在魏哲家演讲时，玉山科技协会副理事长卢超群提到，几年前张忠谋带领台积电的重要干部到韩国参加全球半导体大会，张忠谋跟大家说，三星虽然是一只大猩猩，但只要找到要害，还是可以踩到他们的痛脚。我接着提问，这几年台积电的资本支出大概都维持营收的45%，三星晶圆代工的营收大约是台积电的30%，如果三星要以同样的规模与台积电竞争的话，就要投资营业额的150%，这样可行吗？我又问台积电资本支出占营收45%上下，2023年全球晶圆代工商机可能萎缩，台积电会调整资本支出的策略吗？张忠谋曾强调是「Learning Curve Believer」，意思是会在领先时保持投资的步调，让竞争者看不见车尾灯。但未来什麽样的情况之下，台积电会调整资本支出的策略？魏哲家说，台积电资本支出是以两年半做为一个周期，现在的投资是为了两年半以后的客户。真的吗？那为何台积电2022年的资本支出，会从原先规划的420亿美元，调降为360亿美元，我想关键在于短期订单萎缩时，资本支出也会跟着调降，只是魏哲家不会说因为哪些客观条件调降短期的资本支出。全球半导体需求仍然会持续增加，未来汽车只是在四个轮子上挂上超级电脑的移动载具而已，从人工智能到5G，商机无所不在。只是这个世界正从全球化走向区域化，我们期待更安全、更绿、更好的生态系。但这些期待也会带来更高的成本，在游戏规则改变的过程中，三星还是台积电的对手吗？我认为不是，反倒英特尔结合美国政府的政策，比较会对台湾的优势带来致命冲击。前进日本除满足大客户的需求外，如何争取到日本人才也是台积电很重要的考量。日本邀请台积电设厂时，曾与日本客户讨论整套技术移转的方案，但日方认为并无足够的人力条件满足台积电的要求，但可以在日本招聘人力。也许大家看到台积电派了500多人到美国亚利桑那州就职，但没看到日本有200多人在台中厂培训，他们将来都是日本新厂的核心干部，到时候也会整批打包送回日本，我认为台日关系也会有竞合关系，但应该是「合多于竞」。有些问题，魏哲家是「实问虚答」，但企业家与媒体之间的关系本就如此。一个动见观瞻的大企业家，牵涉的是企业与社会责任，公布企业策略需有一定的程序、顺位，媒体人要做的事情是在采访之前做足准备，从企业家演讲的内容中找到蛛丝马迹。在这次的演讲中，我比较明确地知道台积电对日本的投资战略，对美日合作的看法，以及区域分工上的主张。至于其他的说法，听听便可，我也没有太多的意见。

周末湿冷的早上，台积电总裁魏哲家接受玉山科技协会的邀请，以「半导体业的新挑战」为题，做了一个多小时的演讲。魏哲家说他不喜欢演讲，但跟社会沟通是企业的社会责任，面对台大、政大、交大的三个校长，他说土地、电力问题我们得相信政府，但人才的问题有局限性，如何争取到最多的人才，将会是台积电最大的挑战。他希望大学给台积电更多的人才，在场的客户给他更多的订单。听课之前，得先知道魏哲家是个什麽样的人，他是耶鲁的电机博士，在意法半导体、德州仪器、特许半导体都待过，但以前一家公司不超过5年，台积电却一待就是25年，他当然看到了台积电的不同之处。他特别强调找工作要先选老板，他有一个很棒的老板，这是他留在台积电的原因，那麽我们来谈谈台积电在时代交替之后有哪些不同？我从张忠谋多次的演讲，以及私下的互动中，大致可以理解张忠谋是个大开大阖，对于企业核心价值、竞争力有很明确定位的老板，我想魏哲家也传承了这样的核心价值。对魏哲家而言，最大的挑战是在未来的大格局中，找出与张忠谋不同的经营策略，而「区域分工」可能是个不错的切入点！魏哲家说，未来全球社会最大的挑战将会是「信赖」的问题，过去半个世纪，在全球化的浪潮中，各类型的合作，其实背后都是相互的信赖。