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企業家的風範
在睽違26年之後,張忠謀先生自傳的下册於日前問世。關於張忠謀一生成就,我個人是無置啄的空間。但在常人認為是人生超級勝利組的張忠謀,如畢業於名校,年輕時間擔任大型企業的重要職務,再加上創建台積電,不僅是全球市值前十大的企業,也是我們的護國神山。在自傳中卻揭露其不順遂的一面,那就是在10年中辭去3個職務,分別是德儀(TI)、通用儀器(General Instrument)以及工研院。造化弄人,幾經波折後,張忠謀以新的商業模式,貫徹自我的理念,創建台積電,得以擺脫過往工作時組織上的掣肘,而一展長才。幾個月前,在國科會吳誠文主委邀宴幾位半導體相關產業人士,討論國家政策方向的場合上,我個人提出一個假設性的問題。在約莫三十年前,聯電一直叫陣台積電,爭辯誰是第一個提出晶圓代工的企業,也就是說如果李國鼎先生及徐賢修先生,沒有成功地邀請張忠謀回到台灣,晶圓代工產業依然是會在台灣發生。假設所有的條件都沒有改變,唯獨張忠謀沒回到台灣,那麼晶圓代工在台灣會是相同的樣貌嗎?還會是我們的護國神山、兵家必爭之地嗎?我所要強調的是,一個企業家的風範及高度,是決定一個國家在此產業是否具有全球競爭力,最後也是最重要的一里路。那些經常抱怨,甚至整天向政府要糖吃的企業家,都很難開創出局面。在我個人的觀察中,台灣幾個具有國際競爭力的企業,也都是由卓越的企業家所領導,他們對於相關技術及產品的發展趨勢,都有著第一手的接觸,以下是我的觀察:我跟聯發科的蔡明介董事長只有一次近距離的接觸,那是陪同工研院院長去拜訪他並請益。會議中蔡明介拿了份國外專業雜誌的報導,建議工研院可以考慮發展該項技術。有位在光電專業領域的朋友曾跟我說,他每隔一段時間,便會被鴻海前董事長郭台銘先生找去,因為郭台銘隨時都要知道光電領域最新的技術發展。廣達電腦的林百里董事長,更早在二十多年前,就參與MIT媒體實驗室及人工智慧實驗室的研究計畫,他本人也多次造訪該實驗室,理解各項進度。這些受尊敬的企業家,不僅與時俱進,且時時刻刻擔心競爭對手的超越。反觀在台灣所舉辦的各類型的研討會上,許多企業領導人,甚至政府做決策的官員們,通常都是在開幕儀式上致個詞拍合照後,匆匆離去。事實上,他們是最需要全程參與、了解最新動態的一群人。如果只是依賴幕僚所提供的資訊,缺乏第一手訊息來源,如何能做出高品質的規劃及決策?在張忠謀自傳中提到,他早期花了不少的時間在新竹國立交通大學講授12堂課,但是很遺憾,卻沒有得到同學們對於課堂內容的回饋。張先生課堂的內容,每週都會在當時的經濟日報轉載,其中有堂課是談到了權力與責任。張先生說,一般人總希望做事情能權責相符,但實際上是不可能的,一定是先有責任,然後得到了別人的信任之後,才會被賦予權力。這篇轉載的文章,對於當時的我猶如醍醐灌頂。因為我剛當上系主任,年紀不到40歲,內心一直很苦悶,因為我很用心地在推動系務的發展,但是系上的資深教授們卻對我多所批評,張忠謀的文章開釋了我,理解到這是個必經的過程。只可惜以上這段的回饋晚了二十幾年,之後我對於年輕的主管,也多以此加以勉勵。讀完了張忠謀自傳下冊,想起了論語中有一段話「君子之德風,小人之德草,草上之風必偃」我們期望台灣有更多風行草偃的企業家,領導企業建立產業規模及競爭力,成為我們護國群山的一份子。 
被資金密集和人力密集延緩發生的半導體產業變遷
