这是近日网传的议题，只是国内官方已经出面正式否认。这座高能同步辐射光子源（High Energy Photon Source；HEPS）是位于北京怀柔的中科院高能所正在兴建中的第四代同步辐射装置（Synchrotron Radiation Facility）。中科院高能所于1984年开始在北京玉泉路兴建第一代装置，以后迭有升级。这已经是近40年前的旧事了。同步辐射是高能物理实验仪器的另类应用。原先的应用是利用电场加速电子，利用磁铁弯曲电子行径，并依圆形轨道运行。加速后的带电粒子对撞生基本粒子，主要是魅夸克（charm quark）。由于带电粒子被加速时会放出电磁波—也就是光，同步辐射装置也可以利用这些光探测材料及生物结构，这是目前的几个应用范畴。但是现在谈及要被应用于半导体制程中曝光机（lithography equipment）的光源了。考虑用同步辐射来当曝光机光源绝对不是新鲜事，X-ray光阻早在80年代就是研究的题目。90年代业界在考虑未来半导体曝光机的光源时，EUV和同步辐射都是曾被考虑的方方向。当初美国国防部高等研究计划署（DARPA）选择EUV，但是也有其他公司选择同步辐射，譬如IBM。在重新检视同步辐射是否适合当曝光机光源时，让我们简单回顾一下EUV的几个特性。EUV一般是指波长于121~10纳米的光，波长再短就是X-ray了。在EUV波长区域，并没有天然的材料与机制可以产生雷射光，现行的13.5纳米 EUV是以二氧化碳雷射照射掉落的锡液滴（tin drop）所激发的次级光源。由于EUV光的产生程序复杂，光的频率集中的程度远不如使用雷射光源的DUV，亮度（luminosity）也远远不如。亮度不足，曝光时间就需要较长，影响曝光机产出（throughput）。由于EUV光的能量较DUV高，容易与物质—特别是传统的透镜（lens）材料—发生反应而被吸收，光的传递依赖于多个有多层镀膜（multi-layer coating）的反射镜（reflection mirror）组成光径（optical path）并聚焦。对于半导体产业而言，这是一个全新的光学系统，这也说明为什麽EUV要发展20余年，最终才得以商业化的原因。即使用反射镜来建立光径，垂直镜面入射的光线仍然会被部分吸收。因此，光线最好以与镜面垂直线倾斜6、7度的角度入射。由于这个倾斜入射角，整个光学系统的数值孔径（NA；numerical aperture）就比较难极大化，目前的EUV其NA=0.33，与DUV的NA可以高达1.2、1.3存在巨大的差距。而数值孔径与分辨率（resolution）成正比。这是个关键的光学特性。由于目前EUV波长已经一口气推进到接近X-ray波长的上限，再要缩短波长恐怕要用新的物理机制产生新的光源—那可能是另一段20年艰苦的研发旅程，所以目前产业界的努力都集中2个面向，增加NA和增加产出。增加产出是个多面向的工作，包括增加光源的亮度、改变光阻的化学组成等；增加NA可以在不必缩短波长的状况下增加分辨率，目前的计划是从NA=0.33增加为0.55。以目前13.5纳米波长的EUV大概能做到哪个技术节点？这点是整个半导体产业共同的关心。当初在讨论DUV之后的曝光机光源时，当时已有摩尔定律已日暮的感觉，虽然之后又奋力推进这麽多年。理论上，一个光源的分辨率大概在光源的半波长。譬如第二代DUV ArF（argon fluoride）的波长是193纳米，理论分辨率就只有96.5纳米。但是透过多重曝光（multiple exposure）、过刻（over etch）、相位移（phase shift）以及浸润（immersion）在水中改变光的折射率（refraction index）等工程手段，193 纳米 DUV目前可以处理到7纳米的节点，问题是波长13.5纳米的EUV可以推进到哪一个技术节点？要注意的是现在逻辑制程的节点与早年以晶体管实际的通道长度（channel length）为命名已有所有不同，7、5纳米的通道长度在10纳米以上。目前节点是以1个晶体的总体表现，如速度、功率、热耗散、面积等因素来命名。这问题可以从问题的另一端来思考。如果精细结构装置仍然以矽晶为基础、以电磁学为控制手段，那麽矽基元件（silicon-based devise）的最小尺寸是可以粗估的。矽的共价键长度为0.111纳米。要组织一个元件的功能部分（silicon-based devise）—譬如通道—至少要有几十个原子的内部，要不然物质表面的性质可能就会影响物质内部应有的性质，因而影响元件预计的工作特性。几十个的矽原子就是几纳米的长度了，离现有的EUV的理论分辨率尺度并不远，这也是当初产业界一口气将波长推进至13.5纳米的考虑。如果对原分子的控制可以更精细、物质的表面性质可以被精确掌控，因而使用较少的矽原子也可以构成有效元件，这时在半导体制程演化至物理的自然极限前，光源的波长还留有一个小窗口，这个窗口的候选人之一就是同步辐射的光。