但在大国相互竞争的新局下，彼此间的信赖关系正在被侵蚀中，在区域分工的新潮流底下，每个国家因为害怕，都想建立自给自足的系统，而半导体更是大家争取的关键项目。Can it be real?  美梦能成真吗？几乎所有中大型国家都想建立自给自足的供应链，而供应链的核心就是半导体，那麽是不是每一个国家都适合发展半导体呢？答案当然是否定的，如果我们知道台积电美国厂需要的硫酸都得从台湾进口，我们对于台湾半导体业的竞争力就更有信心了，但也唯有在转变的过程中，其他人才会有机会。「No shortcut」就是魏哲家给的答案，台积电要跟很多家业者共构才能建立半导体的生态系，也许日美联手希望在5年后能够量产2nm的技术，但从10nm开始到7nm、5nm、3nm的过程，到底怎麽进行呢。魏哲家不认为有哪个国家可以走出捷径，弯道超车可能得买保险，我也认为想在弯道超车，资源不足、策略偏离的情况下就更容易出现弯道翻车。但这个世界也是这样改变的，所有的创新可能来自意想不到的突破，这些意图不过是一种尝试，但没有尝试，就永远不会有机会。领先者不敢掉以轻心，追逐领先地位的竞争者，也要有勇气，这才是产业的常态。 

三、关于负极材料，锂离子电池的负极材料是石墨，钠离子由于尺寸大，无法嵌入石墨中，如果要用石墨则必须提高石墨的层间距离，此举显然会增加制造成本，同时降低负极的结构稳定性，而且技术可行性低。钠离子电池最好的负极材料是无定形碳，分为硬碳（难石墨化碳材）和软碳（易石墨化碳材），硬碳被认为是最好的负极材料，其在钠离子电池的单位能量密度比较高，约为200~450 mAh/g，而石墨在锂离子电池的能量密度为375 mAh/g，性能上是可以互相媲美的。惟其价格很高，大约在10万至20万美元/吨之间，这是钠离子电池往后在普及化时需要进行成本优化的一个关键。（请参考表3）表3. 负极材以硬碳为主流(b)石墨：3~7万美元/吨；硬碳：日本进口约20万美元/吨。四，关于钠离子电池的性能，它没有「过放电」的问题，理论上可以放电到0 volts. 而锂离子电池是不能够被完全放电的，如果锂离子完全脱出，那麽负极石墨的层间结构可能会坍塌影响锂离子的二次嵌入。其次是钠离子电池低温性能是远优于锂离子电池，在零下20度依然保持90%以上的供电保持率，在零下40度依然还有70%以上的保持率，在冬天里电动车的无法续航问题将不复见。五、钠离子与锂离子电池的「电解液」相同，都是采用碳酸酯类的有机溶剂，但是「电解质」的选择就有所区别，钠离子电池同样也可以采用类似于锂离子电池的六氟磷酸锂，采用六氟磷酸钠。目前产业都在推行电解质的无氟化，钠离子电池可以采用成本更低的高氯酸钠。氯酸钠也一直是被视为钠锂离子电池的标准盐且非常的便宜，对于大规模储能的应用来说的是非常合适的。但是因为高氯酸盐是强氧化剂，溶于有机物质会产生强烈的化学反应，所以无论是高氯酸钠还是高氯酸锂都还没有真正成为电解质的首选。六、前面我们提及钠离子电池的电导率更高，扩散能力更强，此即意味着他的倍率性能越好（C-rate），现在的钠离子电池至少具备3C的充放电倍率，功率输出会更强，大功率快充速度也会更快。但能量密度是比较关键的因素，如果能量密度也低的话，为了实现同样的续航力，可能要多增加几个模块。钠是周期表第11号元素，原子量是22.9g/mole，它在氧化还原反应中只能携带一个电荷，与锂元素为6.9g/mole的原子量携带一个电荷相比显然不占优势。从实际产品来看到钠离子电池目前能量密度普遍在100~150Wh/kg左右，锂离子电池为120~180Wh/kg，彼此间还是有差距的。但是随着对于正极材料的开发，钠离子电池能量密度们也会持续提升，如果能够做到跟磷酸铁锂一个水准，应该就具备了独立驱动电动车的资格。