最近半導體產業有2塊領域開始發生顯著的市場型態變遷,一塊是標準型DRAM,另一塊是成熟邏輯製程。這兩個領域是獨立領域,現在變化發生的原因類似。DRAM市場的變化是已經早早被預期的,現在才顯著發生才是意料之外。以三星電子(Samsung Electronics)為例,2010年進入30奈米量產製程,費了4年才遷移往20奈米,這已經花了過去摩爾定律所需2倍多的時間。進入10幾奈米世代後,更是舉步維艱。往往得花1、2年的時間才能向前推進2奈米。到1b(大概約12奈米)製程後,EUV必須派上用場。雖然可以減少一些多重曝光的程序,但是成本未必下降。EUV的折舊是成本中的一大塊。DRAM會先遇到摩爾定律壁障是半導體產業的通識。DRAM用來顯示資料的單元是電容上的電子。電容上的電子會隨時間而流失,資料需要用刷新電流(refresh current)來更新、維持正確性。電容值(capacitance)愈大,資料可以維持得更久。電容值與電容的面積成正比,但是製程微縮卻是讓整個元件的基地面積縮小—即使現代電容承載電子的面積其實已是垂直站立的—電容值要維持在一定的數值變得異常困難。這讓DRAM製程微縮舉步維艱。DRAM面臨摩爾壁障意味著什麼?除非有新的科技創新能突破目前所面臨的微縮與電容值方向衝突的困境,譬如3D DRAM、無電容(capacitorless DRAM)等真正能替代現行的DRAM的架構,DRAM製程的龜速演進快到盡頭了。DRAM仍是電子產業的必需品,市場很長一段時間內不容或缺。但DRAM不再是高科技產業,意即它創造經濟價值的方式不再依賴於持續的研發再投入,特別是製程的微縮;它也不是不能賺錢了,只是它的成功方程式已經變更了。雖然DRAM製程只能緩慢爬行,10幾奈米的廠房設備和極其精細的製程以及大量的資深工程師還是造成極高的進入障礙。兼之,DRAM產業也早已進入寡頭壟斷的產業型態,即使DRAM產業早已不具備高科技產的創造價值型態,在過去DRAM產業仍然難以進入。打破這脆弱平衡局面的因素是美中貿易對抗。2018年後,中國的半導體自給率的要求讓巨量資金注入這個產業,規模經濟優勢以及寡頭壟斷的情勢逐漸瓦解。DRAM產業,除了與AI發展息息相關的HBM還保有較多的持續技術創新價值外,將進入與之前完全不同的營運以及競爭模式。成熟的邏輯製程本質上也有類似的處境。成熟製程是研發先進製程後的價值最大利用,被應用於一些特定產品性價比高最適製程。要新進入這個產業,除了有上述的DRAM產業進入障礙之外,新進者也要面對先進者研發經費攤提、設備折舊完成的競爭優勢。同樣的,成熟製程的經濟價值產生也不是主要靠製程微縮。以Sony的CIS為例,從2004年的90奈米到2024年的28奈米,20年間不過只前進3個世代。其中的價值創造主要在背面照明(backside illumination)、以銅混合鍵合(copper hybrid bonding)的先進封裝整合入邏輯乃至於DRAM晶片等。所以成熟製程的節點本身也不是以高科技產業的勝利方程式來營運和競爭。將此一事實清楚擺上檯面的驅動因素,也是美中貿易對抗下中國對半導體元件自給率的要求。這些開始浮現的半導體產業真實面貌,對於想進入或著重新進入半導體產業的國家也許來的及時—半導體產業不全然是高科技產業。要踏入高科技產業、享受高科技產業持續的成長以及超額的利潤,還要避開尖銳的競爭;抑或先從比較可及的成熟製程半導體入手,卻要避開已隱隱像紅海的雷區?做怎麼樣的選擇、採取怎麼樣的策略,這是個大哉問!延伸報導專講堂:新興國家發展半導體產業的挑戰 
新興國家發展半導體產業的挑戰
在經歷疫情期間半導體元件的匱乏,以及中美貿易的壁壘分明之後,半導體及AI似乎成為國家主權的象徵。不管是已開發國家或新興國家,都把發展此二產業列為重要國家策略;AI要主權,半導體要自給自足。這也是為什麼COMPUTEX和SEMICON Taiwan這兩年訪客絡繹不絕、盛況空前的原因。對於新興國家,發展半導體產業將面對艱難的抉擇:要先發展半導體產業價值鏈中的哪個環節、採用什麼樣的發展策略都是問題。缺乏經驗的政府通常要將問題訴諸外國顧問或顧問公司,這是理所當然。