晶片荒引發蝴蝶效應!德州暴雪「雪上加霜」,美國如何挽救晶片龍頭地位?
晶片荒引發蝴蝶效應!德州暴雪「雪上加霜」,美國如何挽救晶片龍頭地位?

一場大雪,讓原本就已吃緊的全球晶片產業雪上加霜。

美國時間2月16日,受冬季暴風雪影響,美國德州遭遇大面積的電力故障,導致大規模的停電、供電癱瘓。為在最大程度上減少電力需求,德州政府已要求當地公司、企業減少營運。德州首府奧斯汀能源供應商要求大型製造企業在氣候惡劣的情況下關閉營運,以優先保障居民和醫療產業的用電。

過去一周,美國遭遇歷史性的冬季風暴,低溫嚴寒破紀錄,數十人因此喪生。 其中,以德州電網中斷尤為嚴重,數百萬家庭面臨停電。受此影響,位於德州的數個半導體製造商,也紛紛暫停營運。

美國暴風雪
圖/ 極客公園

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三星暫時關閉位於奧斯汀的兩家半導體製造工廠,且沒有進一步恢復生產的時程表。據花旗銀行的數據顯示,奧斯汀工廠佔三星總產能約28%,是三星半導體的製造中心。因當地人才和低稅收政策,三星正考慮著一項170億美元的計劃,以擴大其在德州的半導體製造業務。

不只是三星,汽車晶片主要供應商恩智浦和英飛淩,於2月16日、17日先後關閉或縮減位於奧斯汀的工廠業務。2020年Q4汽車銷售業務占恩智浦總營收約一半的比例,截至2019年,恩智浦奧斯汀工廠占公司總產能的30%。英飛淩則生產儲存晶片,對汽車和工業產業至關重要,2019年該業務佔總營收的5%。

此外,德州還有晶片代工上游公司應用材料、射頻巨頭Qorvo、德州儀器、Flex等半導體巨頭,影響是顯而易見的。

晶片製造企業通常需要24小時不間斷的營運,由於規模和複雜性,即便是短時間內的暫停也將造成數百萬美元的損失。儘管美國晶片製造規模遜於臺灣、韓國,但在晶片短缺的關鍵期之下,也加速惡化了全球晶片的供應狀況。

全球為何掀起晶片短缺潮?

一位產業相關人員表示,「目前,整體晶圓廠的產能非常吃緊,還包括晶片的封測產能。傳導到下游,功率器件、MCU(微控制器)等供應都很緊張。」

根據媒體報導,晶圓緊缺導致「骨牌效應」,覆銅板等原材料、PCB(電子元件的支撐體)、封測、晶片都面臨漲價,中國製的晶片也受到波及,導致供應緊缺、漲價。

全球晶片的短缺,是從汽車產業開啟序幕。

2020年12月,全球汽車晶片告急,眾多汽車品牌的生產進度受到影響。奧迪、福斯、福特、戴姆勒、豐田、飛雅特克萊斯勒等汽車廠商減產、推遲部分產線的生產,甚至出現停工。1月底,特斯拉的財報揭露,晶片短缺造成特斯拉部分車型的生產困難。

Audi
圖/ Audi

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IHS數據預測,晶片短缺將造成全球2021年前三季的汽車生產將減少70萬輛。如今,晶片短缺潮已從汽車生產逐漸撲向智慧型手機在內的其他電子產品。

全球最大手機晶片供應商高通CEO艾蒙在先前的電話會議上表示,高通晶片恐怕無法滿足產業的需求,PC、汽車等聯網晶片的訂單暴漲,半導體晶片的短缺已成為常態。

全球晶片荒的背後,牽涉到多重因素的交織影響。

意法半導體、恩智浦等半導體廠商的原材料短缺,造成博世等一級供應商內建模組ESP(電子穩定程式)和ECU(引擎控制單元)等生產進度受限,最終蔓延至整個汽車產業鏈。

更重要的是,疫情和經貿的大環境因素。

「疫情推升全球對電子產品的需求激增,廠商們對後疫情需求的預測採保守態度。此外,經貿環境扭曲了整個供應鏈。美國先前的禁令引發華為大量備貨,對整個晶片產業鏈而言,延續的時間很長。而其他廠商為了填補華為的空缺,也需要大量備貨。」相關產業的研究人員這般表示。