七、未来的策略是要把钠离子电池与锂离子电池整合起来，组成一个混合电池来间接降锂离子电池的成本，在可见的一段时间内，大家应该还是不放心纯粹使用钠离子电池来驱动车辆的。再考虑安全性能这一点，钠离子电池遭遇短路时瞬间发热量比锂离子要小温升较慢，因此相对安全一点。此外，钠锂离子产生枝晶的概率相对较低，所以能进一步增强安全性，但是负极上被还原出来的金属钠如果遇水的话也会引起起火爆炸，所以它只是相对安全一些。整体来说钠锂子电池在正负极材料电解液的研究上，还有很多的节点需要进行优化，当然这个难度主要体现在动力电池的运用上。如果是大规模储能系统的话，成本是第一要素，此时他它的竞争对手是铅酸电池而不是锂离子电池，笔者的结论是比较保守的，我不认为钠离子电池能够取代锂离子电池，与锂离子电池的搭配使用来降低整个电池组的成本反而较为可行。（图2）图-2. 钠电池未来应用场景，取代铅酸电池后续切入储能与低速轻型电动车市场一个重要观点是：动力电池之间竞争的核心一定是性能而不是成本，一定是先有性能再降低成本，而不是先降低成本再来提高性能。 如果仅仅为了成本而放弃性能，这就有点本末倒置了。本文参考Youtube「大刘科普」数据，并感谢林琮佑先生提供第四届产业论坛电「池技术发展与布局」相关数据供参考。以下提供钠离子产业链及上下游供应链(a)，供参考。  

计算机能变得很好用，编译器（Compiler）及操作系统（Operating System）的发展功不可没。操作系统管理计算机或移动设备的软件和硬件功能，让所有应用和程序能顺畅运行。桌面运算装置最常用的操作系统包括微软（Microsoft） Windows及苹果（Apple） macOS。这些操作系统的功能复杂，很多原理归功于1960年代电脑科学家的努力。1965年时，贝尔实验室（Bell Labs） 、奇异电子（General Electric）和麻省理工学院（MIT）合作建立一套多使用者（Multi-user）、多工（Multi-processor）、多层次（Multi-level）的操作系统，称为MULTICS， 主要贡献者是「分时处理操作系统」之父柯巴托（Fernando José "Corby" Corbató, 1926~2019）。因计划的工作进度延迟严重，MULTICS在1969年终止。当时参与计划的汤普森（Ken Thompson） 在MULTICS写了一款电动游戏程序「星际旅行」（Space Travel）。在MULTICS打烊后，为了能继续玩这个游戏，汤普森找来瑞奇（Dennis MacAlistair Ritchie, 1941~2011），发展出一套更有效率的操作系统，称为Unix。这套操作系统后来成为主流，广泛的被各种电脑采用。在Thompson 及 Ritchie获得图灵奖（Turing Award）的次年（1984年），贝尔实验室的技术期刊《AT&T Bell Laboratories Technical Journal》编辑一期特刊，专门讨论UNIX系统。1984年这一期特刊，具有纪念性，成为我的珍藏版。为此特刊撰文的作者都赫赫有名。当中写Preface的 Robert L. Martin 是我在Bellcore时的大老板，而Robert H. Morris则为现任IBM的全球服务副总裁，他于2010年来台湾，颁发IBM Faculty Award 给我。近年来，超级电脑业者打破「高速计算」必须透过一部高速运转的超级电脑来执行计算工作的思维，而操作系统更加重要。2008年4月克雷公司（Cray Inc）开始与英特尔技（Intel）术合作，用Xeon处理器及刀锋系统设计来打造超级电脑，称为Cray CX1。这种蜕变的高速计算，称为「高端计算」(High-end Computing)。以多部CPU进行高端计算，原理是平行理论（Concurrency Theory），早期的主要贡献者是米尔纳（Arthur John Robin Gorell Milner, 1934~2010）。我于2014～2016年间在科技部督导超级电脑的建置，了解其技术的复杂度，更能体会过去计算机先驱者的贡献。 