近几年新竹县政府设置智能城市谘询发展委员，邀请我担任委员，也常和我沟通关于人工智能物联网（AIoT）的重要性。政府公权力扮演着智能城市实现的关键角色。新竹县一直致力于推动智能城市发展，为了拉近公务同仁与新科技的距离，于今年（2023年）7月19日举办名为「智能城市科技新知及技术教育训练」的活动。该训练课程内容包括近期最夯的聊天机器人ChatGPT、AIoT及ESG等最新发展趋势，以及数码转型的应用介绍等。这项活动的目标是由行政处长周秋尧所提出，希望透过长期系列课程引导，让第一线推动智能城市业务的同仁们能掌握最新信息，并将新的思维应用在简政便民上，让县民们感受到智能城市的美好。新竹县因应智能城市规划的浪潮，所提供的服务与治理将会变得愈加智能化。现今有愈来愈多的工具让公务服务变得更加便捷，而ChatGPT及AIOT正是其中的代表。透过简单易用的科技教育，每个人都可以成为工程师。此外，随着气候变迁及环境永续发展受到重视，加上中央政府提出2050年净零碳排的目标，各县市政府纷纷提出自己想要实现的净零城市目标或路径，新竹县也需要建立起属于自己的城市净零目标。在演讨会中，我特别强调城市数据的应用非常重要，例如，如果能在交通领域应用这些数据，将有助于减少民众的旅行时间。我个人发展智能农业的亲身经历，以AI生成白草莓病变的图片，在实际侦测农场病变时，可以将准确率由87.50%提升到96.88%。我指出，随着人工智能的蓬勃发展，ChatGPT已经可以透过数据与数据蒐集回应使用者的问题。然而，在某些图形和数据的正确性方面，仍然可能与真实情境有所差异，因此在享受科技服务的便利性时，如何将数据蒐集做有效且正确的应用才是至关重要。透过持续的交流与教育训练，我相信台湾各县市的智能城市发展将会愈来愈成功，让政府服务更智能，让县市民享受到更美好的智能生活。 

根据国际半导体产业协会（SEMI）最新公布的报告，预估全球晶圆厂设备支出总额将先蹲后跳，从2022年的历史高点995亿美元，下滑15%至840亿美元；随后于2024年回升15%，达到970亿美元。若要解读此预测数字，应摆在2021与2022年是晶圆厂设备有史以来的投资高峰来看，其具有2个意涵。一是2023年即便衰退18%，仍比2020年之前的任何一年都高，且高上百亿美元的数量级；二是即便2024年回升15%，金额仍不及2022年的高峰。整体而言，未来几年晶圆厂设备市场规模，在因应地缘政治格局及供应链安全，各国政府强力介入扶植在地产业的情况下，已较2020年的规模跃上一个位阶，且维持比半导体市场更高的成长率！若看2023年上半的整体半导体设备市场（含晶圆厂与封测）统计，国内大陆、台湾地区与韩国仍是全球前三大市场，规模分别为143.1亿美元、126.2亿美元与112.7亿美元，占整体市场比重各为22.5%、24.0%与21.4%，这数字符合一般的预期。 特别值得注意的是美国市场规模的扩大。美国2021年的半导体设备规模是76.1亿美元，2022年已扩大为104.7亿美元，2023年上半规模68.8亿美元，较2022年上半成长30.8%，是所有市场成长之最，2023全年可能突破140亿美元规模，包括台积电，英特尔（Intel）、三星（Samsung Electronics）、德仪（TI）等大厂都是主要驱动力量，也反应美国政府强力介入扶持产业「具体成绩」。国内市场方面，2014年6月国内国务院颁布〈国家整合电路产业发展推进纲要〉，确认设计、制造、封测、设备材料全产业链发展的框架，并启动配套的大基金，带动国内半导体产业的加速发展，其后2015年5月发布的〈国内制造2025技术蓝图〉的第一章第一节的项目便是「整合电路及专用设备」，可见半导体与相关设备的关键性。