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蒙特克莱尔州立大学教授维什尼克:半导体成美中地缘竞争焦点
2021/9/8 17:14:05 | 浏览:221 | 评论:0

美国蒙特克莱尔州立大学政治学教授维什尼克(Elizabeth Wishnick),近日投书英文线上时事杂志《外交家》。随着半导体成为美国与中国大陆地缘政治角力的新重点,台湾的一场旱灾引发全球供应链的大地震。虽然中国大陆仅占全球半导体销售额的7.6%,但考虑北京投入大笔资金在该技术上,而中国又还没认知缺水可能造成的可怕影响,此时如果晶片制造集中区发生旱灾,后果不堪设想。

蒙特克莱尔州立大学教授维什尼克:半导体成美中地缘竞争焦点

中国已在半导体领域进行巨额投资,光2014年到2030年就高达1500亿美元。图为华进半导体封装先导技术研发中心有限公司展示该公司研发的晶片封装产品。(图/中新社)

美国蒙特克莱尔州立大学政治学教授维什尼克(Elizabeth Wishnick),近日投书英文线上时事杂志《外交家》。随着半导体成为美国与中国大陆地缘政治角力的新重点,台湾的一场旱灾引发全球供应链的大地震。虽然中国大陆仅占全球半导体销售额的7.6%,但考虑北京投入大笔资金在该技术上,而中国又还没认知缺水可能造成的可怕影响,此时如果晶片制造集中区发生旱灾,后果不堪设想。

最容易口渴的产业

文中指出,每个人都知道拿水来浇手机是项坏主义;但很少人知道,生产一支手机需要的水超过3000加仑(1加仑约3.7升)。不论是开采金属原料,用于组装与包装之后的胶水与塑胶的生产,还是之后的稀释过程,全部都需要用到水。甚至,这个数字是中国人均日用水量的10倍。

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半导体又称晶片,是驱动我们所有电子设备的小型电路,即使是手机也不例外。每块安装在手机里的集成电路,至少需要2000加仑的水才能生产。这是因为每块晶片需要超纯水的冲洗,以除去制造过程产生的碎屑(包含颗粒、二氧化矽等等),进而确保晶片免于污染。

也因此,每制造1000加仑的纯水,就需要1400到1600加仑的自然水,使半导体成为相当容易「口渴」的产业。

美国与中国角力新焦点

半导体已成为美国与中国大陆地缘政治竞争的新焦点。如果将数据比拟为当代经济的石油,人工智慧为电力;那么,将半导体视为与其他资源一样,是会产生风险的全球资源,则显得相当有道理;更何况,半导体的制造过程需要大量的水资源。

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虽然中国大陆仅占全球半导体销售额的7.6%;但大陆已在半导体领域进行巨额投资,光2014年到2030年就高达1500亿美元。资金的激增象征着北京实现科技大国的决心,但资源将成为重要制约因素。特别是,半导体生产过程需要大量水资源,而中国大陆恰恰好缺乏这一点,特别是在晶片集中制造区。

中国风险

迄今为止,北京仍持续关注如何提升国内科技水平,以减少对全球供应链的依赖。也因此,生产半导体的水资源需求还未成为中国大陆的关注焦点。甚至在川普执政、全球两大经济体贸易紧张加剧之前,中国大陆就在2015年的公布的《中国制造2025》中,胪列具体步骤已发展国内半导体能力,进而满足全国70%的生产需求。

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根据2021年7月的半导体产业协会的研究报告,由于政府对半导体的资助、补贴与税率优惠政策,中国大陆半导体正快速迎头赶上。在《十四五规划》之中,更将半导体定位为最优先的「先进科技」之一,并阐述政府整体发展方法。

然而,即使2014年北京在集成电路上投入1500亿美元,中国大陆在生产手机、笔记型电脑与其他高科技产品所需的高端晶片,仍面临重大科技障碍。专家分析,中国大陆成功问鼎半导体产业的前景一胜一负;中国在顶尖铸造法技术与物料领域落后,却在半导体晶圆代工、专业封装测试代工(OSAT)与晶片设计上具有竞争力。

