關於國家安全之晶片紛爭不會隨著美中貿易協議落幕(下)

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半導體承載科技實體與微縮化

半導體作為實現上述運算與通訊演算法的實現的載體。翻開過去電腦的歷史,人們早期透過真空管到電晶體的發明,再透過摩爾定律的微縮製程,過去需要整個教室體積般的電腦可以縮小到智慧型眼鏡或是手錶之上,而這完全都歸功於半導體晶片的發展。

飛彈的進步

以台灣以及許多國家所配備在目前F16 , F22以及F35所使用的AMRAAM AIM-120中程空對空飛彈為例(資料來自維基百科),透過科技的進步最大射程從早期A型只有55公里,已經進步到D型的超過160公里,但重量反而從A型的22.7公斤降到C型的18.1公斤,越輕的飛彈重量對於戰機作戰能力越有大大的提升,而這全歸功於科技進步。

AIM-120供應鏈

由上可知晶片在飛彈,甚至整個軍事裝置包含提高效能以及輕量行動化,都有極高的重要性,這就是為什麼美國對於晶片的製造這麼在意,特別是飛彈作戰的核心,基於國安的需求而必須要求其供應商全程在美國國內製造,進而達到完全的掌控性,因為只要晶片有環節一但出錯無法提供,整個飛彈通訊控制單元將會停擺,整個飛彈將無用武之地。

AIM-120晶片的供應鏈如圖二所示,紅色部分為美國單位,藍色部分為台灣單位。AIM-120製造商為美商雷神(Raytheon)公司,雷神公司可以自行設計飛彈作戰晶片,再交由晶圓代工廠,如台積電(TSMC)或是格羅方德(Global Foundry)製造晶片,或是同時使用美商Xilinx所提供的FPGA/DSP晶片(該公司本身亦為IC 設計公司,也同時為台積電客戶,亦需要提供設計圖給晶圓代工廠製造),最後由委外封裝測試廠(OSAT)後回到雷神公司組裝成飛彈完成品,再交付美國國防部或是美國同意出售的國家軍方單位。

在圖二可知,包含其他晶片單元如DDR2/3記憶體,可由美商美光公司提供,唯一的破口就是晶圓代工部分,台積電藍色部分成了唯一在重要關鍵零組件中不在美國生產的外國公司。這問題之所以過去沒有發生是因為過去美國可選擇在由美商格羅方德或是其併購的IBM晶圓代工廠製造,但因為格羅方德在2018年8月宣布退出7奈米以及以下先進製程計畫,不再對於致力於晶片微縮。

相較於目前(2020初)最新iPhone 11所商業量產使用的7奈米晶片,格羅方德選擇停留在14奈米(圖一所使用的Xilinx Zynq 7000還是使用28奈米),而飛彈性能提升研發不可能停止,未來需要更多的數位訊號處理,包括更快的DDR5記憶體等來實現更遠的射程,相較於記憶體可透過美商美光提供,格羅方德的停止研發新製程造成現今五角大廈騎虎難下的局面。

國際貿易高科技貨品管制

世界各國對於戰略性高科技貨品皆採取管制措施,不只美國商務部有禁止交易的實體清單(Entity List),我國根據貿易法13條規定,貿易局也訂有「戰略性高科技貨品輸出入管理辦法」以及「戰略性高科技貨品種類、特定戰略性高科技貨品種類及輸出管制地區」等管制措施之施行基準,同時也追蹤「歐盟軍商兩用貨品及技術出口管制清單」及「歐盟一般軍用貨品清單」做為我商出口遵循的規範,對於敏感高科技貨品以及其出口地區可實施管理管理。

由上可知就不難理解為甚麼美國會在乎管制晶片,晶片在飛彈的重要性甚至可由製造商雷神公司在2017年1月所發的將發展新信號處理器新聞稿得知而防衛新聞還曾經報導雷神公司可能遇到晶片設計的困難導致美國國防部可能取消訂單

EUV光刻機為下一代晶片生產必要工具

EUV做為下一代晶片生產的必要工具對所有半導體製造大廠已經無疑義,甚至做為7納米首次導入EUV的蘋果A13處理器已經在iPhone 11當中使用。不只邏輯晶片,未來記憶體產業也將導入EUV,三星已經規劃在未來DRAM 1z或是1a製程採用EUV,此重要性美國當然不會讓此重要戰略產品輸出至其認為潛在敵國中,而全球在可見的未來也只有ASML能夠提供EUV光刻機且其產能有限,不能出口至某些地區,並不會對其業績影響。

國家安全對各國皆是絕對優先

由於科技已經打破傳統界線,全面滲入人類生活,透過網路,手機,穿戴裝置的幫助,科技裝置帶給人類前所未有的便利,但此同時也暴露了人類史上如隱私等前所未有的風險,透過晶片縮小化的無人機可以擊殺伊朗的精神領袖,各國都將朝向保護自家戰略晶片產業發展,台灣在2015年透過產官學一起努力禁止了中資投資IC設計產業就是一個成功的例子,未來將會有更多的無形的晶片交鋒等著各國政府面對。

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