許多政府的意志很集中在半導體製造的環節,意即晶圓廠和封測廠。即使這個環節還有很多的選項,譬如業務模式、切入的技術節點、上下游整合的程度等,但是這些顧問或顧問公司們對不同發展階段、不同國家稍早之前給的建議卻有驚人的相似性:晶圓廠的建議都集中在12吋廠、28奈米製程、代工模式。這個模式似乎適用於東南亞、南亞、乃至於中東!做這樣建議的理由主要因為28奈米是摩爾定律在成本演化的終點:每個電晶體的成本曲線,在28奈米此一技術節點達到最低。這一論述無可厚非,但是半導體不僅比成本,也比效能和功耗,是以28奈米以後製程仍持續前行。接下來是建廠成本的論述。蓋1座每月投產5萬片、邏輯製程28奈米的晶圓廠,預算在60億美金之譜。但是如果再推進一個製程節點到22奈米,蓋廠預算會驟升到90億美金。主要原因是22奈米的製程加入金屬閘極(metal gate)、高介電值氧化層(high k dielectric)等新元素,而且多重曝光(multiple exposures)的需求增加等因素。從28奈米到22奈米,在資金和技術方面都面臨門檻。但是有另外幾個因素似乎不在這些顧問們的雷達範圍內。第一個是技術來源。如果是新興國家,要不就是招商引資,要不就是國家補助並且取得技術授權。如果是既存的半導體廠,相當大的設廠機率會選擇在產業生態相對成熟的區域。如果是後者,28奈米量產技術授權幾乎沒有先例—沒有廠商願意去培養潛在的競爭對手。接下來是業務模式,代工是涵蓋半導體生態區最廣泛的業務模式。它包括矽智權、IC設計服務、晶圓製造廠,甚至可能包括先進封裝測試廠。對於一個新進入半導體產業的國家,很難所有的生態區塊都護得周全。另外,代工做的是像餐廳的事業,要容許顧客點菜,手藝要面面俱全。不似IDM像披薩店,只賣一種產品,一技行天下。對於新進者,前者顯然困難許多。再來是開發過28奈米邏輯製程的工程人員。即使有技轉的製程,還是需要有人能將技術導入量產,而合適的人選莫過於有開發28奈米製程經驗的工程師。一個2,000人的廠,即使高度使用人力槓桿,至少也要有50~100名資深研發工程師來帶動整體團隊。然而熟悉這個領域的人都可以稍為盤點一下現在這個領域、並且願意變動工作地點的人數,要建立一支適格的28奈米工程團隊可能比籌資更困難。最後是市場競因素。中國在中美貿易戰前的半導體設備購買約佔世界市場的4分之1強,之後因為衝突可能進一步升高而儲備採購,市場佔比連續提升到2023年的近3分之1,預計到2025年才可能稍有所滑落。中國連續採購半導體設備導致的結果也很明顯。到2027年,中國成熟製程預計佔全世界市場近半。其實不用到2027年,2024年中國的內需市場已經很卷了,而且競爭也外溢到外部市場。對於給建議的顧問或顧問公司們,不考慮這些已發生數年的市場事實,叫這些新投資的公司或國家一股腦往紅海市場中鑽,合適嗎?所幸漸漸有比較清醒的,建議方向轉向封測。封測如果是傳統的封測而且是既存外國IDM公司的後段,營運和業務自然沒有問題,蓋建的經費也較小,大概在3到5億美元之間。挑戰在於招商,是衡量政府獎勵、基礎設施、人力資源、運籌、市場等因素後的綜合考量。但如果是OSAT,業務來源就可能成為問題。開發遠端晶圓廠後段業務存在些障礙。而且如果只做傳統封測,次產業的含金量稍嫌不足,未必符合政府發展高科技的期望,也有已經發展很長時間傳統封測業而淹留於此、止步不前的先例。先進封裝有較高的創新內容,在此時稱得上高科技產業。但是先進封裝需與晶圓製造、甚至IC設計密切的合作。單獨存在的先進封裝廠很尷尬的,除非是像Amkor在越南的廠,如果業務承接以及上下游的協作起初可以由總部建立運作聯繫,也是有機會走向坦途的。先進封裝利潤較高,是許多既存封測業務移動的方向。但是先進封裝技術門檻當然也較高,而且封測技術猶如過去半導體元件製造技術的摩爾定律,還在持續移動之中,最終也要以規模經濟較量投入研發的能量。半導體產業無處可以契入了嗎?當然不是。只是當顧問們面對產業的生態分布以及發展的規律要講究明白,別將客戶一頭領向看似理所當然的生態領域,實則早已是汪洋的紅海一片。 