我常说国内的黄金十年是2008~2018年，2008年的北京奥运让国内人的自信爆表，而智能手机的出现，NB供应链的经济规模，让国内能以NB、手机产业的基础，建构红色供应链。但国内也必须面对人口红利衰退、生产自动化的问题，国内的改变，也可以从生产工厂引进机器人的进度，以及很多本土的机器人制造公司都在2014年以后崛起的趋势中看到端倪。据DIGITIMES研究员白心瀞所做的调查报告指出，2021年时，「制造业」每1万名制造业员工，对应的「工业机器人」使用台数比重最高的是韩国，韩国每万人有1,000台机器人；台湾排名第八，每万人276台。而国内以322台排名第五，更可怕的是国内机器人总装置量是26.8万台，这个数字是全球总装机量的51.8%，而2021年装机量的成长率更达50.6%，其中有26.8%分布在电子业，18.9%分布在汽车业中，锂电池也有9.6%的装机量。这几年世界各国对于「红色供应链」有新的理解，闻泰、立讯、联宝、比亚迪等国内制造厂以承接世界级订单为目标，甚至相继接手台商在国内的生产基地，加上国内在锂电池等相关领域，甚至引领全球，红色供应链已经可以是最足以影响世界的生产体系。其次，国内本土的机器人产业以轻量型、低端机器人为主。疫情之后，国内当地的机器人产业，搭上产业复苏的商机，国内国产机器人在全球市占率已经高达31%，而全球前10名的机器人制造商却没有任何一家台湾公司。在机器人的关键零件中，伺服马达、减速器、控制器占了过半的成本比重，在垂直多关节机器人中，国内的埃斯顿、埃夫特、遨博都已经可以自制关键零件，甚至价格仅有德日品牌的七五折。国内机器人产业之所以异军突起，就是在2015~2019年间大量购倂欧洲厂商，例如工业机器人四大品牌之一的德国Kuka，现在是美的集团旗下企业。2020年之后，国内的购并活动受挫，但华人原本就是商业嗅觉非常灵敏的族群，除了技术不断的因为市场需求而精进，遨博等公司甚至针对客户需求量身定制，提供按摩＋热敷的服务。千万别低估国内人的潜力，加上国内本土市场可以培养在地业者的商机，如今国内厂商在贸易大战的压力下，相互支持、取暖的行为，更会影响未来的生态系，只要国内学会了，就不能忽视他们的竞争力与存在的意义！ 

2022年12月上旬多则报导宁德时代拟于2023年量产钠离子电池，似乎其效能已可与锂离子电池并驾齐驱，又颇具价格竞争力，钠离子电池会不会取代锂离子电池统治电动车市场，市场是否要变天了？以下我们来深入了解钠电池的各项指标。国内企业如宁德时代，国轩高科、忆纬锂能、比亚迪等都在研究钠离子电池；甚至已有几家企业准备量产，笔者觉得即使真的那麽快能够装上电动汽车，但要能独立驱动电动车还是有一段距离，那为什麽钠电池会突然这麽火红呢？钠离子电池火红的原因有三：电池级的碳酸锂价格持续高涨，且价格掌握在产出国手中，国内70%以上的锂依赖进口，因此有必要寻求一个触手可及且平价替代产品。钠锂子电池与锂离子电池基本原理上可以说是相当雷同，现有的锂离子电池技术体系绝大部分是可以平移到钠锂子电池的，比起开发一个全新的电池，其成本更低耗时更短。