半导体产业能在臺湾开花结果，其实是个美丽的偶然。1970年代的臺湾风雨飘摇，退出联合国，与美日断交，产业仰赖的是加工出口区的廉价与优质人力。联发科董事长蔡明介在参加RCA計劃之前，就是在加工出口区工作。第一个做二極管，且在臺湾成为第一家上市电子公司光宝創始人宋恭源也是，他们都是在那个困难的时代，成为产业发展的英雄与见证人。第一代参与RCA計劃的前辈都成了英雄，1980年代，日本在广场协议的压抑下，给了臺湾与韓國半导体产业上的发展契机。基本上，臺湾的半导体业是本土型产业，所有的战略思考可以专注于臺湾的竞争力。新加坡则不然，新加坡一方面把制造业维持GDP在25%以上当成国家目标，小国寡民的新加坡，要发展科技产业必定要仰赖外力，基本上臺湾是因为成果丰硕，各国争相礼聘、邀约，是「Inside-out」的产业议题。新加坡没有本土工业，却有9座晶圆代工厂，这些来自海外的企业设厂，基本上是「Outside-in」，但不能说新加坡半导体业是「无根」的产业，新加坡的贡献在于「把公务当成商务在运作」，政府的公共服务就是贡献，也创造非常杰出的产业价值。李显龙说：「新加坡将在中美两强中找到最恰当的平衡」，一旦政治上取得平衡，就可以取得在商业、经济上最大的利益；而经济上的连结，也可以促使新加坡以小国周旋G2两强之间。但新加坡行，臺湾为何不行？限制在哪里，不如新加坡的内涵是什么？臺湾受到中国制衡，导致政治上的分歧与不安定，外籍学生、人才流入的意愿、数量都受到影响，特别是东协的华人，在2000年以前并不喜欢刚从动乱中脱胎不久的中国。2000年之后，两岸都加入世界贸易组织（WTO）的同时，中国采取更开放的外资政策，但臺湾却开始「Inward-looking」的政策，争执臺湾是不是华人的政府，让华侨不再视臺湾为母国。在大环境的现实下，臺湾只会愈来愈小，连召募海外工程师、学生都受到影响。相较于新加坡的务实，臺湾似乎很不识相的与国际大潮背道而驰。臺湾能找到与国际结盟的可能方案吗？全球念电机、资工的科技人才是有限的，而臺湾是最成功的典范，只是缺人、少地的臺湾，真的能够再创奇迹，更开放、具前瞻视野的产业政策将会是成败的关键。

相较于其他产业，IC设计业对于少子化与本土科技人才不足的感受显然更为深刻。根据DIGITIMES调查，印度当地雇用的IC设计人员是5.6万人，美国是8.6万人，中国是12.1万人，臺湾是4.7万人。事实上，印度没有IC设计产业，所有的IC设计人才是帮各国大厂打工的专家、工程师。包括高通（Qualcomm）、英特尔（Intel）、三星电子（Samsung Electronics）、联发科都在印度当地有庞大的研发团队。类似MindTree这些当地的业者，也不是真正设计产品在市场上销售的半导体公司，而是为外籍业者打工的外包服务商。缺乏资本市场的支撑，印度人才楚材晋用，但这个大趋势正出现松动。在美中贸易大战的氛围中，国家结构与中国相近的印度显然成为最主要的制衡者、受益者。1980年中国改革开放之初，中印GDP的经济总量相去不远，但现在中国GDP总量超过印度6倍以上。研究中国崛起、以中国为假想敌的印度论述，成为印度菁英社会的显学，过去7年印度所得倍增，主要城市的交通等基础建设已经大幅改善，加上美国在制衡中国崛起的过程中，偏好印度、善用印度也是必然的作为。印度政府以培养IC设计人才为基础的C2S（Chips to Startup）計劃，将在2022~2026年间培养8.5万名IC设计工程师。近几年，印度积极以PLI計劃引领外资到印度设厂生产，印度手机的进出口，已首度在2022年出现顺差。而臺系的富士康、和硕、纬创生产的手机贡献过半的数据，显示从中国往外移动的生产轨迹，正从东协的越南、泰国往印度延伸。印度的ICT产业供应链会从手机、NB延伸到半导体吗？过去几年，大家谈到印度建立半导体工厂的計劃都嗤之以鼻，但预期在2030年时，GDP总量将超越日本、德国的印度，国家战略不会是单纯仰赖外资的消极作为。