林本堅：半導體無法由單一國家壟斷

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臺灣清華大學半導體研究學院院長暨臺積電前副總裁林本堅，昨日在日本東京進行專題演講時提到，浸潤式微影和極紫外光微影技術，是量產個位數納米半導體的關鍵。

林本堅表示，當製程從5 微米到5 納米，走了21 個技術世代，不僅把積體電路的周距縮小到千分之一以下，也把線路面積縮小到百萬分之一。在微影製程微縮的過程當中，搭配使用的曝光光源波長也越來越短，從汞燈光源（436 納米）一路縮小到極紫外光EUV（13.5納米）。

「浸潤式微影技術則是讓製程可以繼續微縮的關鍵之一。」林本堅表示，在2002年的演講中宣佈透過以水爲介質的193 納米浸潤式微影技術。193 納米除以超純水的折射率1.44，產生134 納米波長的光，可提高解析度，突破157納米乾式微影限制，並且沒有氟化鈣質和量的問題，不需要把光經過的空間充滿氮氣，也不需要研發157 納米可用的光罩保護膜，並解決光阻吸收率與抗蝕刻率的問題。

因爲浸潤式微影技術突破，讓半導體制程一路從65 納米微縮到45 納米，並且把摩爾定律延伸了6 個世代（12年），從45 納米、28 納米、20 納米、16 納米、10納米，延伸至7 納米世代。

林本堅表示，極紫外光微影暨浸潤式微影之後把量產延伸到5 納米、3 納米及2 納米等世代，且在繼續延伸之中。它的重點在把光的波長縮短到13.5 納米，以提高解析度。因波長劇烈地縮短所引出的各種困難已得到適度的解決，卻仍有許多可研發改進的機會。

林本堅在演說中也點出，半導體科技已經進化到不是任何國家可以全部壟斷，因爲半導體設備包括設計、光源、材料、蝕刻、沉積、檢測、量產等不同關鍵技術，分佈在美國、荷蘭、德國、日本、中國臺灣、南韓等國家和地區，所以是無法由單一國家或者地區進行半導體科技壟斷。

林本堅等人談美芯片法案：傷害臺灣

臺積電前研發副總林本堅、工研院前院長史欽泰，首度在國際專欄Project Syndicate 與中研院士、芝加哥大學布斯商學院經濟學教授謝長泰共同撰文，以〈美國芯片法案如何傷害臺灣〉（ How America′s CHIPS Act Hurts Taiwan）爲題，闡述美國半導體補助如何削弱臺積電實力，使整個半導體產業更脆弱。

評論指出，先進半導體制造集中臺灣，引起美國擔憂，擔心一旦中國封鎖或入侵臺灣，供應鏈將變脆弱。美國《芯片與科學法案》（CHIPS and Science Act，下稱芯片法案）試圖透過520 億美元補助解決問題，鼓勵半導體制造商遷往美國。但照法案設計，目標無法實現，甚至可能削弱臺灣最重要產業，威脅臺灣安全。

目前半導體產業由分佈全球的專業公司主導，臺積電只專注合約製造，主要是高階芯片，其他重要公司有AMD、Nvidia、高通、ASML、東京威力科創和Arm。

專業化分工有兩大好處，首先，全球供應鏈每部分都可專注最擅長領域並更進步，有利其他供應鏈；其次，全球供應鏈各環節產能均提高，更能抵禦需求衝擊。

專業化成本代價是產業易受供應衝擊，這問題非臺灣獨有，供應鏈所有環節都有潛在瓶頸，但沒有其他環節和臺灣一樣面臨中國領土要求。因此美國和日本爲臺積電搬遷提供鉅額補助，臺積電在日本熊本和美國亞利桑那州鳳凰城建設新廠。

目前熊本一廠按計畫完工，臺積電許多供應商也一起落戶，但亞利桑那州廠大幅落後，且臺積電供應商也較少跟着落腳美國。

此外，臺積電過去25 年在華盛頓州波特蘭廠的經歷，使外界更懷疑亞利桑那州廠的前景。臺積電當時很難找到能維持競爭力的勞動力，即使提供相同培訓和相同設備，在美生產成本仍比臺灣高出50%，因此，臺積電選擇不再擴建波特蘭廠。

然而，根本問題在於，雖然美國工人在芯片設計技術嫺熟，但卻缺乏具備芯片製造所需的技能的工人，而這個專業技能在這領域相當重要。此外，工人必須一絲不苟、注重細節，並致力於實現一致性、完美性和及時生產，也要熟練地掌握設備的工作原理和現場數據。

該文章提到，臺積電鳳凰城廠將繼續苦苦掙扎，因爲具備半導體制造所需技能的美國工人實在太少，如臺積電創辦人張忠謀2022 年所警告，透過將半導體制造遷往美國來尋求經濟安全，是昂貴且徒勞的做法。此外，美國補貼的520 億美元數字看似龐大，卻不足以在鳳凰城創建個自給自足的半導體生態系統。

產業政策可以發揮作用，但只有在適當情況下才能發揮作用，臺積電就是最好的證明。該文章指出，臺灣的產業規畫者明確選擇一個建立在現有製造優勢基礎上的利基市場，也沒有試圖複製當時領先的英特爾的模式，因爲具備必要設計技能的臺灣工人太少。同樣的道理，日本對臺積電的補貼很可能會成功，因爲日本已經擁有充足的熟練製造工人。

文章認爲，產業政策與戰爭一樣，也會帶來許多意想不到的後果。提供免費資金/補助可能使臺積電從一間堅持不懈地、專注於創新的公司，轉變爲一家更關心如何獲得補貼的公司。隨着臺積電試圖在鳳凰城解決問題的時間越長，管理層對其他事務的關注度就越少，這些問題非常嚴重，外傳也導致臺積電董事長劉德音於12 月辭職。

最後，該文章也點出美國芯片法案所帶來的三大風險：

首先，如果臺積電轉移關注點，失去對創新的投入，最大損失將是其客戶和供應商，其中大部分是美國公司。此外，還會阻礙AI 發展，該領域很大程度上依賴臺積電製造的先進芯片；其次，臺積電可能減少在臺產能投資，降低整個半導體產業抵禦需求衝擊的能力。

最後，臺積電可能迷失方向，以至於被另間公司取代，失去在先進半導體制造領域的領導地位。許多臺灣人已將美國芯片法案視爲美國企圖奪取臺灣技術的行動，也對美國政客對臺灣經商環境的負面評價、政局不穩時的應對迴應表示不滿。

臺積電從主導地位跌落，更進一步強化美國最終不在乎臺灣的感覺。但如果臺灣的經濟和安全受到削弱，對美國自身國家安全造成的傷害，將超過在美國實現更大半導體產能所帶來的任何利益。追根究底，臺灣安全就是美國的安全。

該評論認爲，儘管美國芯片法案初衷良好，設計卻很糟糕，非但不能在美國建立可持續發展的半導體制造集羣，反而可能對臺積電造成長期損害，最終損害臺灣經濟。美國更明智的做法是保護自身經濟安全的同時，加強臺灣經濟安全，承諾保衛臺灣，並在日本等國進行產能，可能纔是一種戰略。

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