目前锂电池的安全性及部分缺点，似乎可经由钠锂子电池来彻底规避或克服，综合考量其技术可行性与成本差异，与其死守锂离子电池，不如换条途径。锂离子与钠离子电池可以说是一对孪生兄弟（请参考钠电池工作示意图），都是靠金属离子在正负极之间来回穿梭，早在70年代的两种电池就同步被发明出来，但是在后期发展过程中钠锂子电池没有找到合适的负极材料，但锂离子电池的正负极材料、隔离膜、电解液等方面均获得了技术突破，并在1991年被Sony商业化了，至今锂离子电池已经进入量产阶段，加工，生产，封装技术都比较成熟煞。然而，把锂离子换成钠离子就同样可以量産了吗？是可以，但是这样生产出来的电池是无法单独用来驱动电动车的。钠锂子电池能否取代锂离子电池？我们由七个方向进行探讨：一、钠离子的绝对优势就是成本。正极的原材料碳酸锂近日价格是57万美元/吨，而碳酸钠的价格不到3千美元/吨，而且钠盐有着更出色的电导率，所以降低电解液的浓度时也降低了成本。同时钠离子电池的正负极都可以使用铝，成本可再压低。如果钠离子电池能够做到跟锂离子电池相同的效能，电动车的价格应该可以降低50%。二、钠离子电池并非单纯的替换一个锂离子即可，在正负极材料有相当大的改变；与锂离子电池正极材料类似，有3类：第1类是「层状过渡金属氧化物」（layered transition metal oxide），如锂离子电池中某某酸锂（镍/钴/锰/酸锂）等，钠离子电池对应的是某某酸钠，所使用的过渡元素包括锰/镍/铬/铁/钛/钒等。但是与钴酸锂并不一样，钠离子的单层金属氧化钠并不稳定，所以必须要掺杂其他金属，形成多元材料才能更加稳定，譬如英国有家公司采用锰/镍/钛/镁四元层状结构，能量密度达到160Wh/kg；又譬如国内某家公司采用的是铜/铁/锰三元方案，能量密度可以做到135Wh/kg。第2类正极材料为「普鲁士类化合物」即为过渡金属六氰基铁酸盐，化学式如下NaxMa[Mb(CN)6]，Ma={Fe, Mn, Ni}，Mb={Fe, Mn}，这种材料的结构开放性比较好，更加有利于钠离子的嵌入与脱出，但是由于一些副作用其稳定性和循环效能还是需要再改善。宁德时代对这种材料深入研究，经过测试新研发的材料其电池能量密度可达到160Kw/kg。第3类是「阴离子化合物」NaxMy[(XOm)n-]z，M为多价态的金属离子如铁/钒等，X为磷/硫等元素。这种材料呈现出3D网状结构，工作电压高循环效能较好，但是能量密度比较低。以上三种正极材料各有优劣，而且都有厂家在研究，最终哪种会形成主流目前还不得而知。表2. 正极材料三条路线各有千秋，层状氧化物有望率先应用（文长待续）

在玉山科技协会年终的晚宴上，我与宏碁总经理施宣辉比邻而坐，施宣辉说DIGITIMES应该不受产业景气的影响吧？我说是的，关键不是市场景气，而是有没有能力理解产业趋势，布局三年以后的市场需求，提供企业需要的特定服务。前几天与AsiaYo的创始人郑万亿刚有个将近2小时的对谈，AsiaYo是一家跨国网络民宿预订平台。2019年COVID-19蔓延时，公司业绩暴跌90%以上，甚至原先预付的订购款项都得退款，公司几乎破产。我问AsiaYo是如何度过难关的。郑万亿刚说，财务透明，所有的员工都知道得节衣缩食，才可能度过难关，而平常累积的客户数据与信赖，让AsiaYo转型发展防疫旅馆与露营事业。现在国门逐渐开放，投资人也看好AsiaYo，募集资金已经有2,000万美元，浴火重生的企业更具韧性，我们也乐见AsiaYo在疫情之后可以展翅高飞。知识服务业的员工，价值来自于比客户更了解自家产品的特质，适时地提供策略性的建议。在《隐形冠军2.0》书中特别强调接近客户、提供顾问谘询服务是隐形冠军成功的关键，我深以为然。