有這張王牌,歐洲不需要對美國言聽計從:《半導體地緣政治學》選摘(3)

2022-09-07 05:10

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EUV光刻機成為歐洲手中一張可以與美國談判的王牌。(資料照,取自ASML網站)

EUV光刻機成為歐洲手中一張可以與美國談判的王牌。(資料照,取自ASML網站)

我請專家為我解說EUV光刻機的構造和原理,光聽就覺得規模大到令人聞之生畏,技術更是艱難得超乎想像。

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以光源系統為例,必須每秒照射5萬次融化的錫滴,讓錫滴落到真空容器中,再以雷射光轟擊融化後的錫滴產生極紫外光光束。由於極紫外光幾乎很容易被吸收,所以光束通過的機台內部必須完全真空。

在層層相叠的薄膜製成的特殊鏡面上,利用光線經過數次反射來調整倍率,最後照射在半導體晶圓上進行光刻。因為採用的是極大的玻璃鏡片,所以整台機器就變成照片上的巨大設備。

艾司摩爾是電機製造大廠,原本屬於飛利浦旗下一家合資的荷蘭企業。但光靠荷蘭的技術不足以製造出設備,因此需要擁有專業光學技術,由以製造相機鏡頭聞名的德國光學技術業者蔡司(Zeiss)公司生產鏡面,雷射產生器則是由德商創浦(TRUMPF)製造。

歐盟也加碼挹注補助款。與其說艾司摩爾是荷蘭企業,不如說這是由整個歐洲在背後支援的企業。

技術力背後的情報機構

同時,我們也必須關注艾司摩爾與比利時研究開發機構「比利時微電子研究中心」(Interuniversity Microelectronics Centre,簡稱IMEC)的關係。IMEC屬於研發奈米等級的微電子、資訊及通訊技術的非營利組織,匯聚全球近2000位研究人員及工程師,其中有6~7成是從約50個國家的企業派遣來的外國人。

企業以會員身分被邀請加入IMEC,將資金和人才送去參加共同研究項目。日本主要的半導體企業也不例外,以各種形式與IMEC合作,常駐比利時總部魯汶的日本人約有40、50人。

「把人員送到這裡的目的,不光為了研究開發,同時也是為了獲得情報。如果不和IMEC保持良好關係,就無法知道最先進的技術動向。因為這裡就像聚集技術人員的俱樂部,雖然成員中也有競爭對手,但基本上是可以自由高談闊論交流的氣氛。」

曾是日本最大設備製造商東京威力科創的會長東哲郎,對於企業和IMEC的關係,做了上述表示。其他各國企業,想必也是基於相同的考量吧?IMEC是開放式創新(open innovation)研究的中心,不僅匯聚了資金和人才,更有來自全球製造現場的最新消息。

荷蘭的艾司摩爾背後有IMEC的支持。這兩家公司都屬於荷蘭語系,地理距離也很相近。透過IMEC,艾司摩爾可以輕易的取得生產面的最新動態,知道「世界各國的製造廠正在為什麼而苦惱?又在尋找什麼解決對策?」這也是為什麼艾司摩爾能夠有優異技術的關鍵因素。

美國也畏懼的一張王牌

美國為了制裁華為,同樣也禁止其他外國企業向中國企業出口。這麼一來,艾司摩爾也不能銷售EUV光刻機給中國,等同封鎖中國製造業精細加工的道路。

對艾司摩爾而言,中國企業是第3大客戶,僅次於台灣和韓國,因此艾司摩爾一開始也抗拒美國政府的施壓,最後還是被迫遵從出口禁令。

2021年美國政權交替後,拜登依然維持原本的出口禁令,中國仍無法從荷蘭調度到EUV光刻機。

美歐雖然對中國在禁止出口上拉起了共同戰線,但從歐洲的角度來看,艾司摩爾手上同樣有一張對美國的王牌可打。因為美國企業同樣需要艾司摩爾的設備。

ASML(圖片來源:ASML)
ASML的EUV光刻機技術獨步全球,成為半導體之爭中的一張王牌。(圖片來源:ASML)

美國仰賴的台灣、韓國晶圓代工廠,正排隊等著採購艾司摩爾的設備,今後英特爾及格羅方德等美國企業若正式參戰加入微製程的競爭,也勢必得等待艾司摩爾設備供貨。

美國或許可以禁止對中國出口,卻無法強制別人一定要把東西賣給美國。只要艾司摩爾屬於荷蘭企業的一天,歐洲就對全球半導體製造產業擁有支配權吧!