臺湾的富士康、力积电都表达了兴趣，而印度方面也放话，将在近期宣布更具体的半导体产业战略，甚至传言臺积电也有印度計劃。产业信息真真假假，但三年疫情肆虐期间，印度的軟件代工业与臺湾NB制造业都是「Work from Home」的受益者，印度机场、高速公路、现代卖场，甚至整片的智能城市在郊区如雨后春笋般的出现，与5年前、10年前相比已不可同日而。加上穆迪政府的积极态度，10年之内，印度必须被视为全球半导体业重要的角逐者，甚至可能是继中国之后，真正有实力角逐国际市场的要角。

负责执笔臺湾IC设计产业白皮书的DIGITIMES副总经理黄逸平指出，中国营收达1亿美元以上的IC设计业者比臺湾更多，两岸在2020年前ISSCC论文数量差距不大，但现在中国业者遥遥领先，这些都是中国崛起的例证。两岸的IC设计业者中，龙头企业是联发科，2022年前三季的营收，也只有臺系的联发科、瑞昱、联咏超过30亿美元，在两岸IC设计前20大公司中，臺湾的三大业者维持领先。但臺湾业者当中，挑战比28納米更先进制程的公司很少，相较于中国全力发展半导体业，且从成熟制程到先进制程全面出击的产业发展战略，首当其冲的必然是臺湾厂商。美国施压，进行多重管制，一方面让臺商有了喘息空间，但另一方面中国业者必然在成熟制程上积极发展，实行进口替代，加上中国政府的补贴政策与蓬勃发展的手机与EMS制造业，中国的威胁显而易见。例如，用于智能电视、Android平板、真蓝牙无线耳机（TWS）、機頂盒等消费电子SoC，及显示驱动IC、电源管理IC、类比信號处理元件等，中国新兴设计业者都虎视眈眈。加上臺系业者大多规模较小，如何汇整资源，成为臺湾IC设计业者严厉的挑战。如果大趋势没有改变的话，到2026年时，臺湾IC设计产业全球市占率，将从目前的18%下跌到17%，而中国将从现在的15%提高到18%，成为全球IC设计业的第二大国。以上的假设是基于目前的产业环境来预测的，但中国挑战并不小于臺湾。超过12万名的从业人员，却只有315亿美元的设计业产值，显示中国的人力效率与单位产值不高。而太多缺乏实绩的业者分享产业资源，加上政府优渥的补贴，当然会形成过多资源追逐有限人才的弊端。与臺湾最大的差异是，在美中贸易大战的氛围下，中国必须更仰赖本土市场，臺湾过去以中国当地市场与来自欧美客户的OEM商机并行，红色供应链能否维持过去几年的成长动能，也将影响中国IC设计产业的发展。其次，汽车与工控用途的商机也是业者关注的新焦点。过去20年是中国基础建设的黄金机遇期，加上一带一路的需求，给了工控业者极大的商机，但基础建设已经接近饱和，以国内商机挹注产业发展的时机已过，这是中国业者的挑战。再者，2022年全球电动车的总产量接近1,000万辆，其中，中国业者贡献高达59%，如果大趋势不变的话，中国必然成为全球电动车生产大国，也可以顺势带动相关半导体的需求。从2023年初以来，中国生产与出口的电动车出现多起品质的疑虑，加上国内市场无止境的杀价竞争，中国的车用半导体产业显然出现裂缝，这是中国IC设计产业发展上的隐忧。简而言之，中国不再拥有「外卡」，未来参与国际市场的角逐时将面对真刀真枪，甚至反向的制衡，在没有国家保护、失去国内市场优势的中国业者还能出线吗？这些都是产业发展的未知数。

不久前，国际半导体产业协会（SEMI）总裁马诺查（Ajit Manocha）在印度举办的「亚洲经济对话论坛」（Asia Economic Dialogue）中说，未来50年仍是半导体的时代，我深以为然。半导体动见观瞻，而IC设计业更是未来应用驱动时代，引领跨产业连动的关键产业，这个产业美如天边的彩虹，除了美国之外，仅臺湾占有一席之地。韓國半导体业的营收是1,008亿美元，占全球比重高达18%，关键在于三星电子（Samsung Electronics）、SK海力士（SK Hynix）在存儲器市场与IDM型态的高额市占率。