黑天鵝橫空出世 供應鏈醞釀新局
就在全世界華人歡度農曆春節的前夕,一隻黑天鵝橫空出世,讓全球科技產業進入極凍模式。由中國高考狀元梁文鋒領軍的DeepSeek以較低階的晶片組合,在回答數理問題與邏輯推理的能力上超越Open AI,讓在人工智慧領域遙遙領先的美國似乎失去了領先優勢,NVIDIA股價暴跌,美國白宮也示警,認為美國在人工智慧領域只有領先中國3~6個月。有人在檢討晶片流向中國的路徑,探索中國如何以不到200人的頂尖人才打敗了矽谷一幫傲視全球的科技公司呢?來自中國的傳媒說,這個團隊是從最頂尖的人才中再篩選出1%的絕對高手,打敗了矽谷99.99%的科技公司。在愛國主義的驅動下,中國有用不完的頂尖人才,號稱不是尖子不用、創辦於2023年的團隊,用不到兩年的時間創造了科技史上難得一見的奇蹟。如果DeepSeek的AI平台禁得起市場的考驗,可以用較少的算力創造出一樣的效率,那麼我們就不需要那麼多來自NVIDIA的晶片,而原來緊繃的台積電產能也將快速抒解,這也是台積電也在黑天鵝出世時,在美國ADR的股價暴跌13.3%的原因。上游的晶片產業受創最大,但很少人去探索AI伺服器與各種邊緣運算的商機會不會出現典範轉移的新局。當重心從伺服器轉移到邊緣運算的終端設備時,紅色供應鏈可能更具優勢。全球有上兆美元的資金投入AI相關領域,過去絕大多數流入以算力為目標的IT基礎建設,網路巨擘主導資源的流向,投入邊緣運算的比重相對較低。如今DeepSeek的出現,舒緩了算力不足的壓力,資金就可能分頭流入手機、筆電,甚至流入以無人機、電動車、人形機器人、智慧眼鏡等新興領域的邊緣運算,而這些領域都是中國廠商近幾年即早佈局的潛力事業。我們可以從剛剛結束不久的CES展中看到端倪,智慧眼鏡的百鏡大戰,中國廠商才是主角,遑論已經在西方世界掀起滔天巨浪的電動車、無人機產業,而我們也無法忽視中國廠商在人形機器人的顯著地位。相較於台商緊緊的依偎在NVIDIA發展伺服器上下游產業,搶攻高毛利、量產訂單的經營脈絡,中國新銳企業反倒積極佈局前端的邊緣運算商機。這些多元的需求,在DeepSeek出現之後可能迎來新的商機,也改變整個行業的生態。如果中國從基礎算力到邊緣運算都能與美國平起平坐,那麼我們可以預期更激烈的美中貿易大戰不會舒緩,未來10年、20年的國際關係將會進一步激化,科技業成為新冷戰競逐的主戰場,而我們也會離和平,與優質分配的繁榮越來越遠。
2D FET:2D材料的考量
2D材料代表物質石墨烯(graphene)在2004年被發現,迄今已逾20餘年。2D材料能被迅速被推上半導體界元件研發檯面,學術界功不可沒,未來還會是如此。 2D材料為何會被應用於半導體先進元件的製程之中?原因還是要克服先進製程的短通道效應(Short Channel Effect;SCE)的負面效果。 在通道尺度的微縮過程中,通道厚度也必須跟著持續微縮,就是減薄。但是變薄的通道會造成新的問題。首先,它會使SCE益發嚴重。另外,量子效應出來了。 具體的SCE相關負面效應包括漏電流(leakage current)增加、閾值電壓變化(threshold voltage variability)、汲極感應勢壘降低(Drain-Induced Barrier Lowering;DIBL)、載子(carriers;電子或電洞)通道狹窄等。 量子效應則主要指量子限制(quantum confinement),會在通道裡形成新的離散能階(discrete energy levels),因而使載子容易發生散射,降低載子的遷移率。 用2D材料來替代過於單薄的矽通道有點令人匪夷所思,因為2D材料乃是至薄之物-它只有單一層(monolayer)原分子。 以下面將述及的MoS2為例,它一層的厚度僅有0.7nm。 2D材料能夠當成通道使用是因為2D材料的主要特性之一:它的原分子所形成二維的平面中,所有原分子的共價鍵在形成二維平面時完全與鄰近原分子相互結合而耗盡,沒有多餘的、空閒的懸空鍵(dangling bond)。因而如果堆疊多層2D材料-譬如堆疊多層石墨烯變成石墨,層與層之間也只會產生微弱的凡德瓦力(van de Waals force;基於兩層之間電偶極相互吸引的力,遠比兩層材料直接鍵結的力為弱),這是為什麼石墨烯可以從石墨塊材上用透明膠帶(scotch tape)先粘住,然後再只撕一層石墨烯下來的原因。 材料若帶有懸空鍵,容易吸附、聚積載子,對於流經附近的載子容易發生散射,降低載子遷移率,增加電阻及功耗。2D材料顯然沒有這個問題。像最先發現的石墨烯由於等效電子質量為0,遷移率高達106 cm2/Vs,接近光速的100分之1。可惜石墨烯是半金屬(semimetal),也就是說即使FET閘極不施加電壓,通道還是導電的。它不是可以用電場控制開關的半導體。 從已知的2D材料中選取合適的通道材料有講究的,在傳導性質上它先得是個半導體,再者它的載子遷移率要高,這是當FET通道的起碼條件。 2D材料中有一個族群叫過渡金屬二硫屬化合物(Transition Metal Dichalcogenide;TMD),這是學術界最先研究的領域之一。