自2013年起迄今，国内半导体设备采购额的成长率基本上均高于全球半导体设备市场的成长率，2013年国内半导体设备市场规模为34亿美元，占全球市场的10.6%；10年后的2022年，规模已成长至283亿美元，全球市场占比提升至26.3%。若观察北方华创与中微两家国内半导体设备龙头业者，2018年中美贸易战之后的3年间(2019~2021年），北方华创的年营收成长率为22.1%、49.2%与59.9%；2019年才挂牌揭露业绩的中微，2020年与2021年的成长率为25.9%与57.4%，均呈现销售额高速成长的态势。2022年迄今全球半导体设备采购走缓，2022年与2023年上半年比成长率为4.9%与2.9%，国内市场相对更疲软，年成长率为-4.6%与-5.1%。但于此同时，北方华创营收成长51.7%与37.7%，中微成长60.9%与至27.5%，中微上半年业绩为25.3亿人民币，北方华创更达到84.3亿的规模，这也反应出国内半导体设备进口替代的力道强度。(作者为DITIMES副总)

2023年7月28日台积电盛大地庆祝其永久性研发大楼的落成，过去台积电的研发中心都是跟着不同的厂区而迁移，逐水草而居，如今拥有永续基地。这栋大楼可容纳超过7,000名研究人员，而台积电的研发经费，多年来都占其营收的8%。以去年（2022年）超过730亿美元营收，研发经费就将近55亿美元。所以创始人张忠谋特别提到，台积电的研发经费，远远超过麻省理工学院（MIT）1年约20亿美元的研究经费。董事长刘德音在研发大楼落成庆祝仪式中，特别提到希望将台积电的研发中心，打造成台版贝尔实验室。贝尔实验室这座我学生时代心目中的科学圣地，是造就15位诺贝尔奖得主的殿堂，包括2位华裔的崔琦及朱棣文教授。研究半导体的学者若此生没到过贝尔实验室做过一段时间的研究，如同伊斯兰教信徒没去过麦加朝圣般。贝尔实验室的经费来自于母公司美国电话及电报公司（AT&T）。1982年全盛时期，贝尔实验室经费是16亿美元，员工2.2万名，其中博士学位者超过3,000人。当时AT&T年营收是347亿美元，占当时美国GDP的1.1%，所以贝尔实验室的研发经费是AT&T营收的4.6%。1984年因为反垄断法的关系，AT&T拆分7家独立的区域型电话公司，从此贝尔实验室的经费及重要性开始走下坡，如今已成为诺基亚（Nokia）旗下一员。众所周知晶体管的发明，诞生于1947年的贝尔实验室，除此之外MOS晶体管、非挥发存储器floating gate、半导体雷射，甚至于也拿过诺贝尔奖的CCD元件，皆出自于贝尔实验室，当然还有更多在半导体领域重要发明。延伸报导台积电全球研发中心启用　张忠谋透露台湾成全球兵家必争之地的关键 (新增影片)贝尔实验室从1940年代，一直到1990年代，在半导体领域的研究上一直是独领风骚。MOS晶体管以及其所衍生的CMOS，是所有集成电路以及分离器件中最被广泛使用的元件结构，于1959年由Mohamed Atalla以及韩裔的Dawon Khang（姜大元）博士在贝尔实验室所共同发明。MOS元件的特点在于，在晶体管的控制端—闸极（gate）金属下方成长一层薄的二氧化矽绝缘层，可利用绝缘层的电容来控制输出的电荷量，同时不会有电流流进闸极。当晶体管尺寸愈做愈小的同时，MOS所消耗的功率愈少，而操作的速度就愈快，成就摩尔定律，也造就今日世界。现今半导体两大存储器分别是DRAM以及Flash（NAND、NOR），DRAM是1966年由IBM所发明，其作用是将电荷储存在矽半导体所制作的电容内，并由电荷电位的高低决定记忆的位元是0或1。但是半导体内的电容很容易漏电，随时得补充电荷以维持记忆状态，一旦关掉电源记忆随即消失，故被称为挥发性存储器（volatile memory）。Flash是非挥发性存储器（non-volatile memory），即使无电源供应，记忆状态依旧保持。其中最关键的结构floating gate，是施敏教授（S.M. Sze）与姜大元博士于1967年提出。此架构是将储存电荷的闸极，完全包覆在二氧化矽绝缘层内，不会有漏电流发生，而电荷是利用量子穿隧效应（tunneling）注入进floating gate。据施敏教授口述，他是在实验室大楼自助餐厅看到鲜奶油蛋糕，在蛋糕内的层与层之间，涂了一层薄的鲜奶油，激发floating gate这个创意。