疫情蔓延期間,企業員工在家辦公、學生使用線上學習,PC、平板等電子設備以及伺服器的銷量激增,例如蘋果iPad和Mac的銷量、英偉達伺服器的營收均創下歷史記錄。

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圖/ Apple

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此外,華為高階晶片的生產受限,手機業務遭遇困境。OPPO、vivo、小米、三星、蘋果等手機廠商,也緊急備貨以防萬一。與此同時,手機廠商們擴大產能、提高手機出貨量,以搶攻市佔率。

在綜合因素的影響之下,導致晶片產業的需求激增,已達運轉的最大負荷卻沒有備用產能,且造成汽車、手機產業的交付受到嚴重影響,可能還會引發更深層的「蝴蝶效應」。

汽車、手機遭遇產業「黑天鵝」

一位手機產業人士透露,「從去年下半年開始,無論是4G還是5G晶片,都面臨缺貨。由於通用配件緊缺,導致手機低階晶片更加緊缺。汽車晶片工藝較老,缺貨程度也相當嚴重。」該手機產業人士進一步表示,晶片短缺對手機廠商整體的戰略佈局有一定影響。

根據媒體報導,產業目前進入5G手機的階段,從去年下半年開始,5G晶片、5G手機價格下探。但受到疫情及晶片荒的影響,5G手機的發佈遭推遲,佈局未達到市場的預期,5G手機滲透率不足。換句話說,晶片廠商、手機廠商產品線的豐富度,中低階產品的時程都受到波及。

產業地震還在繼續。

根據彭博社2月11日的報導,英特爾、高通、AMD等晶片廠商組成的半導體產業協會致信拜登政府,要求美國政府透過補助金、稅收抵免等方式,為美國半導體產業提供資金,並支援晶片的國內代工,以維持美國晶片代工業的優勢地位。

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圖/ Shutterstock

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信中也提及,「包括AI人工智慧、5G、6G和量子計算在內的未來技術,美國在全球角力之中處於危險位置。」同時,中國、歐盟對晶片產業的激勵政策,也將為美國晶片產業帶來不利影響,美國政客擔憂美國的關鍵技能喪失優勢。

根據相關數據顯示,美國晶片代工的比例已從1990年的37%下降至12%。未來十年,在美國設立工廠的成本將比臺灣、韓國、新加坡高出30%,在中國建廠則便宜50%。建造一個大型晶片廠需要200億美元,遠遠超過一座航空母艦或核電站,各國政府的激勵措施使得建廠成本至少減少130億美元。

相比之下,美國晶片的激勵政策由州政府提供,與國家層面的激勵機制並不能相提並論。過去三十年,美國半導體產業的製造產能落後。一位來自德州的共和黨參議員表示,「美國半導體的製造產業穩步下降,新冠肺炎大流行則清楚地表明我們的供應鏈有多麼脆弱。」

拜登政府上任後,或許將延續川普的政策,繼續幫助台積電、三星在美國建設工廠。

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圖/ 維基百科

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一位手機產業人員表示,「美國需要設立更多高階晶片的代工廠,延續其晶片龍頭的地位。從製造企業的角度來看,廠商不願意把雞蛋放在同一個籃子裡,但晶片產業需要長期的投入才可能會有一些具體的投資報酬率。」

本文授權轉載自:極客公園
責任編輯:文潔琳

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台灣不只要用國際標準,更要參與討論!TWNIC如何培養下一代網路人才,接軌國際技術社群?
台灣不只要用國際標準,更要參與討論!TWNIC如何培養下一代網路人才,接軌國際技術社群?

打開瀏覽器、觀看串流影片,看似日常的上網行為,背後其實仰賴一套套國際網路標準運作。當網路技術持續演進,台灣除了採用這些標準,能不能進一步參與它們形成的過程?

「即便有很多事情可能要做10年才會有效果,但我想我們應該擔任這樣的角色。」TWNIC執行長余若凡指出,台灣硬體產業在全球已有亮眼成果,但對底層網路技術與國際標準的關注、參與仍有成長空間。對TWNIC而言,除了管理「.tw」、「.台灣」網域名稱與台灣IP位址資源,也希望成為台灣與國際網路社群之間的橋梁。

TWNIC 執行長余若凡
圖/ TWNIC 執行長余若凡

這也是TWNIC與國立虎尾科技大學合作舉辦IETF研習課程的背景。從IETF組織運作、RFC標準形成,到IPv6-only等新一代網路技術,課程不只協助參與者理解國際標準,更希望培養實際參與與落地的能力。透過這場合作,TWNIC也試圖串起國際社群、校園人才與產業需求,讓台灣從採用標準,進一步走向參與標準。