經過上述兩個條件的篩選,二硫化鉬(molybdenum disulfide;MoS2)適合做n-FET的通道材料;二硒化鎢(tungsten diselenide;WSe2)則適合p-FET,原因是2種2D材料在成長過程中如果有自然缺陷(defects)的話,容易形成相對的n、p電性,效果有如n、p摻雜(doping)。 有了合適半導體材料當通道後,還得有合適的金屬與之匹配,在通道兩邊才能形成源極和汲極。主要的考量是在通道和金屬之間要能夠形成較低的肖特基勢壘高度(Schottky barrier height),使得載子能順利通過介面、降低電阻和功耗。依此選擇條件,適合MoS2的金屬材料為銅(Cu)和鈦(Ti),適合WSe2的金屬材料為鉑(Pt)和鈀(Pd)。 不過以上的材料考量是基於原先僅有已知1,000餘種2D材料時的最佳材料選擇。2024年發表的學術論文中,AI一口氣又搜尋出50,000多種新2D材料,工程上的選擇得重新評量一番。 在選定源極、通道、汲極的材料之後,自然還有許多的工程問題要著手解決,譬如如何將2D材料置放於晶圓上?先在其它地方生產然後轉印(transfer)到二氧化矽上,抑或者直接在二氧化矽上直接用傳統半導體工藝長薄膜?前者工序繁複,後者缺陷較多;工程從來都是妥協與取捨的考量。 2D FET什麼時候會上場呢?Imec的技術路線路顯示是在CFET之後;亦即在A7之後逐漸入場,到A2成為主流。 聽起來有點天方夜譚,但是別讓那些已經與現實量度完全脫節的節點命名所迷惑;N2不是真的2nm,A2也不是2 Angstroms。A2節點的半金屬間距(half metal pitch;過去最早用以描述製程真實臨界尺度的量度)大概在6~8nm之間,這長度至少還容得下25~30個MoS2分子共價鍵。 再進一步的2D FET演化可以是用2D金屬材料來做源極和汲極,形成真正的2D FET—各FET全都落在一個單層平面之內了。材料選擇的考慮因素除了上述儘量降低介面之間的肖特基勢壘外,還要注意介面兩邊的晶格型態以及晶格常數是否可以容許順利的鍵接。這些工程問題的解決方式的線索,首先來自於第一原理計算(first principles calculation)以及AI的材料搜尋,計算力變成工程實驗的先導。 這裡我們看到一個半導體產業有趣的現象。先進製程的應用絕大部份是為了高效能、AI晶片的製造,而這些晶片反過來又被用於半導體製程良率的提升以及新材料的開發。這是一個關係密切的良性循環,也許是半導體產業還能持續往more Moore這條路繼續前進的新動力。
2D FET:先進製程面臨的挑戰
在2024年底剛開過IEDM的主題演講(keynote speech),二維場效電晶體(2D Field Effect Transistor;2D FET)及奈米碳管(carbon nanotube)被提起可能成為邏輯製程的未來技術。奈米碳管FET在1998年被倡議後,逾1/4世紀終於初露曙光,原因是奈米碳管的管徑在製造過程中已經可以被有效控制。但是我認為2D FET是可能性更高的未來邏輯製程技術;除了產業界努力的推進研發之外,學術界對於2D材料地毯式的搜索以及物理、化學定性也發揮相當大的作用。2D FET是2D維材料—僅有單層(monolayer)原分子的構造—做為通道(channel)材料的FET。1個FET中,一邊有源極(source)做為訊號載子(carriers;可以是電子或電洞)的來源,其傳導性質是金屬;中間是矽,傳導性質是半導體;另一邊是汲極(drain),用來收集載子,其傳導性質也是金屬。通道上的是二氧化矽,再上層的是閘極(gate),傳導性質是導電的。閘極施加電壓超過閾值電壓(threshold voltage)後,其電場會影響底下半導體的能帶(bandgap)分布,令其變成導體,載子就可以從源極流經通道抵達汲極被收集。2D FET就是用2D半導體材料來替代矽半導體,這實在是一次半導體產業本質上的顛覆:原來選擇矽晶圓材料最主要的理由就是矽是最合適的通道半導體材料,現在還使用矽當基材的原因則是過去圍繞著矽所發展出來龐大的工程製造體系以及設備和智財。體系和投資都太龐大了,輕易動不得。為什麼要使用2D半導體材料呢?這一切都要從短道效應(Short Channel Effect;SCE)談起。SCE是指製程微縮時,通道的長度隨之變短,因而產生對原先FET設計時預期功能的負面效應。原因是通道兩邊源極和汲極的電性已開始影響二者中間通道的性能表現了。SCE並不是新課題,它從80年代開始、或者1um製程時就開始對製程微縮的工程形成持續的挑戰。1um有多「短」?矽的共價鍵長度是0.234um,1um是400多個矽原子,理論上它就是個塊材(bulk materials),但是IC設計工程師就發現汲極感應勢壘降低(Drain-Induced Barrier Lowering;DIBL)、閾值電壓滾降(threshold voltage roll-off)及亞閾值露電增加(increased subthreshold leakage)。用白話說,FET不太受控制,電壓沒提升到設定值就自行部分開啟,漏電了。到了0.5um問題變得更加尖銳,除了以上的問題,因為通道變得更短,另外還產生熱載子注入(hot carrier injection)—載子因源極和汲極的高電場、克服材料位勢,跑到它不應該去的地方,譬如通道上方的氧化層,降低FET元件的性能及可靠性。