半導體成美陸地緣競爭焦點 學者披露北京致命要害

陸已在半導體領域進行鉅額投資，光2014年到2030年就高達1500億美元。圖爲華進半導體封裝先導技術研發中心有限公司展示該公司研發的晶片封裝產品。(圖/中新社)

美國蒙特克萊爾州立大學政治學教授維什尼克（Elizabeth Wishnick），近日投書英文線上時事雜誌《外交家》。隨着半導體成爲美國與中國大陸地緣政治角力的新重點，臺灣的一場旱災引發全球供應鏈的大地震。雖然大陸僅佔全球半導體銷售額的7.6%，但考慮北京投入大筆資金在該技術上，而大陸又還沒認知缺水可能造成的可怕影響，此時如果晶片製造集中區發生旱災，後果不堪設想。

※最容易口渴的產業

文中指出，每個人都知道拿水來澆手機是項壞主義；但很少人知道，生產一支手機需要的水超過3000加侖。不論是開採金屬原料，用於組裝與包裝之後的膠水與塑膠的生產，還是之後的稀釋過程，全部都需要用到水。甚至，這個數字是中國人均日用水量的10倍。

半導體又稱晶片，是驅動我們所有電子設備的小型電路，即使是手機也不例外。每塊安裝在手機裡的積體電路，至少需要2000加侖的水才能生產。這是因爲每塊晶片需要超純水的沖洗，以除去製造過程產生的碎屑(包含顆粒、二氧化矽等等)，進而確保晶片免於污染。

也因此，每製造1000加侖的純水，就需要1400到1600加侖的自然水，使半導體成爲相當容易「口渴」的產業。

※美國與大陸角力新焦點

半導體已成爲美國與中國大陸地緣政治競爭的新焦點。如果將數據比擬爲當代經濟的石油，人工智慧爲電力；那麼，將半導體視爲與其他資源一樣，是會產生風險的全球資源，則顯得相當有道理；更何況，半導體的製造過程需要大量的水資源。

雖然中國大陸僅佔全球半導體銷售額的7.6%；但大陸已在半導體領域進行鉅額投資，光2014年到2030年就高達1500億美元。資金的激增象徵着北京實現科技大國的決心，但資源將成爲重要制約因素。特別是，半導體生產過程需要大量水資源，而大陸恰恰好缺乏這一點，特別是在晶片集中製造區。

※大陸的風險

迄今爲止，北京仍持續關注如何提升國內科技水平，以減少對全球供應鏈的依賴。也因此，生產半導體的水資源需求還未成爲大陸的關注焦點。甚至在川普執政、全球兩大經濟體貿易緊張加劇之前，大陸就在2015年的公佈的《中國製造2025》中，臚列具體步驟已發展國內半導體能力，進而滿足全大陸70%的生產需求。

根據2021年7月的半導體產業協會的研究報告，由於政府對半導體的資助、補貼與稅率優惠政策，大陸半導體正快速迎頭趕上。在《十四五規劃》之中，更將半導體定位爲最優先的「先進科技」之一，並闡述政府整體發展方法。

然而，即使2014年北京在積體電路上投入1500億美元，大陸在生產手機、筆記型電腦與其他高科技產品所需的高端晶片，仍面臨重大科技障礙。專家分析，大陸成功問鼎半導體產業的前景一勝一負；大陸在頂尖鑄造法技術與物料領域落後，卻在半導體晶圓代工、專業封裝測試代工(OSAT)與晶片設計上具有競爭力。

※全球風險

2021年臺灣的一場乾旱，凸顯水資源在全球半導體供應鏈的重要性。相較之下，中國大陸的半導體政策對全球帶來的風險，可從國家安全的影響、北京制定全球技術標準，以及臺海風雲幾個層面來談。

先論國家安全的影響。美國認爲，大陸成爲半導體產業的主要參與者，將爲全球帶來國家安全風險。這起源於大陸科技企業可能與北京當局共享資訊，或爲大陸軍事力量成長做出貢獻。這種危機更因半導體科技多數具有軍民兩用色彩而加深。

事實上，這也是川普政府爲何採取具體措施，阻止大陸電信業龍頭華爲採購美國晶片。美國商務部更以支持共軍爲由，限制大陸最大的晶片製造商中芯國際(SMIC)採購美國軟體與零件。

就全球技術標準制定而言，美國一直向盟國與合作伙伴施壓，不要使用華爲技術。除了憂心國家安全受威脅外，也與華爲不斷努力制定全球5G技術的標準有關。「中國標準2035」目的在讓大陸企業制定如數位身分工具等下一代技術的標準時，能有主導權；相較之下，直到今天美國與歐洲企業憑藉着市場分享與敏銳迴應商業需求，持續掌握制定標準的過程。

在2020年12月的年度報告中，美中經濟暨安全檢討委員會（U.S.-China Economic and Security Review Commission USCC）詳細介紹北京政府如何透過資助產業政策，試圖訂定全球技術標準。

更精確的說，北京透過在外部市場提供大陸企業特別待遇，同時限制國內准入並支持規範。甚至，大陸利用「一帶一路」提供發展援助，進而要求夥伴國家使用華爲或其他大陸科技，並追隨北京設下的技術標準。

從臺灣在半導體的地位來看，臺灣也是會牽動全球供應鏈的重要因素。2020年，臺積電佔全球半導體代工市場的55.6%，並生產全球92%的尖端晶片。爲了響應美國對華爲的新規定，還取消華爲的訂單。

另一方面，趁着美中貿易戰加劇之際，北京加強對臺灣軍事壓力，也讓半導體供應鏈陷入不穩定，而這正是北京不放棄武力統一的原因之一。但反面來說，臺灣的半導體實力也會發揮嚇阻作用，讓北京不敢輕易動手以免供應鏈中斷。

文章指出，大陸的軍事脅迫並不能實現建立自身半導體能力的目標，甚至會讓外國專家與企業退避三舍。事實上，目前大陸正積極挖腳臺灣資訊人員，並加強對臺灣產業的網路攻擊。

此外，2021年春天，多雨的臺灣卻贏來56年來最嚴重的乾旱，造成全球半導體供應面臨極大的危機。旱災讓生產延宕，並帶來晶片短缺；更重要的是，這場旱災引起臺灣人關注水對半導體生產的重要性。

※水資源風險

對中國大陸來說，確保國內生產能力與半導體數量足夠並非唯一挑戰，如何確保水資源足夠供應半導體生產，更是令人生懼的問題。據統計，一家生產400000塊電路板的工產，每天需要480萬加侖的水，而這水量足可供應一座600000人的城市。

儘管大陸中部近日出現前所未見的洪災；但從整體來看，大陸的水資源處在相對不安全─大陸人口占全球20%，卻僅有全球7%的水資源，水資源的分佈更是不均。大陸半導體產業主要集中在北方，但該地水資源卻僅佔全大陸的5分之1。

除了缺水外，如何用水也是大陸半導體業的一大問題。根據2017年的半導體用水的研究，相較於其他國家生產商(日本、南韓、臺灣與美國)，不論是清洗過程還是生產過程的發電用水，大陸的用水量是美國的3倍。若從整個大陸半導體產業來看，其佔產業總用水量約27%。

文章總結，從臺灣在2021年乾旱中驚覺，即使擁有頂尖人才與技術，只要水資源短缺也會讓生產中斷；對北京來說，大陸雄心萬丈的半導體目標，卻缺乏考慮水資源的影響，而這恐成其致命弱點。