硬體做到世界級,下一步讓台灣人才走進標準制定現場

IETF(Internet Engineering Task Force,網際網路工程任務組)作為全球網際網路技術標準形成的重要場域,許多技術規範最終透過RFC文件發布。對TWNIC而言,台灣若能讓更多企業、學校、研究者與工程師參與,不只能更早掌握國際網路技術變化,也有機會把台灣經驗帶進國際討論。

TWNIC因此一方面把國際議題帶回台灣,另一方面也把台灣人才送出去。透過TWNIC Academy學員計畫,每年資助8位學員參與重要國際組織,時間長達一年;部分學員返台後更自主形成社群,近期一場交流活動便吸引近40位參加,背景從網路工程延伸至政策、法律及社會科學。「我們希望最終有更多人可以參與。」余若凡說。從在台培訓、實際參與國際組織到返台形成社群,TWNIC希望讓人才培育不只停留在單次課程,而能持續累積參與國際標準討論的經驗。

會設定網路還不夠,學校補上「讀懂標準」的能力

但真正想要走進IETF,光是「會用網路技術」還不夠。國立虎尾科技大學電機工程系教授兼秘書室主任秘書蘇暉凱指出,大學課堂教授TCP/IP或網路設定,多半從教科書或整理過的教材入手;真正參與國際標準討論,面對的卻是RFC等第一手技術規範。

他將其中的差距歸納成三種能力:規範閱讀、實作驗證與技術表達。工程師除了讀懂規範,也要能透過實作與工具驗證實際網路行為,最後以精準的技術英文語言與國際社群溝通。「這三種能力不是短期間就能養成。」蘇暉凱指出,因此需要逐步融入大學與研究所的課程及專題。

這也凸顯學校在合作中的角色,TWNIC負責連結國際社群、技術趨勢與參與機會,學校則把這些標準帶進人才培育與實作現場。兩者合作,才能讓「參與國際標準」從少數專家的工作,逐漸變成年輕工程師可以累積的能力。

國立虎尾科技大學電機工程系教授兼秘書室主任秘書蘇暉凱
圖/ 國立虎尾科技大學電機工程系教授兼秘書室主任秘書蘇暉凱

IPv6走向主流,校園先成為產業轉型的試驗場

IPv6正是這套合作模式的具體案例。余若凡指出,全球IPv6使用率已正式跨過五成,迎來關鍵轉折。包含越南、捷克等國皆已將全面轉向IPv6排入國家政策時程,主流行動裝置與微軟Windows作業系統也已原生支援。過去許多環境仍採取IPv4與IPv6並行的架構,隨技術、終端與轉換機制逐漸成熟,進一步走向IPv6-only的條件也開始成形。IPv6-only並不代表與既有IPv4服務切割,而是透過NAT64、DNS64等轉換機制維持連線。對產業而言,真正的問題也逐漸從「技術能不能做到」,轉向是否有足夠經驗與信心部署。

為此,TWNIC 從人才培育到校園實作,持續推動 IPv6-only 環境的應用與部署,除了自行建置 IPv6-only Demo Site,也逐步於北、中、南三地拓展示範場域與實作據點。余若凡觀察,相較於企業在商業效益尚未明朗前,對導入新技術往往較為謹慎,校園更適合作為技術驗證與人才培育的場域。透過 TWNIC 推動的實作機制,讓師生在實際環境中理解 IPv6-only 如何運作,一方面培養未來進入產業的人才,另一方面也能累積可供業界參考的部署經驗。對蘇暉凱而言,這意味著學生不能只學會 IPv6 位址格式,更要從網路維運、資安到應用發展,建立面對 IPv6 環境的完整思維。

從Demo Site、教育訓練、技術活動到實作手冊,TWNIC希望逐步降低新技術的理解與部署門檻。當IPv6走向主流,台灣面對的已不只是「網路要不要升級」;如何讓更多人才讀懂國際標準、具備實作能力,甚至走進IETF參與討論,才是台灣從標準「使用者」走向「參與者」的下一步。

IETF研習課程

TWNIC將於10月29至31日2026年臺灣網際網路研討會(TANET 2026)暨國際計算機會議(ICS)設攤展示,規劃「新世代IPv6-Only Wi-Fi無線網路體驗與建置」及「TWNIC IPv6智慧工作室(IPv6 Smart Studio)」兩大主題。歡迎各界蒞臨參觀與體驗!
詳細介紹請參閱:https://twnic.tw/blog/contents.php?id=253&lang=zh-tw

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