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半导体的经济学思维

半导体产业链可略分为上中下游,愈往上游走,知识所需的层面就愈基础且深入,也愈硬件导向;往下游走所需的知识就愈广泛,愈偏应用及软件。半导体人才的培养彷佛也有上中下游的概念。

最近读了几本关于经济学的书籍,对于经济学家利用逻辑分析、数学模型或田野调查等方法来解释或预测人类或社会的经济行为,如成长、衰退、贫富等,留下深刻的印象。

不免起心动念东施效颦,想要对自己所理解的半导体产业及人才做一番解析。

众所周知,半导体产业链可略分为上中下游,在此上游定义为晶圆制造,中游为IC设计,下游则为系统应用。愈往上游走,知识所需的层面就愈基础且深入,也愈硬件导向;往下游走所需的知识就愈广泛,愈偏应用及软件。半导体人才的培养彷佛也有上中下游的概念。

以前在学生时代,听过老师们提起如何培养一位最适切的半导体人才,就是在大学时念物理,硕士时读材料,最后再攻读电机博士。由理科到工科,也由基础到应用。

先来谈人才的养成。

有不少半导体领域的专家,都是在大学时念物理,之后在博士时转念电机,而卓然有成。前国立阳明交大校长张懋中院士便是此思维下的翘楚,经由物理及材料的训练,最后拿到电机博士,并成为半导体界国际知名学者。

顺流而下似乎是水到渠成,但是逆流而上呢?大学时念电机,而博士研究转攻物理,甚至是理论物理,没有太多成功的案例。

约莫二十年前,台大物理系的招生广告中,曾高调地宣传,当时在台积电任职副总以上人士,毕业最多的学校是来自于台大物理系。最近材料专家彭宗平教授,也在媒体表达了,在园区半导体业很多的主管是材料系毕业的。这些都说明了,顺流而下是趋势,也是个好的选择。

产业界又如何呢?先经过了晶圆厂或IDM厂的历练,转而从事IC设计,而成就一番事业者大有其人。之前在IC设计领域红极一时的晨星半导体,其创业团队就是来自于世大集成电路,从事晶圆代工。但是在IC设计表现优异的公司,转而往上游晶圆制造发展,锻羽而归者却时有所闻。十几年前矽统科技自建晶圆厂,就是个失败的例子;最近又有专攻功率IC设计的公司,在盖自己的晶圆厂。

毕竟IC设计所需的半导体制程技术种类繁多,不是一座晶圆厂就能够涵盖的;此外两者的文化差异颇大,晶圆厂需要严谨的态度及做事方法,要经营的好需要有高的产能利用率,在在都与IC设计的思维不相符。

但是中游的IC设计与下游的系统应用间的隔阂,却不是这麽显着,两者之间存在着既合作又竞争的态势。IC设计公司已不再是单纯地提供芯片,而是要提供一个解决方案。苹果(Apple)就是鲜明的例子,不论是电脑所使用的CPU,或是智能手机内的AP处理器IC,都是自己所设计。近来云端服务业者,也开始自行设计AI的芯片。只要是量够大掌握出海口,且能找到合适的团队,系统应用业者是可以往中游的IC设计去发展。但是也有失败的例子,如不久前OPPO便结束旗下的IC设计公司。

华为这几年受到美国的制裁影响不小,创始人任正非曾公开表示,未来就是要用钱来砸数学家或物理学家,回过头来把自家属于上游的根基做好做稳。

我在美国留学期间,参加过一场光电领域的研讨会,会议最后的问答时间,来自加州理工学院(Cal Tech)的光电大师Amnon Yariv教授,就在黑板上写了马克斯威尔(Maxwell)的4个方程序,然后说所有的解答都在里面。事实上,在电机半导体领域最常使用的欧姆定律,就只占这4个方程序的一小篇幅。

Open AI 创始人Sam Altman最近宣称,要花费巨资自建多座先进的晶圆厂,生产AI芯片。换言之就是由下游,直接挑战上游。经济学有趣的地方在于,永远都会有另外一只手(on the other hand)。有原则就会有例外,这是在处理经济问题,经常会发生的。Altman是否会成功,且拭目以待。

 

曾任中央大学电机系教授及系主任,后担任工研院电子光电所副所长及所长,2013年起投身产业界,曾担任汉民科技策略长、汉磊科技总经理及汉磊投资控股公司CEO。