因此,即使同是對抗中國的「西方陣營」,歐洲並不需要對美國言聽計從。為了保衛自身的國家安全,歐洲不可能放棄艾司摩爾這家公司。

半導體供應鏈頂層的英國企業

「我終於能見到40年前,令我感動、崇拜的偶像!我要用雙手緊緊擁抱他。」

2016年7月21日,日本軟銀集團會長孫正義以興奮的口氣說道。孫正義所說的「偶像」,指的是據點設置在英國劍橋的安謀國際科技公司(ARM)。

英國安謀ARM架構處理器(Socram8888@Wikipedia / CC BY 2.0)
英國安謀ARM架構處理器(資料照, Socram8888@Wikipedia / CC BY 2.0)

安謀是從事半導體晶片設計的矽智財無廠企業。就在孫正義這番談話的前幾天,軟銀宣布以320億美元(超過新台幣1兆元)收購安謀,舉世譁然。

40年前,孫正義還只是個學生,在科學雜誌上看到了半導體晶片的照片,不禁讚嘆「人類終於創造出超越自身智慧的東西了!」他甚至還把那一頁剪下來隨身攜帶。不知道在孫正義的眼中映照出的安謀是什麼模樣呢?

就和荷蘭的艾司摩爾公司一樣,安謀位於整個半導體價值鏈的最頂層,具有獨占性。即便是像高通、蘋果、輝達這樣的大廠,都得向安謀授權IP技術、購買基本電路設計架構後,將其組合才能完成自家公司的晶片設計圖。

智慧型手機或平板電腦所搭載的晶片,大多都是使用安謀設計的基本電路架構圖來設計。坦白說,若是各家廠商少了安謀的設計架構,就無法製造自家公司的晶片。

軟銀把安謀納入旗下,就等於孫正義可以完全掌控價值鏈。孫正義所說的:我要用雙手緊緊擁抱的那個「他」,或許不是安謀,而是全球的半導體產業。

也許有人會認為何必特地向安謀購買電路架構圖,自行設計不就好了?看了以下的說明,應該很容易了解其中的困難度。

隨著精細加工技術的進步,晶片裡能容納的電路數量越來越多。一顆高密度的晶片,由電路所構成的電晶體數量甚至高達數百億個。以建築來比喻的話,設計一顆晶片的作業,就如同設計一整座大城市一般。

不論能力多麼強的設計事務所,都無法光憑一家公司就畫出整座都市的設計圖。即使技術上有能力做到,但完成整座城市的設計圖要花上多少年?這麼一來將曠日廢時。

因此,向其他公司購買現成的大廈或住宅等細節設計圖,加以組合或修正,再完成都市的整張設計圖是最快的。而安謀就像是設計並銷售這些大廈或住宅設計圖的事務所。

一場動搖國本的收購案

2020年9月,軟銀發布將安謀賣給美國輝達,賣出的金額為400億美元(約新台幣1.18兆元)。當初以320億美元收購,四年間獲利25%。很多人嗤之以鼻,認為原來孫正義追求的夢想,其實也不是半導體產業而是投資利益。

然而,英國政府緊急對收購案喊停。

「安謀若由美國輝達控制,我們擔心輝達的競爭對手企業將無法取得核心技術,最終甚至妨礙整體產業的技術革新。」

2021年8月20日,英國政府的競爭與市場管理局(CMA)公開發表反對收購的報告書,理由是:若將擁有基本電路架構圖晶片設計能力的安謀納入輝達旗下,將會對其他半導體廠商不利。

不過,禁止壟斷只是場面話,英國政府其實還有更深層的擔憂。

英國國會下議院外交事務委員會主席湯姆圖根達特(Thomas Tugendhat)在推特呼籲:「安謀的售出涉及到國家主權問題。對技術的掌控是保衛(國家)獨立的基本要素。因此對於美國總統底下的投資委員會所做的決定,英國國會為什麼一聲不吭?」

圖根達特主張,收購的適當性不能交由美國政府擅自判斷。

安謀聯合創辦人赫爾曼.豪澤爾(Hermann Maria)也在2020年9月的路透社訪問中表達他的怒意:「(賣掉安謀)不論對英國或歐洲,都是一場災難,安謀是最後一家與全球相關的歐洲科技企業,現在卻正要賣給美國人?」

英國的自尊心在這時表露無遺,絲毫不隱藏對盟友美國的不信任感。這或許才是曾經掌握世界霸權的英國內心真正的想法吧?

美國要台灣台積電和韓國三星電子在美國設廠,補上製造面欠缺的拼圖,更進一步藉由輝達,企圖透過收購,設法將英國的安謀也弄到手。

若是位居價值鏈核心的安謀成為美國企業的子公司,美國就完全掌控了半導體產業;若是英國政府不阻止收購,英國將失去地緣政治戰場的棋子。

想必英國不可能輕易放手安謀,從日本軟銀發表後經過一年,直到我寫作本稿的2021年10月,收購案仍未成立(2022年2月7日,輝達和軟銀宣布同意終止雙方之前達成的安謀股份交易協定,收購案正式宣告失敗)。

《半導體地緣政治學》立體書封(野人出版提供)
《半導體地緣政治學》立體書封(野人出版提供)

*作者為《日本經濟新聞》編輯委員,日本最大國際新聞獎「伯恩-上田國際記者賞」得主。本文選自作者著作《半導體地緣政治學》(野人出版)

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