此一重要创举，第一次投稿时却被学术期刊的编辑退件，最后是刊登在贝尔实验室所办的学术期刊内。谈论到施敏教授，必须得提他所着作的《半导体元件物理》（Physics of Semiconductor Devices）一书，该书是是半导体领域的圣经。我在研究所时读的是1981年的第二版，全书有880页。有一整年的时间对我而言，几乎是晨昏定省，从第一章第一节，研读到最后一章完。到后来整本书的封皮都剥落了，有时读累了就趴在书上小憩，书本中难免夹杂个人的汗水及口水。施敏教授是向贝尔实验室申请，全职来写这本书，这本书内容广泛且论述清晰，尤其参考数据非常丰富。《半导体元件物理》不仅是本教科书，也是做研究所需的入门书籍。据他本人描述，所收集的论文数据，堆起来有一个人高度。施教授写书的时候，在他的书桌旁放了一个字纸篓，如果他看不懂的文章就丢到里面。他说如果连他都看不懂，那很难有人会懂了。据统计在美国有4成科学家，其出生地非来自本土，相信在贝尔实验室的比例更高。Atalla出生地是埃及，姜大元博士是韩国，施敏教授出生于南京，在台湾完成大学教育。即便连两位因CCD发明而获得诺贝尔奖的 Willard Boyle及 George Smith，前者也来自于加拿大。惋惜的是在韩国被视为国宝的姜大元博士，不幸于1992年在结束学术会议，返家途中昏倒过世，否则也极有可能获得诺贝尔的殊荣。最后，我们祝贺台积电研发中心的落成及运作，也期望一如贝尔实验室能吸引国际一流人才进驻，引领半导体相关领域的研究，迈入下一个新纪元。 

我在台德合资公司的工作职责之一是策略谈判，譬如技术授权、合作开发、产能保留等合作。每隔一阵子就得和德国的夥伴谈判，协商新的合约。德国公司规模大，连谈判都有专业队伍。主要谈判成员由一个资深的美国人带头，主要负责美洲业务。另外有个英国人，负责欧洲业务；一个日本人，负责亚洲业务。奇怪的是，整支队伍没有任何德国人。经侧面了解，德国人认为自己不擅于谈判协商，所以策略谈判队伍清一色地由外国籍员工担任，这真是自知之明。我过去的个人的谈判经验是德国人思路条理分明，但是想定的事便不容易改变轨道，对于谈判中主要牵涉的利益交换形式也比较缺少弹性。有一次谈判其中主要的商业条件谈判已经完成，只待合约文字敲定。德国公司只派了一个德籍的内部律师来敲定文字。谈了一天，走不了两、三个条款，马上面临跨越不过的天堑，只好要求德方另派代表。一直以来与德国公司的谈判，我们都处于弱势方，没想到对方居然欣然同意这个请求，换了一个奥地利籍的外部律师，这可是要额外付费的。这表示德国人也明显知道他们不擅之处，这是「自知者明，自胜者强」了。也谈一下德国同事们对我们的看法。第一任执行副总在任职期满后，公司高管为他践行。问他对台湾的观感，他的回答是：「似乎台湾工程师喜欢承担一些风险，但是奇妙的是他们总是能完成。」临别无恶言，但是聆听到的弦外之音是台湾工程师—至少他经验过的—比较不一定照「规矩」。我也知道他对于在盖厂之初我们从空无一物的洁净室到装机、接管线、冲管、试机、建立一条单一机台式产线（single tool line），直到产出第一颗工作晶粒（working die）总共只花了92天，看得目瞪口呆的，这当时是世界纪录。总要回到时事，今昔对照。台湾的企业在全球供应链重组的过程中，无可避免的要触及供应在地化的议题。如果在欧洲要选择一个晶圆制造厂的厂址，我的首选是德国德勒斯登（Dresden）。这是上述合作德国公司的主要制造基地，另外还有几个其他半导体公司于此设厂。从业人员、基础设施、供应商群聚等条件早已成熟完备。新闻媒体报导称当地作业员无法接受两班制轮班，从来不是问题。德勒斯登半导体建厂、运作已有多年，自然有当地能接受的运作模式，剩下的只是适应和成本效率问题，这非艰难的管理问题。但是工会的确是个需要慎重对待的问题，尤其台湾企业过去比较少处理这类问题。欧洲的法律普遍注重劳工权益，政府奖励条例也常围绕着聘雇人数来订定。工会本身的作为也经常能影响公司的重大决策。那家德国公司的工会在董事会中就有几个席位，据说是以员工的退休基金取得公司的股权选出来的。一般而言，退休基金要求投资风险较低的标的，而投资自己公司的股票是将所有鸡蛋放在同一个篮子中：公司状况不佳时，工作和退休金会同时受影响。但此为工会在影响力与风险之间的抉择，而且也真的派上用场了。德国公司的CEO最后被走人，报导的原因之一是与工会不睦：CEO不满意德国的高营业所得税，扬言要将总部外迁，这下可惹恼工会。CEO能迁，大部分的员工可迁不了，只好让CEO自己迁了。千万妥善应对工会，要不就终将成为最大负担（liability）。

