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陳卓賢：由ARM併購案一周年說起，全球芯片荒下的骨牌效應

2020年9月，美國半導體巨頭輝達（Nvidia）計劃向日本軟銀，以400億美元收購旗下芯片架構公司安謀（ARM），時光飛逝，事件已過一年，但至今仍未有正式結果。這被認為是半導體行業最大的併購案，是需通過中國、英國、歐盟和美國監管部門的同意才能完成，但高通、蘋果、華為等企業都紛紛表示抵制這次併購。由此可見，芯片應用的主導權和生產芯片的能力已是國家級層面的戰略考慮，相信ARM併購案風波亦非短時間內能完滿解決。 ARM是一家總部位於英國劍橋、主要製造芯片設計和IP授權的半導體企業，為蘋果（Apple）、三星（Samsung）和高通（Qualcomm）等公司的行動設備處理器提供底層架構和芯片「動力」支援，並在2016時被日本軟銀收購。ARM的最大優勢是其架構處理器以低電耗聞名，所以全球超過95%的智能手機都在使用，並促使它成為芯片IP領域市佔率第一的企業。 併購會令ARM架構「中立性」消失 直到今天併購仍未完成，且受多方反對，是由於其手機芯片的壟斷性極高，當中尤以中國的反對聲音最大。因為有95%中國半導體企業設計芯片所使用的集成系統（SoC）是基於ARM架構，每年相關芯片放量約100億。同時，ARM在知識產權市場份額超過40%，在手機芯片的知識產權市場份額超過90%。 目前ARM是向全球芯片商及手機商採用開放授權模式，不介入不同廠商之間的競爭，以維持全球客戶中立性地位。不過，一旦Nvidia成功併購ARM，ARM就會變成美國公司的子公司，Nvidia就可進一步加大其市場壟斷。 各大科技企業要想使用ARM架構設計芯片，就必須徵得Nvidia的同意，結果ARM架構的「中立性」很大可能將不復存在，中國以至其他國家的半導體企業的發展，或受到極大的限制，各國智能手機行業的專利根基，都會捏在美國公司手中，最終現有市場格局的平衡將正式被打破。 芯片供需差持續擴大的因素 相比起全球市場競爭格局問題，現時芯片短缺的困局更需迫切應對。全球新冠疫情反復情況已超過一年半，疫情令工廠被迫間歇性停工而拖慢生產進度外，同時芯片廠商因憂慮疫情未見曙光，對前景產生不確性，於是供應鏈都傾向庫存堆積作準備，囤積居奇下，令下游對芯片的需求持續緊張，造成芯片漲價。另外，疫情的出現激活了在家工作的趨勢，直接加速企業數碼化的進程，個人電腦的應用普及化，帶動了半導體需求的增加。 另一方面，早於疫情前的2018年，中美貿易戰的發生都促成了今天芯片短缺的狀況。台積電董事長劉德音今年3月在台灣半導體產業協會（TSIA）年度會員大會時表示，他認為「中美貿易戰使供應鏈與市場佔比移轉，加上中美關係緊張，導致部分供應鏈轉移產生浪費、美國制裁華為讓其他競爭者預期可以拿到更多市佔，也因為相關制裁讓供應鏈面臨更多不確定因素，都會導致重複下單，但實際產能其實大於真正市場需求，大建產能並不能解決問題。」 中金報告就指，全球晶圓產能集中度提升，擴產較少，難以滿足爆發的需求。全球先進製程產能集中在少數晶圓廠商，手機或個人電腦等領域高端數字芯片需要先進製程，對台積電、三星等廠商依賴程度較高，因此這些地方的疫情受控程度都主導著全球芯片的供應。 第三，除疫情以外，今年的突發事件亦加劇芯片荒的出現。例如，2月時日本福島近海海域發生強震、美國半導體重鎮德克薩斯州遭遇罕見暴雪，以及半導體重鎮馬來西亞在6月時宣布「封國」，結果都令當地半導體企業被迫進入停工、停產，加劇了早已處於失衡狀態的全球芯片供需格局。 英特爾：2023年前芯片供需狀況難以健康 供需差的擴張不獨是供應方的問題，也包括需求方的因素。各國對於芯片的渴求包含了雲端計算、加密貨幣挖礦、5G產業持續成長的背景。德國芯片製造商英飛凌（Infineon）行政總裁萊因哈德．普洛斯（Reinhard Ploss）認為「半導體產業處於未知領域，在供需重新平衡前需要時間，但芯片荒肯定會持續到 2022 年。」美國芯片巨頭英特爾（Intel）行政總裁基辛格（Pat Gelsinger）更強調，「晶片缺貨問題會在今年下半年達到高峰，隨後將觸底反彈、開始改善，但2023年前芯片產能仍回不到健康的供需情況。」 