这些员工不会凭空而至，适当的历练、时间都是关键，没有三、五年的经验，在我们公司的服务体系中，很难成为关键的环节。现在先投资，才能「以虞，待不虞」。再以电子业需求为例，ICT产业供应链正从国内转移到东协南亚国家，企业除了需要掌握越南的生产基地之外，与东协南亚国家的合作，要跳脱传统的格局，或者有更广泛的知识。例如，越南的生产基地，初期只是广东供应链的延伸，因此集中在北越，但消费电子、网通设备、工业电脑等可能会往胡志明市的南越移动。前往印度时，不是只看劳动力便宜与否，还得研究车用电子与半导体的商机。如果知道印度的汽车市场一年有400万辆、两轮的摩托车有2,000万辆的商机，一旦印度汽车市场转移到电动车时，商机到底会有多大？此刻正是我们研究印度商机最好的时刻，但谁愿意先做这件事呢？零件上游原厂愿意帮下游的客户多做研究吗？只要台湾早点掌握信息，也就可以「以虞，待不虞」。未来两、三年，大家不要期待景气突然翻转，但对台积电、联电，甚至刚刚想投入半导体业的富士康而言，趁着景气低迷，各国提供补贴时进行大规模投资，也符合孙子兵法：「以虞，待不虞者，胜」的法则！

台积电是护国神山，不仅在事业经营绩效上成为全球典范，在无形的人民自信、国际能见度上都让台湾露脸了，只是台积电一宣布后续的400亿美元投资计划，舆论界的正反意见都炸了锅。对政府而言，这个政策不可能两面讨好，但这也是展现政府政策走向与应对能力的机会。做好准备，勇敢地做出决定，不必害怕！延伸报导国科会将成立「审查小组」　确保「关键技术」根留台湾400亿美元到底意味着什麽？GDP的组成包括政府支出、贸易盈余、民间消费与投资，如果以台湾GDP总量约是8,000亿美元来估算，这笔投资金额大约是台湾GDP的5%，当然这不是一年之内要兑现的投资计划，大家更关注这是美国釜底抽薪，取回供应链的主导权，还是台湾半导体国际化的体现呢？明白张忠谋说：「全球化几乎已死」，我的理解是集中于国内大量生产的时代已经飘然远去，未来是区域市场与分散型生产体系的时代。在美国的投资是北美布局中的一环，针对欧洲、亚太，台湾的半导体业也得有一定的主张，政府政策也不是个案审查，而是通案的理解与协助企业布局新的全球化战略。两岸波涛汹涌，半导体到美国设厂这件事，我们有没有长远的国家战略，短期内有无正确的审核机制。此案的审查机制可能横跨几个部会，但真正的主力应该还是经济部底下的投审会、技术处、工业局等单位。问题是低端的局处机构，在进行专业审核时，就算有专业能力，如何与社会沟通恐怕也是个挑战。过去大家缺乏分层负责的观念，立委质询经常要求部长回覆，日积月累，很多局处长级官员总是以「一切荣耀都归于主」来回应到底谁在负责！其次，针对重大议题，政府会组织专家委员会，这些专家不能只是技术专家，还要考虑了解产业结构的专家、经济学家该扮演什麽角色？专家的意识形态会是关键吗？如果执政党要求「政治正确」，那也要跟社会沟通，保证参与审查的委员会跟美国官员一样按着圣经发誓，会以国家利益为优先考量！这件事专业审查仍应该由局处长级官员提报意见，政府该做决定的别甩锅，民间舆论骂人很容易，提出一个适当的解决方案，很难。因为公协会通常不具备「智库」的功能，又有过多的经费来自政府委办，钱从政府来，就只能跟财团法人研究机构一样服从政府领导，过去官商、官民不分的体制，如今正饱嚐苦果。大趋势已定，政策就是政策，何必遮遮掩掩！

台湾是服务器第一大生产国，台商生产的服务器用在全球的数据中心，市占率高达92%，而且在不景气声中，服务器仍然可以期待小幅成长。

周末一早出门去台积电帮年轻人讲课，这是我第14次的台积电授课经验。常去跟台积电讲课，在独家新闻、广告行销上会有好处吗？不会，如果会的话，那台积电就不是台积电了！