疊加與糾纏—國際量子科技年的來臨
又值歲末,準備迎接新的一年。聯合國在稍早宣布2025年為「國際量子科技年」,此外也是表彰海森堡(Werner Heisenberg)與薛丁格(Erwin Schrodinger),提出並奠定量子力學理論基礎的100周年。兩位先驅者在100年前,分別以矩陣數學及波動力學,詮釋電子在原子尺度內的行為,並得到實驗的證實,開啟了量子力學的大業。隨後量子力學在物理、化學、生物,甚至工程應用領域,都獲得重大的進展,並引領各學科踏入一個全新境界。然而量子力學從一開始提出,就被很多科學家所質疑其理論的完整性,歷經100年此爭辯依舊方興未艾。就以近來備受關注的量子運算,之所以具有如此龐大的運算能量,是基於量子疊加(superposition)以及量子糾纏(entanglement)2項基本的特性。而疊加與糾纏,從1920年代末期便開始爭論不休,參與論戰的包括愛因斯坦(Albert Einstein)、波耳(Niels Bohr )等人,乃至於海森堡與薛丁格兩位。論戰以薛丁格的貓開始。貓裝在箱子內,在沒打開蓋子前,貓不是生也不是死,而是處在生跟死的疊加態—這完全違反我們的經驗法則,但是在量子的世界是可行的。最近網路上有一則貼文,「在沒打開主管辦公室門之前,我是處在生跟死的疊加態」,似乎比薛丁格的貓更易懂。薛丁格的波函數有一連串組合的解,然而當我們人為去量測時,依照波爾及其哥本哈根學派的解釋,會造成波函數的塌陷,而得到其中的一個解,也就是量測得到一個物理量。至於還有其他的解,在下一瞬間的量測,會得到另一個物理量。所以會量測得到哪一個物理量,變成機率問題,因此在量測之前,電子是處在多個疊加態之中。愛因斯坦對於此機率性的假說非常不以為然,也因此衍生出「上帝不會擲骰子」 的名言。用人為的方法去量測量子或基本粒子的物理狀態,一直是在科學界無法解決的問題,因為這些粒子的物理量都非常微小,人為的量測不免會干擾到粒子原先的狀態,而造成波函數塌陷或不連續的產生,但是如果不去量測,又無從得知粒子的狀態,這真是兩難。1957年另一位先驅者Hugh Everett,用數學的方式將觀察者也納入波函數的計算,而得到多重世界的結果,每一個世界代表著其中的一個疊加態。也就是我們所量到的狀態,是在這個世界所發生的,另外還有其他的世界有著不同的疊加態,與我們平行存在。多個平行世界或宇宙,在我們現實世界是無法想像的,但在量子的世界是有可能發生。記得在小時候看過一齣電影,片名叫「聯合縮小兵」(Fantastic Voyage)的科幻片。內容是描述冷戰時期,美國軍方為了搶救一位命在旦夕的蘇聯科學家,將一組人馬及核動力潛艇,用尖端科技加以縮小,並用針頭注射入科學家的血管,並航行到科學家的腦部,用雷射光清除其腦中的血塊。過程中有很多有趣的事發生,包括科學家體內的抗體攻擊縮小後的小組人員及潛艇。如果把觀測者及量測設備,縮小到量子尺度,然後去量測基本粒子的物理量,如此才能得到真實的量子行為。量子糾纏又是件令人匪夷所思的事。2個糾纏過的粒子,在分開很長一段距離之後,依舊維持著超越時空的關聯性,而互通有無。愛因斯坦稱之為「鬼魅般的作用力」,這完全顛覆我們以力學為中心的物理學,但後來實驗證實這個糾纏的作用力是存在的。要觀察及理解量子的世界,唯有將觀察者微縮到量子的尺度,才能得到確切的答案。在真實的世界裡,雖然我們不完全掌握量子的奧秘,但基於其所表現出來的行為,仍足以藉此開發出影響人類文明的工具,量子運算就是個鮮明的例子。這也許就是聯合國將2025年訂為國際量子科技年,背後的原因吧!