但韓國的IC设计业，2022年总营收仅有28亿美元，相较于臺湾有400多家IC设计业者，398亿美元的营收，其中近百家已是上市柜的公司，甚至有3家名列全球前十大厂，臺湾遥遥领先，堪称硕果累累。韓國的人口是臺湾的2.15倍，但臺湾IC设计业的营收却是韓國的14倍，关键在于韓國电子制造业过度集中于少数几家业者，韓國在地IC设计业者的商机无法与国内产业共创、共荣，而臺湾却拥有庞大的电子制造业。光是2022年，包括富士康、和硕、纬创、广达、仁宝等500家上市柜的电子产品量产制造业者，背后5,000亿美元的产值，创造将近4,000亿美元的零件需求，这些本土业者的需求，是臺湾IC设计业者发展的温床。臺湾电子制造业本身规模庞大，在全世界前30大EMS制造厂的营业额中，臺商贡献率超过7成。NB、手机这类产品的BOM零件材料成本接近8成，臺湾产业拥有先天优势，但也因为过度集中于电脑与手机，在产业往电动车等多元应用发展时，也面对新的压力。臺湾IC设计业的隐忧，可以从IC设计走跌的全球市占率看出来。臺湾市占率从2012年的20%，跌到2017年的19%与2022年的18%。如果缺乏有效、具体的措施，DIGITIMES估计到2026年时，市占率还会进一步跌到17%，甚至可能会被中国的18%所超越。全球半导体市场5,751亿美元的规模中，有33%进入电脑运算产品，臺湾擅长NB、服務器，加上35%归属于手机为主的通讯产业，臺湾也是全球主要的代工厂，因此臺湾IC设计业在NB、服務器、手机的數字IC项目上也有近水楼台的优势。但在物联网大趋势下，应用驱动的新格局，将给臺湾IC设计业带来新的压力。汽车、工控应用、军用的商机，都是臺湾IC设计业者相对陌生的领域。在繁荣的背后，臺湾IC设计业有很大的隐忧。

ChatGPT横空出世，推动人工智能（AI）更大的浪潮，也革命性地改变旧有技术。例如人工智能在麦克风增强应用方面扮演重要角色。结合自然语言处理和AI技术，麦克风可进行多种创新应用，包括语音识别、情感检测、声音分析、噪音消除和多语言翻译等。麦克风是Emile Berliner发明的语音输入装置。早期麦克风主要用于录制黑胶唱片。贝里纳成立留声机公司Gramophone，并以画家Francis Barraud的作品《His Master’s Voice》作为商标。商标中的小白狗名叫Nipper。Nipper有一次发现一部留声机，充满疑惑地歪著头打量，这个情景被Barraud捕捉下来，成为Gramophone的商标灵感。1901年，Berliner在美国成立胜利唱机公司（Victor Talking Machine Company），后来被收购并更名为RCA（Radio Corporation of America）。图一：Emile Berliner（1851~1929）。林一平 麦克风技术的后续精进归功于David Hughes。Hughes在1878年对爱迪生麦克风的音量做出重大改进，并申请专利。这项发明在1920年代仍在不断改良，最终演变成大众今天使用的碳粉式麦克风。作为一名音乐家，Hughes的麦克风发明还挽救长笛在爵士乐中的地位。长笛的音量较小，当与其他乐器如小喇叭或萨克斯风一起演奏时，往往会被掩盖。因此，长笛通常只能在音高较高的部分做些装饰性演奏，让听众勉强察觉它的存在。有了麦克风的帮助，长笛的可用音域得到显著扩大，终于能在爵士乐演奏中大显身手。笔者的研究团队正发展麦克风的AIoT技术，称为MusicTalk，希望利用AI技术改善麦克风产出的声音，其关键在于运用音律的原理。音律的原理是谁发明？应该是十六世纪朱载堉。朱载堉是明宗室郑恭王朱厚烷嫡子，发明演算法将八度音切割为十二等分，并制造出新法密率律管及新法密率弦乐器，是世界上最早的十二平均律乐器。理论很难，做法却简单。在调整琴弦时，将第一音弦的长度除以密率（亦即2的十二次方根），就可得到第二音弦的长度。以此类推，到达第十三次时，就会得到一个完全的八度音。远传饶仲华博士与笔者曾写过一篇论文，设计手机音乐语言，可以调整手机麦克风收音后的优化，其音律校正，源自于朱载堉的理论。图二：朱载堉（1536～1610）。林一平