我曾经服务于一家台德合资公司，经历缔盟、合作、对簿公堂又握手言和的各个阶段。对于德国同事们，我有远较于刻板印象（stereotype）深刻的体验。平地起工厂，待到可以迁入时，几乎所有自己有办公室的德国同事们书架上都满布数据夹。数据夹有几种颜色，连空的文件夹上的标签都预先贴好，彷佛一上任就有一个缺省的工作框架，一切井然有序。在那个尚无云端硬盘的年代，对于文件和数据分类和储存的如此执着，令我惊异着迷，立马学了起来。后来，果然派上用途了：在诉讼的过程中，我找到一份他们没有储存的关键档案—这份文件双方用传真往来，而传真用的是感热纸，用三孔夹钉孔不太顺当，德国同事因而没存留；我却是一以贯之，硬是比他们多存了这一份！这是师夷长技以制夷。说是德国团队，实际上派遣人员（assignees）是以德国人为主的多国籍人员团队，最多的时候合资公司有十几个国籍。这样的合资公司以英文为官方语言，乃理所当然的事，这自然包括公司的规章、数据、文件、档案以及会议语言，贯彻的程度可能超过现在很多正在全球布局的公司之努力。这家德国公司内部当然也使用英语。在它成立的170余年中，曾经设立超过1,000家子公司，并在全球超过190个国家营运，以英文为公司官方语言的政策早已行之有年。但是令我印象最深刻的是连2个德国人之间的电子邮件也全使用英文。有一次，派遣团队的在地最高指挥官执行副总，在一件事情的协商中要争取我的同理心，拿了他的电脑显示他们公司营运长给他的指令：You must support xxx！一连串的电子邮件全都是英文的书信往来。这种严格贯彻到公司最顶层的全球化政策，铭刻到骨子里了。除了驻地执行副总之外，几乎每个派遣人员都聘请中文教师于公余闲暇时间学习，这似乎是公司鼓励的政策。除了全球化的措施外，驻外人员的在地化似乎也是公司的政策之一。进驻厂房之后不久就过年了，然后初五依例祭祀开工。这位执行副总神态自若的加入拜天公的高管行列中。基督徒不持香，却也礼敬如常。据我所知，这是他首次被外派到华人地区，举止却从容自若彷佛预演过似的。后来才知道，这家在全球营运的老牌德国公司，内部聘有几位文化人类学专长人士。除了平常参与各地市场行销、政府关系等与在地文化密切相关的事务外，另外就是为外派人员准备好融入驻地的教材，这已是德国公司行之有年的做法。事实上日本甲午之战后接收台湾时，已先后在1895、1896年派遣伊能嘉矩、鸟居龙藏2位文化人类学家来台湾打头阵，了解风俗民情，做为治理的基础，这比我们时至今日才开始想聘地缘政治专家早了足足一世纪有奇。德国公司先后派了3个女性技术副总来台，先是技术移转、后来共同研发。第二个女性主管的经历颇有启发性。她比另外两位年轻许多，技术根底紮实。除了有时候爱使小性子外，没什麽好唠叨的。大概是她在此地任职的绩效优异，任期满后转任德国公司座落于法国的另一个合资晶圆厂总裁，居然让这厂转亏为盈—在法国欸！值得一提的是她接受的是德国双轨技职系统（duale ausbildung）教育，一面在工厂任职、一面在学校接受课堂教育拿的博士学位。这就是这几年产业界热议的技职教育体系。要设计、执行如此的技职教育体系并不难，不容易的是产业怎麽对待技职体系教育出来的学生。社会及产业必须能公平对待各种教育体系出来的学生，技职体系才有可能生效。这是为什麽德国技职教育屡屡为人称道，而台湾技职教育濒于消失的原因。这家德国公司向我展示双轨技职系统如何奏效的精髓。 

14亿人口的非洲，一年超过2亿支手机需求，这台湾人视而不见的商机，在国内传音的经营下卓然有成。没有人真正探索过前因后果，以及台湾公司为何错过？2000年千禧年刚过，国内宁波出现了名为「波导」的手机品牌，这个在地企业拿到第一桶金之后分裂成两个系统，一个做房地产去了，另一个系统在竺万亿江的带领下，把技术、管销的核心干部带到深圳，并在2007年创立传音，开始了十几年的非洲长征。2008年以后的国内，在北京奥运、一带一路的加持下，华为、中兴开始了新兴国家的基础建设工程，这对希望在新兴市场打下根基的传音而言，是个千载难逢的契机。