AI也難突破哥德爾不完備定理
哥德爾(Kurt Friedrich Gödel;1906~1978)在現代邏輯上的成就是獨特而偉大的。事實上,哥德爾的成就不僅是一座學術紀念碑,更是長久屹立於學術歷史中的地標。邏輯學科因為哥德爾的成就而徹底改變其本質與發展可能性。在哥德爾的偉大成就中,他的不完備定理(Incompleteness Theorems)是數理邏輯中的基本結果,宣示形式系統的內在局限性,尤其是那些能夠表達基本算術的系統。第一定理表明,任何足夠強大且一致的形式系統都不可能完備,這意味著該系統內會有無法使用自身證明的真命題。第二定理進一步指出,沒有一個系統能夠證明自身的一致性。大型語言模型(LLM),如GPT-4,可以協助數學定理的證明,但與傳統方法相比,它們仍有明顯的限制。這些模型可以提出想法、建議步驟或提供解釋,這些都可能在證明構建過程中發揮作用。它們能處理某些符號運算並形式化某些證明,特別是那些遵循已知模式或來自數學文獻中的證明。然而,LLM無法從零開始進行複雜或新穎定理的深度推論,因為它們的回應基於數據模式,而非形式邏輯推導。一些專門設計來證明定理的AI系統,如Coq、Lean和Isabelle,依賴嚴格的形式邏輯,並能生成完全形式化的證明,且這些證明可經過驗證確保其正確性。相比之下,大型語言模型缺乏對邏輯和數學結構的形式理解。然而哥德爾的定理表明,某些真理無法由這些AI系統確立,且複雜系統的一致性無法從系統內部證明。AI無法「打破」哥德爾定理,因為這些定理是邏輯學的基本結果。它們適用於任何具有一定複雜性的形式系統,並且已被證明無誤。由於AI運行依賴形式邏輯,它同樣受到哥德爾不完備定理的根本限制。儘管AI無法打破哥德爾的定理,但它能幫助探討這些定理的影響,模擬不同的邏輯系統,並研究這些限制在各類數學框架中的具體表現。然而,AI無法獨立證明複雜或新穎的定理,也無法突破哥德爾不完備定理所設下的限制。哥德爾說:「我只相信先驗的真理。世界的意義在於願望與事實的分離。數學要麼對人類心智而言過於龐大,要麼人類心智不僅僅是一部機器。事物本身與談論事物之間是有區別的(I only believe in a priori truth. The meaning of world is the separation of wish and fact. Either mathematics is too big for the human mind or the human mind is more than a machine. There is a difference between a thing and talking about a thing.)在AI的協助下,我們或許能夠進一步探索數學的深邃領域,擴展人類心智的理解範圍。 
德國觀察(6):歷史不僅僅是歷史
領帶不見了,皮鞋也不見了!從矽谷到柏林、司圖加特,幾場大型的會議活動,我沒看到有人穿著皮鞋上台講課,蔡司發給每個員工一雙白球鞋與貼身的蔡司背心供大家辨識服務人員。不僅如此,現場幾乎沒有人戴著領帶,那麼現在做皮鞋的Bally,浙江嵊縣的領帶王國如今還好嗎?消費行為改變時,可能就是行業生死存亡的關頭。但有些東西就是不可或缺。蔡司總裁說,地球上的人都是我們的客戶,也許他用的手機鏡頭,或者微創手術時的顯微鏡,甚至您坐在牙醫的診療椅上時,牙醫已經可以同步與病患透過蔡司的3D鏡頭相互溝通。蔡司改變的不是光學技術,而是光學技術與我們之間的關係。蔡司不再是一家只生產鏡頭的公司,1969年人類登陸月球時有蔡司的鏡頭,現在的EUV設備少不了蔡司,而全世界已經有超過1,000萬人進行眼球的微創手術,更是造福人類的偉大事業。離開司圖加特之前我們去參訪賓士(Mercedes-Benz)總部,上百輛橫跨接近150年的經典車款,在最亮眼的燈光下,沿著螺旋狀的博物館逐層展示他們的風華。賓士汽車創始於「美好時代」,在歐洲,人們稱1880~1914的30多年是「美好年代」,除了動力馬達的普及之外,量產技術在穩定的歐洲世界創造出龐大的市場需求。都市化帶來新商機,人們開始思考更有效率的跨區、跨國服務。1898年的巴黎萬國博覽會除了興建艾飛爾鐵塔之外,更重要的時代意義是讓各國的商品公平的呈現在世人面前。