【趨勢大師】全球晶片大缺貨 半導體成為「戰略物質」

更新時間: 2021/04/14 09:00
微驅科技總經理吳金榮

本文作者微驅科技總經理吳金榮

4月12日美國白宮舉行產業高峰視訊會,這場白宮視訊會定名為「產業CEO高峰會共商半導體供應鏈彈性」,全球近20家產業大廠,受到白宮邀請參加此線上會議。

美國3大汽車廠、英特爾、美光、AT&T、惠普、台積電、三星電子、恩智普、Alphabet (谷歌母公司)等獲邀出席;會議由白宮首席經濟顧問Brain Deese、國安顧問Jake Sullivan主持,美國商務部部長Gina Raimondo也會出席,半導體供應、生產成為此次會議的主題。

車用晶片缺貨導致車廠停工、減產,撼搖龐大汽車產業供應鏈,對眾多的從業人員造成失業風險,影響社會安全及經濟成長。頓時半導體浮上台面,成為全球矚目的焦點,台積電成為全球媒體關注的重心。

4月8日,美國「華盛頓郵報」報導在中國西南部的隱密軍事設施,中國使用「天津飛騰信息技術公司」設計的超級電腦,模擬極音速飛彈穿越大氣層時的高熱與阻力,設計發展極音速飛彈。

前美國官員與美國分析師認為,中國會使用這種飛彈對付美國航艦或台灣。

美國分析師指出,飛騰的超級電腦是飛騰利用美國軟體設計出的微晶片驅動,並在台灣的台積電以美國的設備製造完成。

4月9日,美國商務部立即將天津飛騰訊息,以及其他6家中國企業及機構列入「實體名單」,沒有商務部的許可,禁止出貨給這些企業與機構。

飛騰訊息主要的產品是「高效能伺服器處理器」、「高效能桌上型電腦處理器」等,這些高效能處理器是建造「超級電腦」的主要元件。

台積電再次浮上西方主流媒體,除了突顯半導體成為重要的「戰略物資」,攸關國家的安全外,另一方面,深層的意含為台積電掌握全球半導體最先進製程,可能成為美國的「阿基里斯腱」的憂慮。

半導體是高科技進步的原動力,5G、AI、電動車等新興科技,皆是由半導體推進強大的新功能。較少受人注意的是半導體在軍事用途方面也扮演重要的角色,高性能戰機、先進武器的研發、製造等皆須半導體。半導體的誕生、茁壯,若沒有美國軍方的支持,投入龐大的資源,就沒有今日半導體產業的快速發展。

半導體發展初期,軍方是主要的客戶,之後商業用途日益擴大,成就今日年營業額高達約4700億美元的龐大規模。軍用半導體應用的營業額比重不大,然而與國家的安全、生存有重要的關係,半導體成為「戰略物資」不言而喻。

科技進步的程度與國力的強弱正相關,科技實力愈強,國力也愈強。美、中陷入「修昔底德陷阱」的矛盾,半導體成為「捍衛」美國的「屛障」。

儘管美國在半導體基礎科技、軟體、製造設備、IC設計方面,在全球基領先地位,然而在半導體製造方面,卻大幅落後台灣、韓國,因此美國急欲建立在地製造的半導體製造供應鏈。

對台積電而言,必須對此「在地製造」的熱潮謹慎因應,除了加速美國的建廠時程外,擴大美國的產能,不僅可「安」美國政府的「心」,也可對客戶提供生產據點分散的選擇。

超級電腦是運算速度超快的電腦,結構是由很多CPU加上GPU組合而成,利用平行運算,產生驚人快速的運算能力。

以目前全球運算能力第一名的日本富士通打造的「富岳」超級電腦為例,每秒運算速度最高達每秒442 千兆次浮點運算 (Peta FLOP)。

「富岳」使用ARM 48核架構,採用台積電7奈米製程生產,整個「富岳」系統共使用超過12萬顆處理器,造價超過12億美元。

除了ARM架構的CPU外,大部分的超級電腦使用英特爾Xeon處理器,搭配輝達的GPU。

超級電腦主要的用途為國防上的核武模擬、彈道飛彈軌跡模擬、航太研究、氣象預測、新藥開發等等。超級電腦在軍事方面有很多用途,美國政府關注中國超級電腦的發展,是意料中之事。

中國從1980年代起,就開始發展超級電腦,直到21世紀,中國方開始在全球超級電腦界嶄露頭角。從1993年開始,每年公布兩次全球500大超級電腦的Top 500,中國於2002年11月,首度以5台超級電腦進入排行榜。

2010年11月,中國有41台超級電腦進入Top 500排行榜,僅次於美國的276台,成為全球超級電腦第2多進榜的國家。2016年6月,中國以167台超級電腦,超越美國的165台,成為進入排行榜第一的國家。

2020年11月的排行榜,中國有214台超級電腦入榜,高居第一,美國則以113台超級電腦,居全球第二。中國在超級電腦的實力不容小覷。

中國目前有7個超級計算機中心,2010年中國自主研發的「天河一號」首度登上全球超級電腦第一的寶座。之後,2014年的「天河二號」,2016年的「太湖之光」,也分別奪得當年全球第一的寶座。

中國為了發展自主的技術,因此超級電腦的處理器,皆儘量採用中國IC設計公司開發的處理器。例如「天河一號」採用「龍芯」處理器,「太湖之光」採用「申威」處理器。發展中的「天河一號」採用飛騰處理器,這個處理器使用ARM架構,以台積電16奈米製程生產。

此次飛騰被美國媒體「盯上」,遭商務部列入-「實體名單」,恐非「一時興起」,而是「其來有自」。

中國在超級電腦已有超強的實力,美國能夠「堵住」中國的發展,只有靠半導體,台積電成為美國關注的焦點,是自然不過的發展。

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