有了不可或缺的网络电信基础建设，甚至是全套移植自国内的营运模式，这一批国内商人相信，只要找到立足点就可以在荒芜的市场中找到落脚契机。是的，他们成功在不穿鞋的非洲人当中，寻找销售各类鞋子的契机。过去大众媒体报导的非洲，可能是难民外流，危害南欧社会安定的源头，很少人花心思去理解非洲真实的面貌，乡下、边界或许还是待垦荒的处女市场，但在首都等都会区，其实与北非、南亚相去不远。基本上，非洲应该区分为与南欧高度互动的北非，以及自认为不是真正非洲，荷兰人、英国人仍有一定势力的南非。过去传统「Sub-Saharan Africa」的概念是指撒哈拉沙漠以南的荒芜大地，但真正细分的话，还得分为英属东非、法属西非，以及邻近南非的几个国家。传音初唱传音从东非5,000万人口的肯尼亚起步，据说第一年就卖掉400万支的手机，之后从肯尼亚慢慢向尼日利亚、衣索比亚、乌干达扩张。传音采取的策略是与在地代理商合作，联合华强北山寨机的生态系各自发挥优势，也各取所需。来自国内的商人担任大盘商，在地代理、资金、销售，都是由当地熟悉风俗民情的合作夥伴经营。赚到钱之后，这些商人又开始投资房地产，据说苏丹与索马里亚地方势力的不法所得很多进了肯尼亚等地的房地产，如此自己建构一个生态系。这种草莽的商机，台湾人、韩国人做不到，而苹果（Apple）、三星电子（Samsung Electronics）也不愿意降格以求，拉低自己的品牌层次。根据IDC数据显示，2022年第4季，以Tecno、Itel、Infinix等不同品牌销售手机的传音，在非洲市占率已经超过4成，并将事业版图扩张到情况类似的巴基斯坦、孟加拉。手机是现代人不可或缺的生活工具，主打单价200美元以下的手机，买卖方式必然超越西方正规系统的想像，当然也硬挤出一块铁板商机。我想到一句台湾俚语：「鸡卵密密也有缝」，路是人走出来的，国内人在非洲走出属于自己的路，卖零件的台湾人，至少也得知道来龙去脉！ 

苹果日前发表2023年最新iPhone 15系列及Apple Watch系列等新品，就各项产品规格而言，大抵是渐进式的提升，但在占零组件单一成本比重最高的显示器方面，仍然是采用AMOLED，与2023年产品差异不大，比较特别的是第二代Apple Watch Ultra最大亮度提升50%，至于新兴的Micro LED何时能搭载在苹果的智能手表上? 短期内仍然没有迹象。Micro LED号称是终极显示器，因为它具备众多优异显示特性，不但在亮度、对比值、精细度、尺寸范围、反应速度、高效率／低功耗、可挠曲、透明性、内嵌其他传感器等方面的潜力，均优于目前占主流地位的TFT LCD及AMOLED技术，所以产业对发展Micro LED的热度相当高。Micro LED目前真正商品化的应用，是超大型显示器，TFT LCD玻璃基板难以切割出来的100寸以上显示应用，更适合能采拼接方式弹性组合的Micro LED。三星电子（Samsung Electronics）在CES 2023展会中，推出50、63、76、89、101、114与140寸新机型，主打企业行销宣传及家庭电影院应用，价格虽与前几年相较有所下降，但仍是奢华等级，例如北美市场89寸Micro LED TV产品，售价约10万美元。由于电视机用的显示面板并不需要很高的精细度，加上Micro LED TV因量产性低导致单价偏高，对于目前在巨量移转／巨量修复技术仍在发展中的Micro LED业者练兵而言颇为适合。若Micro LED显示器要真正达到大量出货，第一个滩头堡市场应该就是在智能手表。全球智能手表1年的市场需求约1亿支上下，其中苹果的Apple Watch约占半数，苹果若能领先采用Micro LED显示技术，势必能带动小尺寸Micro LED在穿戴式应用市场的起飞。为何智能手表的量产优先顺序，会高于智能手机？一方面智能手表的市场规模仅智能手机的10分之1以下，此外，1支智能手表其显示器需要的Micro LED像素数，仅约智能手机用显示器的15分之1至20分之1，两项因素加乘考量后，明显可见Micro LED切入智能手表应用市场的门槛较低，包括LED芯片厂的投资额、初期量产所需要的Micro LED数量等，后者涉及到良率、量产性方面能否满足初期的市场需求。尽管苹果产品（包括手表、MR等）采用Micro LED的脚步不如原先预期的快，但是其他业者包括友达等，展现出更为积极的态度，预计2023年内要出货给客户智能手表用的Micro LED。