這些問題就是邏輯製程微縮所要面臨的主要挑戰之一。早期的解決方案包括輕摻雜汲極(lightly doped drain)、柵氧化層厚度的改進(refinements in gate oxide thickness)、對通道的施以應力(strained channel)以提高其電子遷移率(electron mobility)、逆行井(retrograde well)、光環植入(halo implant)、雙柵極氧化物(dual gate oxides)、淺構槽隔離(shallow trench isolation)等原先等較傳統的半導體工程手段。到了更近年,問題益發嚴峻,比較不同的工程辦法產生了:一是採用不同的材料,譬如以金屬氮化鈦(TiN)替代導電的複晶(polysilicon),並佐以高介電質材料(high k dielectric materials)二氧化鉿(HfO2)代替原先氧化層的材料二氧化矽,用以重拾對通道開關電流的控制。另一個方向是大幅改造FET的結構,譬如在14nm變為主流的FinFET(鮨式FET),其本身就是3D結構,用以替代原先的2D平面結構(2D planar),這樣的想法持續進行中,包括現在正在量產的GAA nanosheet(環柵奈米片)以及未來的CFET(complementary FET;將NFET及PFET以堆疊而非並排的方式結合,以節省一半的晶粒尺寸),都是以新的結構來持續推進FET的效能、功耗以及面積的表現。這方面的製程推進雖然與beyond Moore的先進封裝不同而被稱為more Moore,但是可以發現現在其技術創造經濟價值的方法,已與較狹義的微縮以及傳統半導體工程手段的方式有所不同:是利用新材料、新元件架構乃至於新物理機制創造新經濟價值。這也意味著半導體研發競爭開啟典範轉移的新篇章。
卜瓦松:計數型AI分析的萬靈丹
人工智慧和機器學習中使用到卜瓦松分布(Poisson Distribution)。在貝葉斯推論(Bayesian inference),機率分布經常被用來解決原本難以處理的問題。其中一個具體的應用是卜瓦松迴歸,這是一種專門用於建模計數數據的迴歸分析方法。例如,卜瓦松迴歸可用於估算與搭乘飛機相關的感冒次數,或預測某個事件期間的緊急服務呼叫次數。卜瓦松迴歸是一種廣義線性模型,其使用對數作為(典型)連結函數,並假設反應變數遵循卜瓦松分布作為其機率分布函數。卜瓦松分布提供簡單而有效的數學框架,使得計數型AI分析變得更加精準和可解釋。這個分布以發明者卜瓦松(Siméon Denis Poisson, 1781~1840)命名。我2015年參訪巴黎的法蘭西科學院(Académie des Sciences) 時,意外地看到卜瓦松的手稿。卜瓦松出生於法國的皮蒂維耶,自幼展現出非凡的數學才能,迅速成為19世紀最具影響力的數學家之一。他在機率論和解析力學方面做出突破性貢獻,在數學和物理學界留下深遠影響。他的卓越才能、謙遜和對知識的奉獻繼續激勵著數學家和科學家,改變我們對機率、數理物理和解析力學的理解。1838年,他發表卜瓦松分布,這是一種適合描述單位時間內隨機事件發生次數的機率分布。起初,卜瓦松分布並未有很多實際應用。波特凱維茨(Ladislaus Bortkiewicz, 1868~1931) 利用卜瓦松分布公式計算在20年的期間裡,每年普魯士軍隊每14名騎兵中被馬踢死的人數。這是一個有趣的例子,但並非日常生活中適切的應用。後來,科學家發現卜瓦松分布可以廣泛用於描述隨機離散事件的發生,在物理學、生物學和金融學等領域證明其實用性。例如,在分析電話網路的效能時,卜瓦松分布如同萬靈丹。我在處理單位時間的通話次數時,總是先套用卜瓦松分布,事後驗證,結果總是正確無誤。1798年,卜瓦松以第一名成績考進巴黎綜合理工學院,追隨老師拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace) 的足跡,兩人情同父子。卜瓦松和拉普拉斯合作促成開創性的研究論文和各自領域的進一步發展。卜瓦松往往能將拉普拉斯的研究成果加以擴展。例如,我在進行電話系統效能評估時,常會用到拉普拉斯方程式及卜瓦松方程式。拉普拉斯方程式沒有源項(source term),這意味著它是齊次的(homogeneous)。卜瓦松方程式有源項,這意味著拉普拉斯算子(Laplacian) 應用於一個標量值函數(scalar valued function) 時不一定為零。卜瓦松方程式本質上是拉普拉斯方程式的一種廣義形式。儘管擁有巨大的才華和成就,卜瓦松以其謙遜、低調和對工作的奉獻著稱。他保持謙遜,專注於知識的追求。卜瓦松的遺產超越他的數學和科學成就,對學習的熱情和對知識追求的奉獻激勵著全世界有志於數學和科學的人。 人生只有兩樣美好的事情:發現數學和教數學。—卜瓦松
半導體成熟製程大聯盟