2022年全球半导体市场是5,751亿美元，这个数字仅包括IC设计与IDM两种类型的业者，但如果涵盖晶圆代工、封测、设备、材料、EDA/IP在内的周边生态系，整个半导体产业的总产值，其实接近1萬億美元。从市场面看臺湾，臺湾的影响力只有8%，但如果涵盖半导体市场与整个供应链，臺湾的比重超过17%，而且在先进的芯片制程上领先全球，这才是大家所熟悉，产业实力仅次于美国的半导体王国「臺湾」。2022年整个臺湾半导体业的产值是1,748亿美元，这个数据来自臺湾上市柜的半导体公司产值，并不包括外资企业在臺湾的营收。如果包括美光（Micron）、ASML、应用材料（Applied Materials）或EDA等周边公司的营收，臺湾半导体产业的影响力比大家理解的还要更高。臺湾半导体的主力产业中，晶圆代工的产值是909亿美元，占臺湾半导体产业产值的52%；封测贡献226亿美元（13%），而IC设计业的产值是398亿美元，是整个半导体业产值的22.8%。臺湾的优势在于相互支持的产业生态系，小国寡民的臺湾，反倒因为「小」而成为产业效率最高的国家。此外，IC设计业在臺湾总体GDP中所占的比重是2.4%，虽不如半导体制造业的6.8%，但仍高于电子产品量产制造业的2%。富士康、广达、和硕、仁宝、纬创为主的电子产品量产制造业，以生产NB、手机、服務器、工控设备为主，更创造了庞大的零件需求。以上三者加总，整个电子业对臺湾GDP的贡献率高达11.2%。在经济成长动能上，臺湾电子业贡献居功厥伟，而半导体出口值更对臺湾总出口的贡献率将近40%，贸易盈余接近1,000亿美元，臺湾堪称电子王国，电子业中的半导体业更是臺湾产业经济的中流砥柱。GDP是附加价值的概念，所以必须以IC设计业的附加价值率推算IC设计业对整个产业的贡献值。臺湾IC设计业不到6.2万名的从业人员，工程师则是5.2万人，这些人贡献了GDP约2.4%，与其他国家相比，这个比例绝无仅有，而小国寡民的臺湾，成功故事也激励了全球很多中小型的国家，参与角逐半导体产业的企图心。联发科董事长蔡明介说，臺湾IC设计业的人均产值将近新臺币2,000万元，相较于其他产业，单靠脑力的IC设计业无疑是其中的翘楚。以研发比重而言，晶圆代工业研发经费占营收比重是7%，晶圆制造业是14%，但IC设计业高达28%。这是个高度仰赖优质人力的产业，在少子化、老龄化的大趋势下也面对极大的挑战。参与IC设计产业白皮书规划的奇景光电CEO吴炳昌、群联CEO潘健成一致表示，IC设计业最关键的挑战是科技人才不足、缺乏总体的战略目标，以及在专长领域如何面对中国业者的挑战。

DIGITIMES接受臺湾半导体产业协会（TSIA）的委托，以IC设计业为核心，加上亚洲供应链的观点，论述我们所看到的全球半导体市场与产业现况，并针对产业的发展提供战略上的看法。话说天下大势（1）：全球半导体市场的结构分析2022年全球半导体产品市场规模为5,751亿美元，市场规模的数据来自拥有自家产品的半导体设计（Fabless）与系统整合元件制造厂（IDM）两种类型的公司，从自有产品的角度看，在世界舞臺上，美国、韩国是主要的角逐者，其余依序是欧洲、臺湾、日本的业者。美国的IC设计业者中，高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）、NVIDIA与超微（AMD）不仅占有全球前四大IC设计业者的地位，年营收也都超过230亿美元，光是美国IC设计业1,355亿美元的营收，就占了全球半导体市场的24%。除了IC设计业之外，英特尔（Intel）、德州仪器（TI）这些顶尖的IDM大厂，也都在全球市场上举足轻重，占有26%的比重。