新產業形成的方法;它利用感測器與聯網裝置自主蒐集資料後加以整理,並透過網路送至雲端分析學習,產生有價值的資訊與知識後,再透過網路及各種致動器與終端裝置提供智慧化的應用服務,對象可以是人也可以是物。這個過程極度複雜,需要非常強的整合人才、技術與平台。不管是工業、商業、農業、國防、教育、能源、災防、家庭、公衛醫療、交通運輸等領域裡的哪一種物聯網應用服務,這整個過程每一個環節都需要優化的裝置或設備,而裡面最關鍵的就是半導體。

我建議行政院透過「亞洲.矽谷推動方案」與方興未艾的物聯網熱潮,趁勢強化下階段的半導體產業政策,並積極培養整合人才,投入整合技術的研發與物聯網平台的建置。物聯網平台是提供技術整合及營運整合的平台,可以用「台灣物聯網設計整合中心 (IOT Design & Integration Center, IDIC)」的模式開始,逐步引進民間與國際投資,由中心(Center)轉為公司(Company)。

現在全球都卯足了勁在開創物聯網商機,但應用服務大家都會幻想,夢境雷同,卻都苦無掌握與實現商機的突破點,關鍵何在?跟半導體何關?關鍵在總體經濟與能源的限制,突破點在半導體技術的演進與整合模式。總體經濟的限制在於,綜合世界銀行與國際貨幣基金組織等機構的預估,未來幾年跟過去幾年一樣,全球實質GDP成長非常有限,高購買力的先進經濟體實際可支配所得成長呈現停頓的現象,而低購買力的經濟體成長靠的多是廉價商品,整體經濟因此無法支撐物聯網預估的成長量。能源的限制則除了實質經濟因素外,還牽涉到環境惡化與氣候變遷的嚴重問題,因此全球電力供應難以應付物聯網預估成長量的需求。

依照各機構平均估計,如果物聯網美夢成真的話,八年(兩屆政府任期)以後物聯網裝置將成長到目前四倍以上,而雲端資料量將以數量級(十倍)以上增加,從終端裝置,各階層的網路通訊與資訊設備到雲端資料中心各種運算、儲存、網路通訊設備均將大幅成長,所以半導體的需求量將以數量級的幅度成長,好像經濟與電力也會同步成長一樣(當然這是不可能的),不然就是在經濟與電力供應僅能微幅成長的條件之下,半導體的成本與耗電量以數量級的幅度逐漸下降,這當然需要半導體技術的突破。

在台灣半導體界迷失的這十年,矽谷半導體界並沒有迷失,短期的人工智慧晶片技術以及長期的共生運算及量子運算技術研發早已展開,跡象顯示半導體的成本與耗電量以數量級的幅度下降並非不可能,但台灣似乎仍在五里霧中。政府資源投入(包含IDIC之創立及物聯網整合技術、半導體技術及其他相關技術之研發)扮演的是點火的角色,成功靠的是一呼百應的燎原大火,即民間與國際的大幅投入。民間與國際的投入看的是政府的積極態度,引導的是人才的回流與重要技術及人才的養成,成就的是經濟永續發展的希望。

台灣如果失去半導體,經濟恐怕將像失根的大樹,國家安全也只能仰人鼻息。

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