最近美國對中國的半導體產業祭出301條款,目標鎖定的是半導體的成熟製程。成熟製程的定義有點模糊,總之是以中國能做到的製程節點為依歸,所以廣義的是15奈米,狹義的就是7奈米。個人在2022年5月的電子時報曾寫過篇文章,論述到2030年時,台積電、三星電子(Samsung Electronics)及英特爾(Intel)三家公司在先進製程中不會有太大的差異,台積電會領先的是先進封裝;而成熟製程會是中國的天下。雖然目前台積電在先進製程是遙遙領先對手,但最近三星在4奈米的製程,良率已明顯提升,英特爾目前雖仍裹足不前。但是這些擁有充分底蘊的大公司,一旦整軍經武完成就會蓄勢待發,不容我們小覷。中國這幾年幾乎是以每年10座的12吋成熟製程晶圓廠的速度增加,再加上第三類半導體SiC及GaN的積極投入,對全球所有成熟製程的晶圓廠產生莫大的威脅。台灣在成熟製程的8吋及12吋晶圓廠,粗估有30座左右,且大半以晶圓代工為主,我們該如何面對中國排山倒海而來的挑戰呢?我們先來分析幾件重要的事實:為什麼在台灣同樣是成熟製程的晶圓代工,世界先進的營運表現就比其他公司來的好?你也許直覺地認為是因為有台積電的庇蔭,事實卻非如此。反而是因為台積電限制世界先進往邏輯製程方向發展,必須得專注於類比及功率IC的開發,專注的晶圓代工形成差異化。相對於普遍性的晶圓代工模式,世界先進的營運績效自然比較佳。先撇開地緣政治不談。我們也注意到,最近幾件到國外設立成熟製程的晶圓代工廠,都不約而同地與所在地的大公司形成策略聯盟及投資。如台積電在日本與Sony、豐田(Toyota)、電裝(Denso)合作,在歐洲就與英飛凌(Infineon)、博世(Bosch)等公司合作,世界先進在新加坡也是與恩智浦(NXP)合作。唯獨台積電在美國的先進製程廠是獨資。所以在半導體的先進製程的開發,驅動力來自於客戶端的需求;而成熟製程就需要與客戶拉幫結夥了。這就如同約30年前,8吋晶圓廠剛興起之際,聯電與其客戶共同成立聯誠、聯瑞等公司,如出一轍。專注及與客戶端策略聯盟,形成成熟製程晶圓廠可思考的策略方向。但是回到台灣的30座成熟製程晶圓廠,又該如何了呢?從地緣政治的角度而言,國外的大客戶都希望晶圓能在台灣以外的地區生產,勢必很難與這30座晶圓廠形成策略聯盟,台灣本地的企業有可能嗎?答案是有可能的,而且還不只一個產業。事實上台灣在電源供應(power supply)產業佔有舉足輕重的角色,全球前四大的供應商都在台灣。電源供應最近也遇上典範轉移,不論就電動車或是AI資料中心,所需要的電源功率是愈來愈大,且功率密度愈來愈高,再加上轉換效率的要求,半導體晶圓包括SiC及GaN在電源供應產業也就愈來愈重要,佔比愈來愈大。別忘了台灣還有全球第一的半導體封裝業,這些若能整合在一起,不就形成完整的閉環(closed loop)生態圈。另一個有機會的產業是矽光子。台灣的高等教育培養30多年的光電人才,而矽光子技術高度仰賴半導體製程及封裝技術,這些都是我們的強項,卻缺乏適當的整合。台積電在先進製程上成立個產業大聯盟,整合供應鏈端的諸多廠商。在半導體成熟製程上,也有必要成立另一個大聯盟,以整合在系統應用端的客戶。個人認為幾乎百工百業都需要半導體,而從應用端所需求的元件或IC,都會找到它所合適的晶圓廠來生產,不論是8吋或12吋,先進或成熟製程,Si、SiC或GaN。生命會找到自己最合適的出路。如果我們只會做晶圓代工,就無法窺知在應用端生命的奧祕,也就失去機會。中華隊勇奪世界棒球12強的冠軍,教練團能跳脫選秀的窠臼,大膽地任用有潛力的新秀。我們的半導體成熟製程也是時候,需要有前瞻且突破性的思考與作為了。
日本發展先進半導體製造的挑戰
日本的半導體產業還遠不到需要文藝復興的程度,中世記的黑暗從未來過。在上游的半導體材料市場日本仍佔近一半,處於絶對宰制的地位;機器設備市場也佔3分之1左右,仍然有很強的話語權。在NAND Flash、功率元件、車用半導體等元件領域均名列前茅,CIS亦如半導體材料一樣,撐起半邊天。 即使是日本自己認為積弱的半導體製造,也只是停滯在40奈米。當年只因為研發的規模不夠,所以停滯不前。如今事隔多年,想要重新推動鄰接世代技術比當年要簡單多了。但是日本志在先進製程。 肩負重振日本半導體先進製造重任的是Rapidus。Rapidus會長東哲郎曾說Rapidus面臨3個挑戰, 東哲郎還說他當初也考慮過發展成熟製程,他講的成熟製程大概是7~28奈米之間的製程。他的顧慮是既存公司的設備大概已折舊殆盡,Rapidus以一個新進者使用新設備、高折舊費會讓競爭增加難度。 這個理由其實沒有那麼決定性,卻恰巧幸運的避開自2018年中美貿易戰後中國廠商對於半導體製程設備的連續防禦性備貨採購。這些積累的設備採購當然會轉變成產能。到了2027年時,預計中國的成熟製程產能會佔全世界的一半。而成熟製程市場的紅海其實早已開始了,看看各成熟製程代工廠的稼動率雖然維持高檔,而利潤率都逐漸下滑即可知曉。這是一個Rapidus幸運的正確抉擇。 東哲郎認為Rapidus主要的挑戰有三:技術是否能真正量產、客戶與市場定位以及籌資問題。在我來看,問題還可以再簡化。第一個是是否可以研發出2奈米製程的原型(prototype)?以日本過去的積累以及科技的實力,我認為答案是肯定的,只是時間長短的問題。但是能否進入量產,有經驗的問題,也有客戶的問題。 Rapidus的合作夥伴多是比較像研究機構的單位,像IBM、Imec、Leti等。譬如IBM最後的量產技術節點22奈米 SOI都是近10年以前的事了。之後在量產技術發生的重大變化包括AI、與先進封裝的整合等大概率是有知識、沒實務經驗的。