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半导体成美中竞争焦点 学者披露北京致命要害

美国蒙特克莱尔州立大学政治学教授维什尼克(Elizabeth Wishnick),近日投书英文线上时事杂志《外交家》。随着半导体成为美国与中国大陆地缘政治角力的新重点,台湾的一场旱灾引发全球供应链的大地震。虽然大陆仅占全球半导体销售额的7.6%,但考虑北京投入大笔资金在该技术上,而大陆又还没认知缺水可能造成的可怕影响,此时如果芯片制造集中区发生旱灾,后果不堪设想。

最容易口渴的产业

文中指出,每个人都知道拿水来浇手机是项坏主义;但很少人知道,生产一支手机需要的水超过3000加仑。不论是开采金属原料,用于组装与包装之后的胶水与塑胶的生产,还是之后的稀释过程,全部都需要用到水。甚至,这个数字是中国人均日用水量的10倍。

半导体又称芯片,是驱动我们所有电子设备的小型电路,即使是手机也不例外。每块安装在手机里的积体电路,至少需要2000加仑的水才能生产。这是因为每块芯片需要超纯水的冲洗,以除去制造过程产生的碎屑(包含颗粒、二氧化硅等等),进而确保芯片免于污染。

也因此,每制造1000加仑的纯水,就需要1400到1600加仑的自然水,使半导体成为相当容易“口渴”的产业。

美国与大陆角力新焦点

半导体已成为美国与中国大陆地缘政治竞争的新焦点。如果将数据比拟为当代经济的石油,人工智能为电力;那么,将半导体视为与其他资源一样,是会产生风险的全球资源,则显得相当有道理;更何况,半导体的制造过程需要大量的水资源。

虽然中国大陆仅占全球半导体销售额的7.6%;但大陆已在半导体领域进行钜额投资,光2014年到2030年就高达1500亿美元。资金的激增象征着北京实现科技大国的决心,但资源将成为重要制约因素。特别是,半导体生产过程需要大量水资源,而大陆恰恰好缺乏这一点,特别是在芯片集中制造区。

大陆的风险

迄今为止,北京仍持续关注如何提升国内科技水平,以减少对全球供应链的依赖。也因此,生产半导体的水资源需求还未成为大陆的关注焦点。甚至在川普执政、全球两大经济体贸易紧张加剧之前,大陆就在2015年的公布的《中国制造2025》中,胪列具体步骤已发展国内半导体能力,进而满足全大陆70%的生产需求。

根据2021年7月的半导体产业协会的研究报告,由于政府对半导体的资助、补贴与税率优惠政策。在《十四五规划》之中,更将半导体定位为最优先的“先进科技”之一。

然而,即使2014年北京在积体电路上投入1500亿美元,大陆在生产手机、笔记型电脑与其他高科技产品所需的高端芯片,仍面临重大科技障碍。专家分析,大陆成功问鼎半导体产业的前景一胜一负;大陆在顶尖铸造法技术与物料领域落后,却在半导体晶圆代工、专业封装测试代工(OSAT)与芯片设计上具有竞争力。

全球风险

2021年台湾的一场干旱,凸显水资源在全球半导体供应链的重要性。相较之下,中国大陆的半导体政策对全球带来的风险,可从国家安全的影响、北京制定全球技术标准,以及台海风云几个层面来谈。

先论国家安全的影响。美国认为,大陆成为半导体产业的主要参与者,将为全球带来国家安全风险。这起源于大陆科技企业可能与北京当局共享资讯,或为大陆军事力量成长做出贡献。这种危机更因半导体科技多数具有军民两用色彩而加深。

事实上,这也是川普政府为何采取具体措施,阻止大陆电信业龙头华为采购美国芯片。美国商务部更以支持共军为由,限制大陆最大的芯片制造商中芯国际(SMIC)采购美国软件与零件。

就全球技术标准制定而言,美国一直向盟国与合作伙伴施压,不要使用华为技术。除了忧心国家安全受威胁外,也与华为不断努力制定全球5G技术的标准有关。“中国标准2035”目的在让大陆企业制定如数位身份工具等下一代技术的标准时,能有主导权;相较之下,直到今天美国与欧洲企业凭借着市场分享与敏锐回应商业需求,持续掌握制定标准的过程。

在2020年12月的年度报告中,美中经济暨安全检讨委员会(U.S.-China Economic and Security Review Commission USCC)详细介绍北京政府如何透过资助产业政策,试图订定全球技术标准。

更精确的说,北京透过在外部市场提供大陆企业特别待遇,同时限制国内准入并支持规范。甚至,大陆利用“一带一路”提供发展援助,进而要求伙伴国家使用华为或其他大陆科技,并追随北京设下的技术标准。

从台湾在半导体的地位来看,台湾也是会牵动全球供应链的重要因素。2020年,台积电占全球半导体代工市场的55.6%,并生产全球92%的尖端芯片。为了响应美国对华为的新规定,还取消华为的订单。

另一方面,趁著美中贸易战加剧之际,北京加强对台湾军事压力,也让半导体供应链陷入不稳定,而这正是北京不放弃武力统一的原因之一。但反面来说,台湾的半导体实力也会发挥吓阻作用,让北京不敢轻易动手以免供应链中断。

文章指出,大陆的军事胁迫并不能实现建立自身半导体能力的目标,甚至会让外国专家与企业退避三舍。事实上,目前大陆正积极挖脚台湾资讯人员,并加强对台湾产业的网络攻击。

此外,2021年春天,多雨的台湾却赢来56年来最严重的干旱,造成全球半导体供应面临极大的危机。旱灾让生产延宕,并带来芯片短缺;更重要的是,这场旱灾引起台湾人关注水对半导体生产的重要性。

水资源风险

对中国大陆来说,确保国内生产能力与半导体数量足够并非唯一挑战,如何确保水资源足够供应半导体生产,更是令人生惧的问题。据统计,一家生产400000块电路板的工产,每天需要480万加仑的水,而这水量足可供应一座600000人的城市。

尽管大陆中部近日出现前所未见的洪灾;但从整体来看,大陆的水资源处在相对不安全─大陆人口占全球20%,却仅有全球7%的水资源,水资源的分布更是不均。大陆半导体产业主要集中在北方,但该地水资源却仅占全大陆的5分之1。

除了缺水外,如何用水也是大陆半导体业的一大问题。根据2017年的半导体用水的研究,相较于其他国家生产商(日本、韩国、台湾与美国),不论是清洗过程还是生产过程的发电用水,大陆的用水量是美国的3倍。若从整个大陆半导体产业来看,其占产业总用水量约27%。

文章总结,从台湾在2021年干旱中惊觉,即使拥有顶尖人才与技术,只要水资源短缺也会让生产中断;对北京来说,大陆的半导体目标,却缺乏考虑水资源的影响,而这恐成其致命弱点。

责任编辑: 时方   来源:中时电子报 转载请注明作者、出处並保持完整。

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