我们可以很清楚的理解，美国在全球半导体市场上，占有半壁江山，喊水会结冻，更是真正订定规格，掌握半导体走势的领导大国。除了美国之外，市占率比例最高的是以存儲器为主力的韩国厂商，包括三星电子（Samsung Electronics）与SK Hynix在内的两大厂，占有全球存儲器市场的2/3，因此以1,008亿美元的市场贡献值，成为全球第二大的半导体供应大国。但名列全球第二的韩国，高度仰赖三星与SK Hynix两家存儲器大厂，与臺湾的产业结构大不相同。名列第3~6的分别是欧洲（加总）、臺湾、日本与中国。也许您会好奇，为何声名远播的臺湾明明是半导体大国，为何在市场上的占有率不如既有的印象。关键在于臺积电、联电、日月光这些业者，都是「制造服务」的业者，并无自己的产品，因此不在市场占有率排名之列。臺湾除了营收398亿美元的IC设计之外，还有营收81亿美元的整合元件制造厂，这些厂商包括旺宏、华邦、南亚，因此2022年臺湾的半导体产品，以479亿美元的营收，贡献全球8%的比重，略高于日本的466亿美元，但也略低于欧洲的506亿美元。欧盟国家虽有506亿美元，但恩智浦（NXP）、意法（STM）与英飞凌（Infineon）几家厂商来自欧洲不同的国家。至于后进的中国，正以365亿美元紧跟于后，在美中贸易大战的紧张氛围中，中国正积极发展本土的IC设计业，因此后势看涨，也最可能威胁臺日韩厂商。全球半导体产业真正形成产业的时间，应该从1970年代初期英特尔推出4004微处理器算起，一开始美国产品风靡全球，但日本在1976年后，由日本通产省主导的集成電路发展計劃超越了美国，甚至迫使英特尔放弃存儲器的发展。但受挫的美国以「广场协议」制衡日本，也提供了臺湾与韩国在半导体产业，分别以晶圆代工＋IC设计业、存儲器抢到一席之地的发展契机，这是今日全球半导体业的大格局，由美日韩臺四强主导的源头。谁会是第五个崛起的大国呢？大家看好中国，那么印度呢？现在已经有5.6万名IC设计工程师的印度，拥有全球最庞大、最年轻的族群，加上许多的軟件工程师与印度裔的产业领袖，没有人敢轻忽印度的潜力。我们可以从产业大势，详细对比几个重要国家的成长潜力，如果我们同意未来是「应用驱动」的时代，那么在元宇宙、ChatGPT的大潮中，印度就不该是会被忽视的族群。

很多企业面对數字转型时充满焦虑，因为对手正以各种不同的面貌出现在市场上，打败自己的可能是生态系的改变。我们已经可以看到「报社」关门时机不远，不仅仅是網絡巨擘抢食广告商机，更可怕的是，报社的竞争对手还是UberEats，因为送报生都去送FoodPanda了！明明是科技人组成的人工智能公司，但却装扮成在線杂货店，而DIGITIMES明明是专业信息服务公司，假装成报社，这样也活了25年。传统的报社只是将报纸送到客户手上，用读者的阅读量换取广告收入。1998年DIGITIMES创业时，以「电子时报」的样貌面对市场，但25年后，「电子时报」的营业额只占DIGITIMES不到3%。DIGITIMES的经营规模不如另外两家财经日报，但营收与获利品质则有另外不同的面向，谈输赢并无意义，因为我们是用不同经营模式的事业体。蜕变中的企业经营型态，正在改变我们对企业的认知。已经有不少前辈指出，未来的企业都是人工智能企业。李开复称，在ChatGPT大潮下，10个未来风险最高的职业，有媒体记者与产业分析师，而这两种类别的员工，占了DIGITIMES约一半的名额。但我坚信李开复的论点，是以中国、美国或者世界的大趋势做为论述的基础，臺湾与众不同，可以根据产业的特点找到善用人工智能的方法与工具，我预期这些改变将为DIGITIMES带来庞大的商机。我开始想像，如何善用ChatGPT帮企业建立战情室，也开始筹划将臺湾产业信息国际化的布局。臺湾与众不同，您也与众不同，因为与众不同，就可以在细微的差异中，以數字工具创造更大的经营价值。