這一點會讓量產的過程走得比較艱辛。 量產的過程需要有適合的產品來驗証製程,這個條件的成就,和顧戶與公司的定位有關。 從時間的縱深以及產業的格局來看,Rapidus的挑戰還有2個,一個是重新切入半導體先進製造的時間,一個是規模經濟,而這二者是相互關連的。 Rapidus從2奈米做起,這已相當接近摩爾定律的後段;想一想,矽的共價鍵長度不過也只0.234奈米,2奈米的長度也不過只是8個矽共價鍵長。雖然現在因為電晶體有3D結構,技術節點的命名並不真的代表臨界尺度(critical dimension),但是製程的進展已不能用簡單的微縮(shrinking)二字來形容。 從14奈米的FinFET,製程從平面變得立體;3奈米後,製程變成GAA nanosheet;A71下可能會改採CFET;A3以下有可能採取2D FET。 這些製程的推進與以前製程演進式的微縮大不相同。每一次新製程的元件都在電晶體結構、甚至在材料上有突變式的變遷。更要命的是這些變遷往往只能支撐個2、3個世代。 2、3個世代就要量子式躍遷的製程推進,意味著龐大的研究經費以及快速的研發經費攤提。這一切都需要從營業利得去找回,這也看出規模經濟的必要性。 然後東哲郎的另外2個挑戰就自然浮現了。 Rapidus的原始資金73億日圓由8家商社分攤。從2022年以來迄今日本政府投入近1兆日圓,原始資金與之相較顯得微不足道,但這只是就到2027年每月量產25,000片的花費。之後的擴張產能以及下世代製程的研發—如果是一家正常的資本主義商業公司—要從自己的盈餘中去投入、或另行募資。 照半導體產業過去的經驗,一家公司的營業額若佔全世界市場15%以上,就有能力做持續的、獨立的先進製程研發。這也解釋為什麼許多代工業者都策略性的止步於14奈米。上述的15%是在過往製程以微縮方式發展的年代的數據,對於現在快速變遷的先進製程,市佔率可能要更高一些,才可能攢夠錢做下世代製程研發。 製程研發所需要規模經濟讓Rapidus在市場定位上陷入兩難:如果維持較小營運規模,的確可以依靠利基市場存活,但是無法積存足夠盈餘持續做下世代製程研發;如果要擴大市佔率,勢必要進入主流市場及製程,無可避免的要與壟斷市場的寡頭直接交火。對於一家新創,這樣的自我定位可不妙。 所以Rapidus遇到的3個挑戰其實只是日本選擇在最困難的時間重回半導體製造環節:製程量子躍遷、產業近乎壟斷。如果在65、40奈米的時節重返,日子可能好些,但是歷史沒有如果。 所幸也因為晶圓製造環節製程發展困難,半導體產業創造價值的重擔有一部分逐漸由先進封裝肩挑起來,而先進封裝是日本過去的強項之一,這也許是機會之一。
挑戰未知 迎接媒體3.0的新時代
2024年的最後一天,也是《電子時報》紙媒的最後一天,我們向支持《電子時報》的讀者告別,並宣示將以大椽-DIGITIMES全面的數位知識服務平台提供更專業、有效的服務。2024年是公司營收續創新高的年度,2019年之後的五年內,大椽-DIGITIMES營收、獲利倍增,對很多經營者而言,穩定成長,那又何必改弦更張呢?一如既往,我堅信所有的科技都不可靠,唯一可靠的是學習新科技的能力。不斷的挑戰自己,拋棄穩定、可行,但不一定是符合未來價值的事業模式則需要更大的勇氣與企圖心。我知道彎道超車仍有可能,但我更服膺學習曲線,相信只要保持經營銳氣,不斷的造自己的反,就是企業持盈保泰的黃金法則。1998年創業以來,《電子時報》在媒體的黑暗時代中掙扎,27年來台灣的電子業風風雨雨,歷經過亞洲金融風暴、網路泡沫、產業外移、SARS、金融海嘯、COVID-19,以及美中貿易大戰。但科技業總部90%集中在新竹、台北一小時車程內的優勢,讓日報型的紙媒營運仍為可能。然而,我們很明顯感受到不斷進化中的聯網系統,已經進入到我們擷取、傳遞資訊的工作細節中,並深刻的影響了企業運作型態。例如,送報生不再送報,他們加入吳柏毅(Uber Eats)的行列,創業之初我們很難想像傅胖達(Foodpanda)這種美食快遞竟然成為終結台灣送報體系的元兇,而傳統紙媒的廣告、發行營收驟減,更是帶動傳統媒體必須徹底變革的關鍵要素。大椽-DIGITIMES體量小、單價高,又從創業第一天起就將所有的文字、圖表、客戶行為數據化,我們幾乎從未因「數位轉型」而苦,在模組化的數據,與獨特的經營模式背後,我相信大椽-DIGITIMES擁有最好的彈性與經驗面對人工智慧時代的來臨,唯一需要補強的反而是經營團隊的智慧與勇氣。虛擬到府的新媒體時代1950年誕生的《徵信新聞》是現代台灣媒體1.0的濫觴。在人均所得只有200美元的時代,只有富裕的家庭會訂一份報紙,每一份報紙的傳閱量與價值,決定了那個時代的輿論走向,影響力不言可喻。1988年報禁解除之後,百花齊放,之後的十年,也是台灣媒體界黃金半世紀的最後十年。千禧年之前,網路興起,開啟了傳統紙媒與網路媒體大亂鬥的「媒體2.0」新紀元。這也是媒體黑暗時代的開端,而我與大椽-DIGITIMES的團隊,就在最不好的時刻參與這場世紀的變革。前20年在暗黑的隧道中摸索,乏善可陳,直到2016年之後,才掌握如何虛實並進、國內外雙軌,善用即時新聞與研究報告交錯的事業模式,建立了「媒體2.0」企業往「媒體3.0」邁進的基礎。我想像中的「媒體3.0」,是在ChatGPT與人工智慧、雲端服務相繼成熟之後媒體可能的因應之道。當大語言模型(LLM)越來越成熟時,企業用戶希望透過資訊的搜尋、問答取得企業經營決策資訊時,用戶們一邊讚美人工智慧可能帶來新的時代,一邊會憂心資訊焦慮與資訊安全的問題,而一般的媒體更憂心從內容創作到客戶行為都將再面對一次被大時代煎熬的考驗。我們能想像把整個DIGITIMES搬到客戶家裡,提供查詢資訊的可能性嗎?在虛實整合的架構下,虛擬提供每日更新的資料,又在關鍵時刻能提出洞見(Insights)的見解,可能嗎?其他行業或許很困難,一旦定義在電子業與未來科技領域的範圍內,又能同時掌握國內外客戶需求的經營模式,將是未來大椽-DIGITIMES邁向「媒體3.0」的佈局戰略。(本文作者為DIGITIMES電子時報創辦人)