賓士汽車一炮而紅,而深具工匠精神的普魯士文明,給德意志聯邦帶來自信與驕傲。我們在賓士博物館看到的不僅僅是150年來所有的經典車款,也領悟到科技文明的變遷。但真正讓德國汽車工業站上世界頂尖地位的關鍵,在於1960年以後的黃金世代。1957年,德國、英國、法國、義大利與荷比盧等主要的工業國家在羅馬聚會,確認將以「歐盟」的形式建立關稅同盟與共同市場,這是讓德國汽車工業真正建立經濟規模的年代。聽說Carl Benz開發出第一台汽車時,他自己並不看好,反倒是他的夫人開著他的創作,走走停停的走了18公里回娘家。回娘家那一段路,是人類歷史上足以載入史冊的大躍進。全球熱門的話題當然是「人工智慧」,但市場的結構與傳統的工業時代已經大相徑庭。如今攀頂的企業追逐不是工業時代的市佔率,而是市場上絕對領先的獨佔性。基本上全球市場的規模穩定成長,只是市場大餅多數被領先者攫取,唯有具有獨特製造優勢的企業,才可以在特定領域繁衍生息。從Google、Facebook拿走媒體的廣告商機,Tesla的電動車、NVIDIA的AI Accelerator,我們都看到領先者毫不留情的掠奪,資本主義的極致戲碼正在上演,市值上兆美元的企業主宰了市場。一旦企業界掌握太多他們也不需要的資源時,政治人物就可能利用各種機制調節資源的分配。歷史不曾重複,只是經常以類似的情境再度出現而已。
德國觀察(5):工業級的數位分身計畫:From AI Factory to AI Solution
「品質」是所有製造業的基礎,企業從研發部門啟動產品計畫開始,歷經生產部門、供應商與客戶的共同努力之下,達成六個標準差的要求,最後以「零失誤」為目標將產品展現在消費者、用戶面前。面對少子化、產品多樣化的現實議題,製造廠如何利用生產管理技術,確實達到零缺點的無人工廠新境界?鴻海、廣達、緯創等EMS製造大廠,在過去五年的員工人數大減,又強調「非PC」營收比重、毛利、淨利同步上揚的背景背後,智慧製造的貢獻就是幕後英雄。在柏林蔡司創新高峰會的現場,鴻海數位長史喆講述鴻海智慧工廠的布局策略。簡而言之,鴻海以AR/IR/MR的技術為基礎,複製連結所有的工廠生產數據。鴻海相信,擁有全球最多數位生產工具的鴻海,只要儘可能將所有的生產活動數據化,就可以相互學習,並且在新建工廠時避免錯誤,並擁有最大的生產效益。「數位學習」不僅僅在於個別的消費者、用戶,更大的意義在於工廠自動化,以及善用數據的管理機制。在2019年疫情之後的這五年,台商基於規避風險、返台投資等多重考量,對於智慧製造的覺醒,擴大了與新興競爭國家之間的距離。原本領先的台灣加速往前擴張,現在要面對的課題,早已經不是技術問題,而是基於地緣政治、產業轉型的決心與戰略議題。鴻海擁有全球規模最大的電子產品生產體系,但也最容易面對少子化、產品多元化的壓力,從生產的角度發展出數位分身布局,非常值得大家學習。除了以網路服務包抄市場的巨擘之外,以製造為本的企業成為市場上不可或缺的要角。只要市場存在一定的規模,製造與產品供應商,反倒是實際創造普世價值的英雄。聘用大量製造業人力的台商如此,擁有4.3萬名員工,不斷在光學領域攻堅,試圖突破技術瓶頸的蔡司不也如此嗎?疫情肆虐期間,蔡司營收一度跌到60億歐元,蔡司的營收在五年之後又倍增到100億歐元以上,總部廠區裡很多新工廠正在動工,證明了這是一家欣欣向榮的企業。做為全球最成功的「工匠」,我們看到製造業的價值,也以能與全世界分享而自豪!
德國觀察(4):從已知到未知
半導體事業是從1970年代初期開始的,如今是蔡司(Zeiss)四大部門中規模最大的。在集團總裁佩澈(Andreas Pecher)親自安排下,我與廣達品質長魏智章到生產半導體EUV設備的工廠會見蔡司技術長史坦樂(Thomas Stammler),在技術長的導覽下,看到不可思議的鏡片。能在第一線聆聽最頂尖的專家對於全球半導體技術趨勢的看法,入寶山、不空回是難以言喻的幸福感。大師一席話,印證許多二手看到的數據資料。我們都知道EUV設備造價昂貴,而其中3分之1的成本是蔡司的光學技術,蔡司也是半導體科技往前邁進的關鍵。穿上無塵衣,走進科技業恆溫、恆濕的最高殿堂,眼前是個製造物鏡系統的大型模具,以及各種自動化生產設備。我不是專家,不敢班門弄斧,只能在製造高精度鏡頭的設備前留影,證明自己曾經到此一遊。