建议企业可以从商业模式与营运模式两大区块中，找到數字创新与经营聚焦的方法，对我而言，因为与众不同，我从未有知识焦虑的压力，反倒可以游刃有余的面对新的情境。限制DIGITIMES发展的，是自己的能力与面对问题的企图心而已！企业或业务人员可以善用自己的优势、特长，在关键领域提供专业的服务给客户，完全數字化的公司拥有更多的选项。以前是「将本求利」，车商把汽车生产成本，加上利润后销售给客户，借以创造价值；但现在是透过批次、加值、延伸的服务创造价值。换句话说，DIGITIMES可以从顾客的使用经验中，为顾客创造价值，也可以从顾客的参与，共同创造新的价值。DIGITIMES拥有可能是臺湾最庞大科技阅读族群，每天报名参加研讨会的人数将近700人，而论述的主题可以从低轨卫星、第三类半导体、服務器＋數據中心，到电源管理IC与印度东协议题。专业、专注的读者群，让我们有深化价值的机会，臺湾与众不同，为何要东施效鼙呢？我多次在大肚山产创协会、中菁会、逢甲大学讲课，深刻体会到中部企业「大旱望云霓」的心情，而我也看到更多北部的企业开始将事业的布局涵盖本土的企业，这些需求更应透过各种产业合作平臺相互激荡。2023年要面对通膨、市场需求紧缩，绝对是面对经营挑战的一年，但也可能是臺湾先蹲后跳的一年，我们预告，找对方向的话，未来十年将是臺湾的黄金十年，信不信由您！

从臺中到臺北出差、工作，大家觉得天经地义，但臺北人到臺中出差的频率，却跟出国出差差不多，关键在于过去工业时代的知识、信息需求，都是「由上而下」的线性关系。对臺北人而言，到臺中、臺南、高雄都是不得以而为之，而中南部的经济活动，甚至文化飨宴都尽量与臺北挂勾，以争取最佳的商机。數字创新与无限连结數字转型的核心概念是将所有的资产数据化，透过不同數字模塊的连结与虚实整合，将所有的数据资产无限延伸，相互激荡，以创造最佳的效益。所有商业模式的策略目标都是将价值极大化，经营者尝试差异化的深度经营，并可以透过数据资产的无限连结建立竞争者的进入障碍。毫无疑问，數字转型是臺北「天龙人」必须正眼看待中南部商机的另一关键变化，但这也是中部企业最大的挑战。人类可以做到人工智能做得到的任何事，但却无法达到人工智能可以做得到的经济规模。其次，将所有的數據数据化，就可以「模塊化」各种信息需求，这是管理者最大的挑战与机会，公司型态的发展正在改变，而少子化的环境下，这些工作的重要性已经毋庸置疑。过去我们认为规模扩大、多元化，必然对制造商带来管理的难度，同时也会增加制造的成本，但事实并非如此，能够善用數字资产与數字科技的公司，反倒能跳脱传统的经营架构，并取得「指数型」的领先优势。经营聚焦，也要深化价值过去臺湾的产业都是出口导向，中部地区擅长的精密机械、车用产品，多数瞄准海外市场，也都成果丰硕，甚至很多企业以「隐形冠军」自豪。名列隐形冠军的企业，不少是延续几十年的家族企业，隐形冠军CEO年资超过20年以上的比比皆是。由于过去的成功经验，就算面对數字转型的挑战，还是认为可以用过去的方式继续持盈保泰。但时代的工具、大环境都已经有显著的变化，如果再以传统方式因应，恐怕只是将过去弊病延续到下一代而已。您可以嘲弄ChatGPT答案不符所需，但不可以低估几年后人工智能、机器学习可能带来的冲击。其次，在中美争霸的背景下，G2格局已经形成，基于争取世界主流市场与资金等多重因素的考量，加上中国生产成本日高，臺商回流已经也为中南部带来新商机。更多返臺的企业将新的工厂设在中南部，而返臺的工厂多数不再是劳力密集，取而代之的更是以智能制造为基础的智能工厂。如果用户抱持怀疑、排斥的态度，也可以预期未来中南部业者可能面对的困境。制造业是创造数据最大的来源，臺湾躬逢其盛，也无可回避，只是如何创造彼此之间的「數字」连结，将成为中部企业最大的挑战。