其实，友达在车用Micro LED显示器的脚步也相当快，不过，众所周知汽车产业链比较保守，要打入主力车厂的供应链往往需要3~5年的布局及认证，车厂需要先确定其所采用的电子零组件，在可靠度、货源稳定供应能力上没有问题，所以倾向希望友达等Micro LED业者先在消费性电子产品市场开创量产佳绩，之后再应用到汽车市场，毕竟汽车产品的使用周期长达10~20年，车厂会采取比较稳紮稳打的策略。目前市场规模1亿支上下的智能手表，随着个人健康监测需求提升，市场可望持续成长，一旦Micro LED成功切入智能手表之后，预期将成为2030年以前Micro LED显示器最大的出海口。

2023年9月的SEMICON Taiwan会议中，矽光子（Si photonics）技术引起热烈讨论。在9月5日「矽光子国际论坛」中，笔者也受邀与台积电、日月光、工研院、美国Cisco及日本爱德万测试（Advantest）的专家同台，主持人是日月光CEO吴田玉，共同讨论矽光子技术在人工智能（AI）时代中，所能扮演的角色。以下是个人在这个议题中，所表达的看法。众所周知，矽光子技术已经发展超过20年，主要是利用CMOS成熟制程，将处理光信号所需的光导管、调变器、光栅、耦合器，甚至光侦测器等主被动元件整合在矽基板上。目前唯一无法整合进矽基板者，是半导体雷射，因为涉及到不同的材料系统，只能以封装的方法处理。矽光子基板负责将光的信号转换为电信号，此为接收端，发射端就是将电信号经由雷射转换为光信号。由于使用成熟半导体制程，在微小化、整合度、量产的良率，甚至成本都具有优势。再加上使用光信号，对比于电信号，又有着高带宽、低延迟（low latency）以及低功耗的优势。自从光纤通讯在1980年代被引进之后，一直担任信号传输的角色。初期在人类使用数据量还不大的时候，光通讯运用在长距离的传输，如海底光缆、大都会地区的网络。随着数据量的提升，光通讯开始进入区域网络。近来生成式人工智能（generative AI）的兴起，最大的数据产生及传输量是发生在AI服务器之间，因为任何一个大型的模型，都包含数百亿个参数，而每次训练所要花费的算力是惊人的，这些都依赖芯片彼此间的平行运算以及数据交换。拜半导体先进制程之赐，目前处理或计算1个指令，只需要1～2 nsec的时间；但是数据传输速度的增幅，却永远跟不上算力的增加。光是在光纤内运行1米距离会产生5 nsec的延迟，因此AI服务器的算力有相当的时间在等待数据而停滞。若改用电信号来传输，等待的时间就更久了。解决之道当然就是将转换光信号的装置，愈靠近CPU/GPU/ASIC芯片愈好，以改善信号延迟，这中间最好避免掉电路板。因此，co-package optics（CPO）包含矽光子基板，便应运而生。CPO目前主力是放在交换器（switch）内，将矽光子基板与处理电信号IC芯片，以堆叠（stacking）的封装方式结合，再连接上光纤，比邻于各式IC处理器，这就是最靠近及最低延迟的选择方案了。在2000年代中期，IBM在其年度的技术展望（Technology Outlook），特别提出光连结（Optical interconnect）为未来技术的重点。IBM非常自豪于技术上的预测，也表示自己从来没有预测失败过，有的只是发生时间的早晚。彼时并不知道会有AI运算的蓬勃发展，也不清楚半导体的技术会进展到3纳米以下。但是很明确的是，人类在数据传输的使用量会持续地增加，而矽光子技术将在光连结上扮演重要的角色。当时光连结的提出，也不清楚是会发生在芯片与芯片间（chip to chip）信号的连结，还是载板之间（board to board）信号的连结，或者是服务器架间（rack to rack）的信号连结。如今服务器架间的信号连结，甚至于架上的层与层之间（unit to unit），已经广泛地采用光连结技术。而芯片之间信号的连结，已经被台积电的先进封装技术3DIC/CoWoS/chiplet/fabric，使用电信号交换给解决了。接下来的重头戏会是载板之间的信号连结，目前的主力还是使用电信号的连接，至于光的连结就拭目以待。CPO结合矽光子技术，提供AI风潮中提升数据传输速度的最佳解决方式，这对于产业生态链却是一个巨大的改变。传统使用插拔（pluggable）光模块的生态系，并不会坐以待毙。