國際半導體產業協會就預計，半導體設備高景氣將持續至2022年，料今年全球半導體設備市場規模將達719億美元，按年增長15.5%，其中內地半導體設備市場規模有望突破168億美元，約佔全球市場23%。至2022年，全球市場規模有望突破800億美元。以上資料都反映著，疫情下芯片市場的緊張行情，反使其成為更當旺的行業。 追趕台積電和Samsung，Intel的「IDM 2.0」計劃 憑著晶片性能高於同業的優勢，台積電和Samsung近年已為超微（AMD）、Nvidia等生產芯片，進一步擴大其市場影響力。為追趕前兩者腳步，今年Intel的發展動作尤為積極，先後宣布為高通和亞馬遜（Amazon）生產芯片，並於7月公布了擴大新晶圓代工事業的製定藍圖，名為「IDM 2.0」計劃，目標在2025年之前趕上台積電和三星。 IDM 2.0計劃的三大方針，包括：1. 利用自家工廠網絡完成多數產品生產，擴大採用第三方代工產能；2. 打造全球頂尖的的晶圓代工服務，將專門設立與客戶定制化需求的部門，聲稱7奈米製程將採用EUV技術；3. 將投入200億美元在美國亞利桑那州興建2座晶圓代工廠。 同時計劃在未來4年推出5個新世代晶片製程技術，並宣布將原本的10 奈米 Enhanced SuperFin正名為Intel 7，原先的7奈米正名為Intel 4，之後分別為Intel 3、Intel 20A、Intel 18A 等。 一直以來，Intel都堅持以奈米為基礎的製程節點命名方式，但為了於讓客戶更清楚瞭解Intel的產品優勢，這次終於決定與業界達成一致性，採用目前的數字製程命名方式，給予客戶更精確認知，改名目的明顯是衝著台積電等巨頭而來。 然而，Intel仍需面對計劃實際執行時的種種難題，例如：晶圓代工部門與設計部門整合，與客戶合作緊密程度，甚至在下訂單給第三方，能否有辦法補足英特爾在成熟製程上的不足？還有在歐美生產的高額成本？相信這些都是有待解決，能否如願切實執行，不妨拭目以待。 生產重心逐步轉移至中國 現時台灣半導體產能約佔全球半導體市場的四分之一，當地的晶圓代工、封裝測試產值全球第一，IC設計全球第二，但台灣疫情至今仍然持續，全球芯片生產的重心已經出現轉移，而疫情控制最理想的中國無疑成了最佳之地，因此國產芯片企業亦受益不少。例如中芯國際今年第一季整體產能利用率就達到98.7%，而且在4月時通知客戶已下單但未上線的定單將全線加價，整體加幅約為15%至30%之間。 不過，亦不是所有製造芯片的國企都前途一片光明。今年7月，曾揚言要入股台灣三間上市封裝測試企業、宣稱要併購晶圓代工龍頭台積電、買下 IC 設計大廠聯發科的中國紫光集團，就因資產不足清償債務，且明顯缺乏清償能力，遭債權人申請破產重整。 為拯救這間中國最大的半導體集團不會走向破產命運，市場已傳出阿里巴巴等巨企會成為白武士入股紫光集團。近年中美貿戰已成為各國科技競賽的預警，半導體更是決定成敗的重要關鍵，倘若紫光集團遭破產清算，必然會對中國半導體發展帶來嚴重衝擊。為顧國力的競爭性，中國政府理應不會讓紫光集團破產，因此透過配合其他企業去間接救助紫光，也未嘗不是最有利於中國半導體市場前景發展的方法。 IT諮詢公司Gartner預計，到2025年，按收入來計算，中國半導體廠商佔中國半導體市場份額會較2020年水平翻倍，從15%增至30%；到2023年，資本對中國芯片企業的投資規模將較2020年規模增長80%。但要支撐新一代芯片技術的新材料製造需要整個芯片供應鏈的支持，當中要包括光刻機在內的先進設備和生產工具的支持，所以中國要邁向高端芯片製造仍需要給產業和人才發展的時間。 疫情令全球新款手機數下降 進入2021下半年，多國新冠疫情隨著變種病毒開始突破疫苗障壁而反彈，這不但抑制消費者支出，也影響到新手機生產，導致新手機發表數下降：今年上半年全球共推出約310款手機，較去年同期的370款減少18%。 Counterpoint Research估計，下半年的全球手機出貨量估計只會年增1.3%至7.71億部，原因是零組件短缺抑制了下半年的銷售增幅。分析指，現時手機製造商除了在採購各種半導體，例如4G和5G芯片組等有難度外，就連電源管理芯片、顯示驅動器、應用處理器都開始面臨困難。即使是全球最大智能手機製造商三星電子，亦正遭遇關鍵組件採購問題，導致出貨量較上季大減20%，Google也限制Pixel [...]