從《電子時報》到大椽DIGITIMES的策略轉進
定義、定位、定價創業27年來,我常以「定義、定位、定價」六個字,不斷檢視事業經營上的關鍵課題。事業的「定義」上我們與眾不同,我常說《電子時報》是台灣唯一的產業報,既然決心要以「資料庫」取勝,資訊品質與內容的定義就十分的重要。如創刊不久《電子時報》即取消股票版,我深信每日股價不同,讀者觀察產業的角度與基準點就會不同。我們也堅持就算是網路時代,「流量」並非唯一考量,獨家新聞也不一定是王道。企業用戶透過網路查詢關鍵資訊的信賴度、周延性,才是現代數位媒體與資料庫經營者不可疏忽的環節。在「定位」上,打從創業第一天起我們就是週休二日的報紙,我們是台灣最小的報社,但讀者群是台灣所得最高、教育程度最高的一群人。週末不上班,沒有受採訪的對象、沒有讀者、沒有廣告,同仁不想上班,我也不想上班,為什麼要出報呢?「客戶導向」的簡單理由,不僅讓員工、讀者休養生息,對初創的大椽-DIGITIMES而言,減少的不僅僅是7分之2的營運成本,不必面對週末高成本、低效率的發行作業,其實也是我們在媒體黑暗時代中存活關鍵之一。我相信一點點的差異,也能讓我們與眾不同。我又說:「亞馬遜(Amazon)是假裝成零售商的網路巨擘;電子時報(DIGITIMES)是假裝成報社的專業資訊服務供應商」。我們想打破傳統媒體仰賴廣告的既定框架,改以知識與獨特的定位,創造出不同的價值,並爭取讀者群願意以「價格」回饋經營的市場機制。2024年中,我們維持每天發刊日約100則科技新聞,加上這一整年344份橫跨半導體、AI伺服器、電動車、筆電、手機等不同領域的研究報告,共構成全球規模最大的「ICT供應鏈」訊息來源與資料庫。「定價」的掙扎與演化定義、定位不難,但網路資訊氾濫的時代,放眼全世界,大椽-DIGITIMES的定價策略幾乎是個例外。美國是主導全球政治、產經結構的領導大國,其政府、企業動見觀瞻,美國的主流媒體如紐約時報、華爾街日報(WSJ)不僅擁有本土龐大市場,政經領袖的偏好、受訪意願,都能以全球需求定義出高高在上的事業模式,但這絕對不是以台灣為主場的大椽-DIGITIMES可以複製學習的。儘管如此,這些全球頂流的報社,每年訂閱費不過數十美元。台灣國小民寡,如一味的抄襲中美大國才有優勢的戰略,那只是自取滅亡之道而已。我選擇以B2B的模式,嘗試爭取企業訂戶以每家營業額10萬分之1、1萬分之1支付專業資訊費用的目標,在企業賺錢的前一步支付收集資料的微薄費用。中美經濟可以仰賴供給端、需求端的雙向商機,台灣體量雖小,但電子業的規模與成長潛力毋庸置疑,市場存在深具潛力的價值,只是我們需要補強的是專業知識、服務框架,以及堅定的經營信念。創業之初,我就以專業定義事業模式,建構高品質的服務內容,並以此說服客戶付出較好的代價支撐超過200人的團隊。每日100則上下的產業新聞,強調的是每日更新的數據、產業動態,300份以上的研究報告,不僅代表深度分析,也是我們定義事業模式,以及與他人不同的戰略武器。唯有經驗豐富的老師傅,知道如何定義研究主題、分配工作、排班生產,並與即時新聞互補,形成多元共構的資料庫服務體系。擷取產業專業資訊,不僅需要高素質的人才,也可能面對越專業的資訊讀者越少的尷尬困境。破解之道就是「以資訊科技串連分眾讀者」。《電子時報》不僅聚攏電子、金融業的專業付費讀者,更以台灣產經結構上的戰略優勢,創造出國際化商機。有了研究中心的支撐,大椽-DIGITIMES經營高層更理解產業的變動,也與時俱進的修正經營策略。《電子時報》從創辦第一天開始,就將所有的新聞彙整到資料庫,不僅如此,也善用過去的研究經驗,精選產業關心的主題,在初期強打「專題報告」。每位《電子時報》讀者都會發現,當您翻開頭版之後,第一印象就是長期放置在第三版的Daily Issue(每日熱門主題)。速度與深度的互補機制,也是我們在過去媒體黑暗時代存活的關鍵之一。但我們認為,情況可能比我們認知的更糟。據尼爾森媒體機構的調查,台灣主力報社傳統的廣告營收在過去5年中暴跌80%,而澳洲政府在與Google、Meta對簿公堂時,也一再地強調澳洲媒體80%的廣告收入都流進網路巨擘之手。The Business Research調查指出,2024年全球社群媒體的市場規模已達2,541億美元,到2028年為止的年均成長率仍有13.2%。市場對資訊的需求並未減少,只是從傳統媒體走向社群媒體,企業投入廣告的經費也是年年增加,關鍵是媒體經營者是否掌握時代的演化,找到適當的獲利模式。