近期外电及本地媒体大幅报导Tesla宣告将减少电动车中碳化矽（SiC）元件的使用量，并造成了几家SiC供应商顿时股票大跌，包括Wolfspeed、意法（STM）、安森美（Onsemi）及英飞凌（Infineon）等。接下来随即即有专家开始讨论，Tesla是如何达到减少75%的SiC用量？半导体功率元件跟摩尔定律最大的不同在于，IC每进入一个新的制程节点，面积就会缩小一半，功率元件远远做不到。于是就有不同的组合被提出来，包括由原先的平面式（planar）SiC MOS晶體管，改为先进的沟槽式（trench）晶體管；或者因为电动车的电池系统要由400V改为800V，SiC MOS耐压也要由650V挺进到1200V，由于电流可以减少一半，SiC MOS芯片面积得以等比例减少。但是，再怎么算也到不了减少75%。最后只得加上马达所需功率的减少，才勉强可以凑足。可是Tesla同时又宣布，未来马达设计不使用稀土元素，这使得马达效率的提升更形困难。Tesla此举的目的是要降低成本，以建构与其他竞争者的障碍。但不论就使用沟槽式或1200V SiC MOS，的确芯片面积是可以减少，制程却变复杂，实际成本下降反而有限，再加上这些都是所有竞争对手知道的趋势，因此这会是个假议题吗？在提出个人解答之前，笔者想先谈一下制造产业的学习曲线。陈良榕先生在友刊的文章中提到，张忠谋在德仪（TI）及臺积电，就是利用学习曲线创造出与竞争对手的差距，这在以制造为导向的产业是非常的重要。试想一个资本摊提完成的半导体厂，不仅成本最低，良率最好，同时单位的产出也最多，而新进竞争者，还在学习曲线的初期，是看不到臺积电的车尾灯。Tesla现在也是利用所经历学习曲线的优势，来创造竞争优势，而逆变器（inverter）所使用的SiC MOS就是个可以发挥的项目，因为价格不斐。个人的浅见认为，Tesla是使用Si IGBT（insulated-gate bipolar transistor；绝缘栅双极性晶體管）取代SiC MOS，并使用SiC二極管（Schottky diode），作为IGBT所需的飞轮二極管（freewheeling diode；FWD）。晶體管分为两类，一为双极性（bipolar），另一为单极性（unipolar），也就是MOS。双极性晶體管中电流与电压之间的关系是指数函数（exponential），而MOS晶體管电流与电压是1～2次方关系。所以双极性晶體管在输出电流驱动的能力是大于MOS，但是双极性晶體管是靠输入电流来工作，MOS则依靠绝缘栅极的电压来动作，故双极性晶體管比较耗电。IGBT的诞生即结合此二者优势，在输入端使用绝缘栅极（insulated-gate），而输出保留高输出电流的特性（bipolar）。逆变器主要的应用在于将电池的直流电转换为三相交流电，用以驱动马达。晶體管在此是作为电路的开关，MOS因为是对称的元件结构，可以处理逆向流过的电流。但是IGBT的元件结构不对称，需要额外并联1个FWD。以SiC二極管作为FWD，可以大幅提升其效率，同时IGBT的高输出电流能力，也可以提高逆变器的转换效率。Tesla在Model 3使用SiC MOS之前，也是使用Si IGBT以及Si FWD，现在只需将Si FWD改为SiC。IGBT的缺点在于操作频率较低，无法高温操作，且耐压不如SiC MOS，但这些在现行电动车系统，皆非严重问题。由于二極管电流与电压的关系也是呈指数函数变化，再加上现行Tesla每一相开关是使用2颗SiC MOS并联，笔者估计在相同输出电流条件之下，使用SiC二極管的芯片面积，应该可以是 SiC MOS面积的25%。而二極管是制程最简单的半导体元件，也最便宜，所以在SiC的费用上可以下降到原先的10～15%。只是还须加上个Si IGBT，因此总成本可为原先的30-40%。Tesla拥有别家车厂没有的学习曲线，要拉大与竞争者的差距，如果笔者是Elon Musk，选择Si IGBT加上SiC二極管的排列组合，降低SiC整体用量。