先進半導體戰略意義想想——歐盟篇

歐盟執委會（European Commission）主席Ursula von der Leyen於2021年9月15日表示，將在幾週內提出歐洲晶片法案（European Chips Act），交由歐盟議會通過，效法美國半導體晶片法案（Chips for America Act）、集結歐盟27國政府資源，補助歐洲半導體製造產能，目標到2030年能倍增至20％。除了歐盟外，其內部重要國家如德國的聯邦經濟事務和能源部部長Peter Altmaier也表示在與50多位來自半導體產業代表會談後，宣示將斥資上看30億歐元擴產半導體供應鏈、不僅要奪回半導體生產主權，更要強化德國乃至於歐洲的科技主權（Technological Sovereignty）。

上述的計畫乃是3月數位羅盤（Digital Compass）的具體實現。數位羅盤計畫乃是歐盟執委會為了在一個開放和互連的世界中成為數位主權（Digital sovereignty）國家，並推行數位政策使民眾與企業能夠得到一個以人為本、永續繁榮的數位未來，包含解決目前歐盟的弱點。

但上述的目標並不被許多歐盟業界人士看好，英飛凌（Infineon）執行長Helmut Gassel表示歐盟的想法對當地汽車產業並無直接幫助，追求先進製程並沒有任何好處。而意法半導體（STM）執行長Jean-Marc Chery也持反對立場，其表示如果是以先進製程為主，我們沒有任何參與意願，這對我們的業務來說是微不足道的。

歐洲半導體業過去曾發展先進邏輯半導體

在80年代那個電腦市場幾乎等於全半導體市場的年代，歐洲半導體廠商佔有全球市場最大的比率曾高達將近一半，當時個人電腦產業處處可見歐洲廠商的身影。非今日所能想像，恩智浦（NXP）是荷蘭飛利浦（Philips）下半導體部門所獨立出，飛利浦早年發展半導體不遺餘力，台積電就是由飛利浦與政府合資成立，甚至曾經為台積電的最大股東。

意法半導體（ST）早年也曾經代工過美國IC 設計商Cyrix與我國聯電（UMC）同生產80486 相容CPU，在記憶體DRAM, NOR/NAND的發展過程意法半導體也在全球佔有一定的角色。而英飛凌（Infineon）獨立自德國西門子的半導體部門，其DRAM部門後來還獨立成奇夢達（Qimonda）曾經是我國許多DRAM廠商技術來源的母廠。

只是過去的半導體榮景無法維持，在亞洲特別是台灣與韓國崛起後，在大宗商品（Commodity ）的市場，不管是電腦或是行動裝置市場，歐洲廠商普遍不及亞洲廠商，在全球的市佔率也從80年代的將近5成慢慢下降到2020年的10％左右，市場也退守至工業與車用的利基市場，Covid-19爆發之後這一年的車用晶片短缺亂更凸顯了歐洲無法自行供應關鍵零組件進而影響歐盟最強的出口汽車產業的窘境，此為歐盟執委會提出此政策的背景。

歐盟現況

歐盟目前在境內設有12吋晶圓廠的本地業者，只有德國博世半導體（Bosch）與英飛凌，兩者皆設立在德國的德勒斯登（Dreston）; 而英飛凌在奧地利的Villach還有另一座12吋廠。以外，非歐盟-總部位於瑞士-的意法半導體則在法國Crolles設有一座12吋廠。12吋晶圓廠相較於全球在歐盟境內設置數量不多，歐盟主要仍以8吋晶圓產能為主。而最先進的製程技術為28nm，而非歐洲體系而在當前歐盟境內12吋晶圓廠，主要為英特爾在愛爾蘭Leixlip與格羅方德（GlobalFoundry）於德國德勒斯登。英特爾（intel）在愛爾蘭的工廠目前（2021）擁有歐州區唯一低於 20nm以下（14nm）的製程技術，而源自於超微（amd）的格羅方德在歐洲最先進為22nm。
由上所知目前在歐盟區最先進的14nm還是由美商intel的工廠，如果把標準拉回到歐盟自己的半導體廠商更是只有28nm，與亞洲台積電與三星的5nm差距相當遙遠，某些歐洲半導體業者以及顧問業認為歐盟要追上亞洲的2nm是不切實際，就商業的運作以及技術的發展投資而言並非完全沒有道理。

半導體的戰略意義

現今的半導體雖然最常見於融入人類生活當中，但事實上半導體更重要是在軍事上的應用，更與國家安全息息相關（註一），就算不計算直接在軍事上的運用，光是應用半導體在個人定位，影像監控的全面個人隱私監控本身就是一個巨大的國安問題。