我在參訪博物館時,看到與傳統相機並排的大型微影機,領悟到科技都是漸進式的演化,蔡司只是把傳統的相機鏡頭做到更大、更精細而已,類似網際網路或量子技術、人工智慧這種顛覆性的革命其實並不多見。所以,我們是從「已知走向未知」已經有178年歷史的蔡司,從1970年代初期參與半導體設備的研發,EUV設備也是超過10年的努力與挫折之後才有的成果。EUV設備有三大核心技術,除了光源技術之外,就是蔡司的高精度鏡頭與德國另外一家大廠創浦(TRUMPF)的精密儀器。對我而言,以光學技術持續探底是「已知」。但今天每個人在探索物理的極限時都抱持著謹慎的態度,因為我們面對的是個錯綜複雜「未知」世界,更好的AI加速器使得電腦運算的極限難以預測,各種儀器、曝光技術也在AI加持下出現難以預測的可能性。我問複製EUV設備的可能性有多高,可能的方法又是什麼?史坦樂笑著說:「5年、10年,甚至20年」。過去是「線性」的競合關係,未來卻是多元交錯的產業生態系。領先者不斷以自己擁有的技術,結合策略夥伴,可以輕而易舉的擴大領先差距。新一代產品是剛剛進廠,造價3.8億美元的NA EUV,那麼再下一代呢,也許會在2030年前後上市。從技術創新的角度觀察,彎道超車是「夢」,彎道翻車卻可能是「現實」。10年、20年後,我們面對的是結合人工智慧、量子技術新時代。您自認的一大步,也可能只是現實世界裡的一小步而已。也許有人做得出來,但在商業運轉上也可能難以為繼。我再次體會,軟體應用平台與硬體製造業之間的明顯差距。
德國觀察(3):穿越時空,回到過去
進入AI時代,NVIDIA、微軟(Microsoft)、蘋果(Apple)、AWS、Tesla等八大公司不僅攫取大量資源,還意圖獨佔市場。但只要市場維持穩定,全球科技產業中仍有兩種公司會賺錢。第一種是無所不在,又不可或缺的台商。第二種是擁有特殊技術,在專業領域不可或缺的公司,蔡司(Zeiss)就是很好的典範。一家創辦178年的企業,至今屹立不搖,必然有很多技術與企業文化上的遺產(Legacy)。久仰蔡司盛名,亞洲人最想知道在這178年中,蔡司經歷過幾次重要的轉折?他們是一家獲利豐厚的公司,但為何維持以「基金會」做為管理主體的私人企業?從納粹德國到二戰結束的東西德分裂,及1989年柏林圍牆倒塌之後,東西德的蔡司再度二合一,經歷過哪些高難度的挑戰?您能想像100多年前的公司有社會福利、休假制度嗎?卡爾蔡司(Carl Zeiss)在1846年創辦生產製造顯微鏡的蔡司,幾年後他邀請物理、數學家阿倍(Ernst Abbe)加盟,兩人不離不棄的開疆拓土,成為蔡司成長茁壯的共同創辦人。1888年,創辦人Carl Zeiss過世,阿倍在次年以Carl Zeiss之名成立基金會,讓蔡司這家未上市公司,關注員工的工作權與相關福利,進而成為社會共有的企業。1912年,蔡司跨出顯微鏡的舒適圈,開始生產相機,並將鏡片事業擴展到不同領域的應用。蔡司的發展過程並非一帆風順,1933~1945年由納粹掌握的德國瘋狂擴張,並將所有的資源投入戰爭。除了賓士(Mercedes-Benz)之外,BMW為德國戰鬥機製造引擎,據說BMW的藍白徽靈感就是來自戰鬥機飛行員看到的天空。Carl Zeiss來自東德圖林根州的耶拿大學,可以想像原本蔡司的重心在東德。但在二戰結束之後,德國的工業被拆解成兩份,蔡司在東西德分裂前夕從東德連夜搶到77名頂尖的工程師,並將總部設在西德司圖加特附近,人口不到1萬人的上科亨,讓這些工程師迅速的成為西方陣營成員。蔡司經歷了納粹德國的威權時代,東西德分裂又統一的兩次世紀大考驗,1991年的東西德蔡司合併成一家公司,但光是東德蔡司就有1萬名員工,這些意識形態不同,都是光學的專家,整合上的難度必然高於一般的合併案例。從管理學的角度,合併的成功就是蔡司呈獻給人類最偉大的資產。蔡司員工毫不掩飾自己對公司的喜愛,就像熱愛自己的國家一樣,這種幾乎是與生俱來的情感,也來自經營者的心態。
川普二進白宮下的台積電避險策略