全球风险

2021年台湾的一场干旱,凸显水资源在全球半导体供应链的重要性。相较之下,中国大陆的半导体政策对全球带来的风险,可从国家安全的影响、北京制定全球技术标准,以及台海风云几个层面来谈。

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先论国家安全的影响。美国认为,中国成为半导体产业的主要参与者,将为全球带来国家安全风险。这起源于中国科技企业可能与北京当局共享资讯,或为中国军事力量成长做出贡献。这种危机更因半导体科技多数具有军民两用色彩而加深。

事实上,这也是川普政府为何采取具体措施,阻止中国电信业龙头华为采购美国晶片。美国商务部更以支持军队为由,限制中国最大的晶片制造商中芯国际(SMIC)采购美国软体与零件。

就全球技术标准制定而言,美国一直向盟国与合作伙伴施压,不要使用华为技术。除了忧心国家安全受威胁外,也与华为不断努力制定全球5G技术的标准有关。 「中国标准2035」目的在让中国企业制定如数字身分工具等下一代技术的标准时,能有主导权;相较之下,直到今天美国与欧洲企业凭借着市场分享与敏锐回应商业需求,持续掌握制定标准的过程。

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在2020年12月的年度报告中,美中经济暨安全检讨委员会(U.S.-China Economic and Security Review Commission USCC)详细介绍北京政府如何透过资助产业政策,试图订定全球技术标准。

更精确的说,北京透过在外部市场提供中国企业特别待遇,同时限制国内准入并支持规范。甚至,中国利用「一带一路」提供发展援助,进而要求伙伴国家使用华为或其他中国科技,并追随北京设下的技术标准。

从台湾在半导体的地位来看,台湾也是会牵动全球供应链的重要因素。 2020年,台积电占全球半导体代工市场的55.6%,并生产全球92%的尖端晶片。为了响应美国对华为的新规定,还取消华为的订单。

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另一方面,趁着美中贸易战加剧之际,北京加强对台湾军事压力,也让半导体供应链陷入不稳定,而这正是北京不放弃武力统一的原因之一。但反面来说,台湾的半导体实力也会发挥吓阻作用,让北京不敢轻易动手以免供应链中断。

文章指出,中国大陆的军事胁迫并不能实现建立自身半导体能力的目标,甚至会让外国专家与企业退避三舍。事实上,目前中国大陆正积极挖脚台湾资讯人员,并加强对台湾产业的网路攻击。

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此外,2021年春天,多雨的台湾却赢来56年来最严重的干旱,造成全球半导体供应面临极大的危机。旱灾让生产延宕,并带来晶片短缺;更重要的是,这场旱灾引起台湾人关注水对半导体生产的重要性。

水资源风险

对中国大陆来说,确保国内生产能力与半导体数量足够并非唯一挑战,如何确保水资源足够供应半导体生产,更是令人生惧的问题。据统计,一家生产400000块电路板的工产,每天需要480万加仑的水,而这水量足可供应一座60万人的城市。

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尽管中国大陆中部近日出现前所未见的洪灾;但从整体来看,大陆的水资源处在相对不安全─中国大陆人口占全球20%,却仅有全球7%的水资源,水资源的分布更是不均。中国大陆半导体产业主要集中在北方,但该地水资源却仅占全大陆的5分之1。

除了缺水外,如何用水也是中国大陆半导体业的一大问题。根据2017年的半导体用水的研究,相较于其他国家生产商(日本、南韩、台湾与美国),不论是清洗过程还是生产过程的发电用水,中国大陆的用水量是美国的3倍。若从整个中国半导体产业来看,其占产业总用水量约27%。

文章总结,从台湾在2021年干旱中惊觉,即使拥有顶尖人才与技术,只要水资源短缺也会让生产中断;对北京来说,中国雄心万丈的半导体目标,却缺乏考虑水资源的影响,而这恐成其致命弱点。

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