國家主權與公司利益

歐盟官方與民間企業對先進半導體（2nm）設置目標的看法南轅北轍，但其實雙方的看法都沒有錯，之間的差異點只是所在的立場不同，所捍衛的目標也不同產生的歧異。企業經營的目的主要就是滿足股東的期待，雖然近年ESG的概念在企業間普遍成長，企業開始慢慢有對整體國家社會的責任，但企業的本質仍是以股東發展為主的組織，對國家社會的責任完全不能與政府相提並論。

政府的商業政策常常與企業經營不一致絕非新鮮事。拿最近全球的商業舉例就是Covid-19疫苗的生產。眾所皆知，美、英與德國老早就已經商業量產輝瑞（Pfizer/BNT）、莫德納（Moderna）以及阿斯特捷利康（AZ），為何其他的國家政府如（台灣、日本與韓國）仍撥款耗費鉅資補助自己的廠商研發疫苗？原因就是疫苗為戰略物資，一旦別國拒絕販賣，甚至直接禁止出口，整個國家人民將會被置於險境。

這就是歐盟執委會主席Von der Leyen所說的：歐洲高度依賴亞洲製造的先進晶片。這不僅是競爭力問題，也是科技主權問題。歐洲晶片法案將協調整個價值鏈中的歐洲和國家投資。這雖為艱鉅任務，很多人認為不可能完成，但他們在20年前對伽利略衛星導航系統（Galileo satellite navigation system）說了同樣的話。

美國早在50年前就開始研發，並於1994年全面完成了全球定位系統（GPS）的設置，就商業的盤算，歐盟去跟美國租用GPS的使用權是最省錢的商業模式，歐盟自行發射衛星建立伽利略衛星系統完全不符合商業利益，事實上不只歐盟，中國和俄羅斯也建立了自己的全球衛星定位系統，而區域型的衛星系統更是包含日本與印度。

這就是德國總理梅克爾（Angela Merkel）和歐盟副主席Margarethe Vestager，之前參加博世在德勒斯登的12吋晶圓廠開幕儀式所提出：半導體供應短缺阻礙德國經濟復甦，強化歐洲本地抵禦海外晶片供應短缺的能力是相當重要的，歐洲在晶片生產上沒有處在領先地位，必須迎頭趕上、更具企圖心，全球競爭對手都沒有睡著。

國家主權的重要

在民主國家中政府的權力來自人民的託付，故需直接對人民負責。國家的主權與安全不能寄望於別國的善意中，即使是盟國也不行。這一點想必最近法國總統馬克宏（Macron）體會深刻。馬克宏在9月28日重申歐洲戰略自主的重要性，他敦促歐洲在世界舞台不要再天真，要擺脫對美國的依賴，堅持獨立自主。

會讓他有感而發的原因是因為AUKUS（澳英美聯盟）計畫，這個計畫是2021年9月15日所成立的軍事安全合作夥伴關係，目標是由美英兩國協助澳洲建立一支核子動力潛艦的艦隊，構築美國新印太戰略聯盟。此核子潛艦計畫排擠了原先澳洲在16年與法國廠商簽訂的柴油潛艦的訂單，法國當然相當不滿，法國更是在美國建國後兩百年來首次召回駐美國大使，預料這次的事件將會加深歐盟務必要建立自主先進晶片技術的決心。

歐洲的超級電腦晶片自主計畫

為了促進高效能運算晶片與基礎建設自有技術發展，由來自10個歐洲國家28個組織，其中包括法國Atos、德國英飛凌（Infineon）與BMW集團、意法半導體（STM）義大利分支、巴塞隆納超級運算中心（BSC）組成了歐洲處理器計畫（European Processor Initiative, or EPI），其核心計畫為利用免費且開源的RISC-V指令集架構，於歐洲本土研發與生產高效能晶片。

EPI計畫的第一步即是開發出基於RISC-V核心指令集的歐洲處理器加速器（EPAC），根據歐盟表示其採用格羅方德的22nm技術製造，已經完成初步實體晶片測試，下一階段將結合RISC-V與ARM核心以開發通用處理器，其中將配備EPAC、數個CPU核心與一個嵌入式FPGA，最終則是將原本用於資料中心的GPP技術擴大應用至汽車領域，以提升自動駕駛系統的工作效能。

結論

歐盟雖然是半導體理論的首創者，近代量子物理的先驅，並且在上個世紀晶片市場在高效能運算與儲存擁有位置，但近年來在主流運算市場已經不復以往的的地位。但其在開發先進下一代半導體材料與新型記憶體如MRAM與RRAM還是有領先的地位，訂立先進邏輯半導體以追上亞洲達成科技主權自主有其戰略意義的考量，惟現實上要靠歐洲廠商自行完成仍不切實際，國家大量的補助是必經之路，而這最後取決於歐盟的主事者的決心。