如強調的是專業能力,就得容忍訊息的瀏覽量不可能比照網紅、名嘴,而廣告版面與平台,更應以專業定位為訴求,才能找到分眾、高單價的商機。為了填補文字、圖表內容,大椽-DIGITIMES在2022年初購併「IC之音-竹科廣播」,並以此做為創作影音的平台。大椽-DIGITIMES是以文字圖表蒐尋做為主要事業模式,不過度訴求情感與觀念上的認同,因此與讀者、客戶的互動就容易流於標準化、框架型的模式。直到購倂IC之音後,以竹科17萬人及桃竹苗地區382萬人,考量知名理工大學,加上電子業從業人員至少50萬人的優勢,我們把IC之音經營成以影音為主,並能與科技業對話的專業平台。由於對象明確、講求品質的經營訴求,許多希望經營社群的媒體工作者近悅遠來,主持人陣容一年強過一年,而希望對科技業行銷、說明企業經營決策的專業人士也樂於參與。短短兩年,IC之音已經可以轉虧為盈,員工待遇也得到較好的回報。那麼新媒體的商機何在?又需要什麼樣的經營條件呢?我相信在AI驅動的媒體世界裡,文字、圖表、影音可以無限串連,網紅或許可以毫無障礙的穿越時空,但落地的第一個社群就是定義市場行為最關鍵的考量。《電子時報》專注電子業,提供資料庫查詢與專業活動的運作平台,這是大椽-DIGITIMES在媒體市場上撈到的第一桶金、第一社群。IC之音則以上下班尖峰時段進出竹科與鄰近工業區、大學院校的專業人士為訴求,我們也很容易的落實在地服務,即時播放後再次轉貼到Podcast 、YouTube的運作機制,讓大椽-DIGITIMES經營模式,兼具虛擬實境的優勢。《平台經濟》書中提到「Media defines community」,通俗的講就是「什麼人玩什麼鳥」。傳統紙媒的傳遞成本與流通速度成為瓶頸,但在網路的新時代,甚至當社會走向AI時代時,傳遞的成本與速度就不再是問題,我們可以期待台大醫院的醫生、護士、警衛,與遠在花蓮慈濟、台東門諾醫院,都能同時擷取同樣品質的資訊。新時代不再有偏鄉,分眾、專業的媒體與社群經營將是台灣這種中小型國家在面對美中網路大腕衝擊時的存活、發展之道。新的世代,媒體要兼具網紅的靈活度、績優媒體的可信度,以及特定的市場定位與價值,內容的經營要橫跨文字、圖表、影音,甚至跨國與顧問服務。經營分眾社群。多元串連的能力,已不是天荒夜談,而是必須因應的關鍵趨勢。善戰者,求之於勢,不責於人《徵信新聞》是我啟蒙的刊物,在我出生的年代,台灣的人均所得僅有200美元。黃家經營鋸木廠,早就訂閱當年僅有兩大張、八版的《徵信新聞》。這份創辦於1950年的報紙,是街坊鄰居擷取外界資訊最重要的管道。很多人不知道,這份報紙就是《中國時報》前身,也是國民黨來台之後,台灣媒體界的泰山北斗。從《中國時報》,到1988年報禁解除之後的10年,不僅中時、聯合影響社會輿論,之後創辦的蘋果、自由時報,甚至自立早報、民生報,都深度連結台灣人在媒體1.0時代的喜怒哀樂。1998年,我在施振榮、苗豐強、邰中和、胡定華、張忠謀等科技業大老的支持下創辦了《電子時報》,這份以報導電子業供應鏈即時訊息為主的刊物,創立初衷是以傳統報紙形式,讓產業界透過瀏覽標題,快速掌握當日訊息,達到果斷決策的效益。做為科技智庫MIC的負責人與資深的研究員,我深知新的角逐者不應以傳統模式挑戰前輩,最好方式是重新定義媒體、找到新的定位,並訂出好的價錢,否則傳統媒體不會主動讓出具有價值的市場空間。跳脫「多元平台,單一視野」的侷限台灣幅員小,但也有教育程度、人口密度高的優勢。只是從威權進入到民主的過程,無秩序的解除報禁、開放電視新聞頻道,反倒造成投資不足,市場零碎化,形成「多元平台,單一視野」的困境。大椽-DIGITIMES在創業過程中也面對過低價競爭的壓力,但在我們專注深化科技產業新聞的大戰略,幾乎貢獻營收將近一半的資料庫會員收入,不僅支撐公司營運,高續約率的會員服務系統,可說是台灣知識服務業最大的「量販」體系。不僅帶來穩定的收入、高品質的閱讀流量,更是我們主辦研討會最主要的聽眾來源。「拓殖」是一種生物擴張到另一個新領域的說法,傳統的媒體仰賴紙媒傳遞,一份報紙有5個人傳閱都是正常的型態,但從網路進化到AI新時代,優質資訊的傳遞軌跡與傳統紙媒大不相同。讀者透過分享可以找到同溫層,而以AI技術、工具串連,更是專業人員蒐尋產業訊息時的重要手段。隨興閱讀與有意圖的蒐尋資料,兩者性質大不相同,而產生的資訊、願意付出的成本也大不相同。如大家知道全球知名的Gartner Group市值高達400億美元,PE也有50倍的水平,大家對於專業知識服務業的理解,應有截然不同的認識。台灣不是美國,但也因為不是美國、中國這種大型國家,專注在優勢領域,發揮小而美的價值,反倒是小國在媒體經營上非常重要的理念。您相信繁體字的醫療資訊優於簡體字嗎?如果您相信台灣資訊電子業的資訊品質具有比較優勢,那您也可以理解中國廠商跨海購買產業資訊的機率有多大了。台灣是矽谷的代工廠,台灣的資訊是美國大廠關注的焦點,DIGITIMES的英文網站(DIGITIMES Asia),過去6年的營收幾乎成長6倍,這也是台灣價值國際化的新典範。「可以做的事情愈來愈多,但適任的人愈來愈少」;我躬逢其盛,也受益於興盛繁榮的產業。瑯琊閣的傳奇前幾年有一部非常叫座的連續劇《瑯琊榜》,劇裡頭的男主角以情報主導了國政與江湖走向。千禧年之前的日本,以佈局深遠的商社,蒐集全球產業資訊,讓日本在後工業時代成為全球的典範。