在今年（2023）的全球光通讯大会（OFC）上，linear-drive pluggable optics（LPO）即受到广泛的注意，被视为传统势力的一大反扑。Linear-drive的概念是拿掉插拔光模块内re-timer/DSP功能，而增加在ASIC内信号处理的负担，如此便减低模块内的信号延迟及功耗。因此之故，可以再往前推进1～2个时代的产品，而整个产业生态链不会有太大的变化。如同半导体制程所使用的浸润式DUV微影设备，在不改变DUV曝光机的生态下，又往前推进几个时代，直到EUV曝光机接手。矽光子CPO的时代终究是会来临，若LPO顺利推展，可能会使发生的时间延后。事实上，linear-drive的概念亦可以使用在CPO上，如此不论在信号延迟及功耗上，又会有更佳的表现。本文感谢与郑鸿儒博士的讨论。

在全球供应链重新布局之际，越南成为电子制造加值链的一个新环节，并为越南发展半导体意向增添几分想像。半导体的发展，可以依靠的不是终端消费市场，而是电子系统的大量制造。半导体的几个较发达的地区，从美、日、台、韩、中等无不经历此一过程。如此才有办法解释为何台、韩规模不大的国内终端消费市场，最终撑起如此巨大的半导体产业。越南人口近亿（约9,950万人），倍于台、韩，全球电子制造加值链的移转也是重要新节点。目前越南半导体产业已开始发展IC线路设计，如FAP（Financial and Promoting Technology；一家大型的信息服务公司）与国营的越南电信（Viettel）下的设计事业群／子公司。半导体制造方面已先进入后段领域，英特尔（Intel）已在河内投资封装测试厂，而且宣布将扩大投资。三星电子（Samsung Electronics）的封装测试厂设立于北部太原省（Thai Nguyen Province），2023年第3季已开始量产FC-BGA（Flip Chip-Ball Grid Array）。Amkor于北部北宁省（Bac Ninh Province）设立的封测厂将于第4季开始量产。这几个大厂的设立显现出「北存储器、南逻辑」的格局。至于半导体制造的核心晶圆厂，越南政府在优先次序上是置于IC设计之后的，据说是由于先进晶圆厂投资金额较庞大、生态环境要求比较严格、需要较长期技术累积的理由。但是上述的理由只适用于逻辑先进制程的12寸厂，对于毋需依托于先进制程的领域如半导体功率元件、矽光子等，这些原因并不太会形成巨大的进入障碍，这些领域是可以现在优先考虑的。以宽带隙（wide band gap）半导体为例，目前次产业的形成还在初期，先进者并无太明显的先发优势，加上产业的竞争方向比较倾向于材料的研究，较少竞逐新制程开发，研发经费并不需要在经营体量形成规模经济后才能累积足够盈余、自主研究，因此目前进入此领域也比较有机会在竞争过程中逐渐赶上领先族群。以越南这样一个半导体制造领域的新进者，在目前的既有的条件下应该先做几件事。第一，是立法投资奖励条例。目前越南并无类似的法令，也许有补助金，但是以行政命令补助，与依法规补助，对于投资者的风险评估是天差地别。特别是在目前的世界竞争格局之下，要建立、或者是要重新建立半导体制造能力的国家几乎都动用国家资本、以法令规范行之。补助办法就是一个费时的研究专案，不同的补助办法会导致不同得结果，而且有些是出乎预期的。兼之立法也需要时间，即使越南半导体制造能力发展优先次序排列较后，奖励补助条例依然是马上要开展的事。第二，是提升目前既存的科技园区，或者建立专用半导体园区，直到能支持晶园厂能运作的规格。科技园区是越南行之有年且有成效的措施，譬如Amkor的封测厂就设立于安丰工业园区（Yen Phong II-C Industry Park）之中。但是晶园厂有独特的需求，譬如极稳定的电力供应、特殊气体等。政府预先完成的基础设施对于投资评估是另一项吸引力。第三，是人才培育。人才培育需要先行于产业发展，而且前置时间长。大部分的人才培育需要公权力的运作，这也是马上要做的事。要切入半导体制造环节并且在其中存活下来当然不是容易的事，上面列的也只是必须先行的几项。但是也有要注意的地方：在政府的支持下仍然要保持合理的市场竞争，以刺激整体产业的活力，此乃半导体产业协会（Semiconductor Industry association；SIA）对印度政府的忠告，我相信对越南也受用。