川普(Donald Trump)二度當選為台積電未來的營運帶來高度不確定性。事實上,當美國2022年10月祭出出口管制,壓制中國先進製程的發展,及2024年陸續傳來英特爾(Intel)與三星電子(Samsung Electronics)的營運警訊,雖讓台積電在先進製程市佔率持續提升,但也大幅提高在地緣政治及產業壟斷課題上的風險,如何在川普二進白宮的四年降低本身的經營風險呢?我認為首先必須在企業願景及產業定位做出調整:台積電的願景:成為全球最先進及最大的專業積體電路技術及製造服務業者,並且與我們無晶圓廠設計公司及整合元件製造商的客戶群共同組成半導體產業中堅強的競爭團隊。台積電的使命:作為全球邏輯積體電路產業中,長期且值得信賴的技術及產能提供者。依當前的時空環境,台積電的使命仍然合適,但願景中「最先進」、「最大」、「競爭團隊」這些字眼可就敏感了。作為實質無可替代的半導體製造服務龍頭,願景應已不需再著眼自身,而是從更宏觀格局的半導體生態系、科技產業及科技應用生態系,乃至於當前人類社會科技文明的發展來思考,從一個關鍵enabler的角色,提出一個新的願景與產業定位。基於這樣的願景與定位,衍生出與各國政府、學研界、產業界相關的合作推動項目,例如半導體人才培育、促進高影響力新興科技發展等計畫,讓台積電不只是透過服務客戶對科技發展做出「間接」貢獻,而是透過與國際社會各利害關係成員的連結合作,讓國際社會感受到台積電更「直接有感」的貢獻,化解不必要的敵意與憂慮。就未來四年川普主政的營運風險,相信台積電內部早已做出種種情境的沙盤推演,我認為必須就最極端惡劣的情境,如反壟斷及分拆壓力、無法取得最先進設備材料等情況來預先擘劃避險策略,才能有更妥善的因應做法。這邊試擬兩策略作為參考方向。一、 需培養競爭對手適度讓利古典呂氏春秋有云「全則必缺,極則必反,盈則必虧」,太盈滿必將招致虧損。台積電獨拿先進製程與封裝市場,即便到美德日設廠,但缺乏第二供應來源,對美國政府來說,終究是己身半導體產業痛點及國家安全、供應鏈安全風險所在。昔日英特爾成為CPU霸主時,必須有超微(AMD)存在以作為第二供應來源及維持市場競爭機制。雖力積電廣開製程技術授權之門的做法,引起不少爭議,但若台積電採用類似做法,願意授權其他業者,將可讓美國及各國政府心安許多。例如目前台積電製程處於由三奈米轉2奈米階段,那麼相對成熟的7奈米是否可評估授權可行性,不見得授權給英特爾與三星,格羅方德(GlobalFoundries)未嘗不是更合適的合作對象。在過去,企業經營僅需追求成長,但這幾年地緣政治與黑天鵝事件衝擊下,必須同步追求降低風險,甚至對台積電來說,降低風險比追求成長更為重要。透過培養競爭對手讓出部分市場,可有效降低極端風險的可能,而透過授權金的取得,應可適度降低讓出市場對獲利所造成的衝擊。二、 進一步平衡台美兩地布局川普上任後的半年,可能是觀察是否其將選舉訴求轉成實質政策的關鍵時期,如何利用這段緩衝期化解川普政府的敵意與憂慮,甚至為其塑造政治利多,就成為台積電必須與川普團隊溝通的重點,關鍵在於對美國的布局是否得進一步加碼,淡化美國政府對先進製程與先進封裝產能過度集中台灣的隱憂。若台積電追加在美投資設廠計畫,在面臨龐大資本支出及川普對拜登(Joe Biden)《晶片與科學法案》(Chips and Science Act)補貼金額不認帳的隱憂下,考量投報率與營運風險,不見得是好的做法。那麼若設立研發中心呢?台灣政府近幾年有推動外商設立研發中心的政策,例如超微數月前申請的「全球研發創新夥伴計畫」,投資金額為86.4億元,政府與超微出資比例為38%:62%。而研發人才50%自國外引進,另50%為本地聘用。台積電過往對於過於未來的研發相對不會過早投入,而是就客戶有明確需求的技術進行研發,但當半導體技術逼近物理極限時,結構、材料、異質整合的研發挑戰更為關鍵,在台灣人才短缺的情況下,或可思考把一些與量產技術研發不那麼直接相關,但未來會有影響的科研技術項目擺在美國,運用美國頂尖的科研人才來掌握技術生命曲線更前期的技術領域,並承諾美國政府研發中心的50%會由台灣派遣。如此一來,對台積電來說,投資金額遠較設立晶圓廠為低,而台灣派遣人才可透過與美國人才共事掌握更前端技術,而對美國政府來說,台積電在美國的價值活動從製造延伸至研發,且從台灣引入對等的頂尖人才,則是台積電更進一步融入美國的政績,可有效化解美國的憂慮與誤解。當台積電處於如今最頂尖的產業地位與關鍵戰略核心,再怎麼低調都無法從地緣政治風險中脫身,適度的捨才有可能換來更長遠的長治久安!