1960~1990年間,日本蓬勃發展的經濟,讓哈佛教授傅高義以《日本第一》出書讚美日本人偉大的成就。而包括台韓在內的四小龍,也以「雁行理論」緊緊跟隨。從紡織、成衣、電視,到化工、鋼鐵、造船,台韓無役不與,成果豐碩,但在快速行進的過程中,直到1990年後才在半導體與個人電腦產業,以快速、集中等策略後來居上。日本的問題在於空有資訊,缺乏以產業發展洞見深化產業價值的準備。這樣的歷史不會重演,只是會以相近的劇本再次出現在我們眼前,對於現階段成為贏家的台灣,我們瞭解「勢險,節短」是台灣成功的關鍵,但希望捲土重來的日本,以及已經在記憶體、AMOLED等關鍵零件超前的韓國,正與台灣在美中貿易大戰中扮演關鍵的角色。日本產業經歷過空有數據(Data),但卻缺乏洞見與面對問題的積極態度,導致在個人電腦、半導體這兩大產業變革中被台韓超越。彎道超車不是不可能,只是錯失一次大商機,從後追趕時「彎道翻車」的機率更高。台灣僥倖存活,怎可掉以輕心。(本文作者為DIGITIMES電子時報創辦人)
企業家的風範
在睽違26年之後,張忠謀先生自傳的下册於日前問世。關於張忠謀一生成就,我個人是無置啄的空間。但在常人認為是人生超級勝利組的張忠謀,如畢業於名校,年輕時間擔任大型企業的重要職務,再加上創建台積電,不僅是全球市值前十大的企業,也是我們的護國神山。在自傳中卻揭露其不順遂的一面,那就是在10年中辭去3個職務,分別是德儀(TI)、通用儀器(General Instrument)以及工研院。造化弄人,幾經波折後,張忠謀以新的商業模式,貫徹自我的理念,創建台積電,得以擺脫過往工作時組織上的掣肘,而一展長才。幾個月前,在國科會吳誠文主委邀宴幾位半導體相關產業人士,討論國家政策方向的場合上,我個人提出一個假設性的問題。在約莫三十年前,聯電一直叫陣台積電,爭辯誰是第一個提出晶圓代工的企業,也就是說如果李國鼎先生及徐賢修先生,沒有成功地邀請張忠謀回到台灣,晶圓代工產業依然是會在台灣發生。假設所有的條件都沒有改變,唯獨張忠謀沒回到台灣,那麼晶圓代工在台灣會是相同的樣貌嗎?還會是我們的護國神山、兵家必爭之地嗎?我所要強調的是,一個企業家的風範及高度,是決定一個國家在此產業是否具有全球競爭力,最後也是最重要的一里路。那些經常抱怨,甚至整天向政府要糖吃的企業家,都很難開創出局面。在我個人的觀察中,台灣幾個具有國際競爭力的企業,也都是由卓越的企業家所領導,他們對於相關技術及產品的發展趨勢,都有著第一手的接觸,以下是我的觀察:我跟聯發科的蔡明介董事長只有一次近距離的接觸,那是陪同工研院院長去拜訪他並請益。會議中蔡明介拿了份國外專業雜誌的報導,建議工研院可以考慮發展該項技術。有位在光電專業領域的朋友曾跟我說,他每隔一段時間,便會被鴻海前董事長郭台銘先生找去,因為郭台銘隨時都要知道光電領域最新的技術發展。廣達電腦的林百里董事長,更早在二十多年前,就參與MIT媒體實驗室及人工智慧實驗室的研究計畫,他本人也多次造訪該實驗室,理解各項進度。這些受尊敬的企業家,不僅與時俱進,且時時刻刻擔心競爭對手的超越。反觀在台灣所舉辦的各類型的研討會上,許多企業領導人,甚至政府做決策的官員們,通常都是在開幕儀式上致個詞拍合照後,匆匆離去。事實上,他們是最需要全程參與、了解最新動態的一群人。如果只是依賴幕僚所提供的資訊,缺乏第一手訊息來源,如何能做出高品質的規劃及決策?在張忠謀自傳中提到,他早期花了不少的時間在新竹國立交通大學講授12堂課,但是很遺憾,卻沒有得到同學們對於課堂內容的回饋。張先生課堂的內容,每週都會在當時的經濟日報轉載,其中有堂課是談到了權力與責任。張先生說,一般人總希望做事情能權責相符,但實際上是不可能的,一定是先有責任,然後得到了別人的信任之後,才會被賦予權力。這篇轉載的文章,對於當時的我猶如醍醐灌頂。因為我剛當上系主任,年紀不到40歲,內心一直很苦悶,因為我很用心地在推動系務的發展,但是系上的資深教授們卻對我多所批評,張忠謀的文章開釋了我,理解到這是個必經的過程。只可惜以上這段的回饋晚了二十幾年,之後我對於年輕的主管,也多以此加以勉勵。讀完了張忠謀自傳下冊,想起了論語中有一段話「君子之德風,小人之德草,草上之風必偃」我們期望台灣有更多風行草偃的企業家,領導企業建立產業規模及競爭力,成為我們護國群山的一份子。
被資金密集和人力密集延緩發生的半導體產業變遷
最近半導體產業有2塊領域開始發生顯著的市場型態變遷,一塊是標準型DRAM,另一塊是成熟邏輯製程。這兩個領域是獨立領域,現在變化發生的原因類似。DRAM市場的變化是已經早早被預期的,現在才顯著發生才是意料之外。以三星電子(Samsung Electronics)為例,2010年進入30奈米量產製程,費了4年才遷移往20奈米,這已經花了過去摩爾定律所需2倍多的時間。進入10幾奈米世代後,更是舉步維艱。往往得花1、2年的時間才能向前推進2奈米。到1b(大概約12奈米)製程後,EUV必須派上用場。雖然可以減少一些多重曝光的程序,但是成本未必下降。EUV的折舊是成本中的一大塊。DRAM會先遇到摩爾定律壁障是半導體產業的通識。DRAM用來顯示資料的單元是電容上的電子。電容上的電子會隨時間而流失,資料需要用刷新電流(refresh current)來更新、維持正確性。電容值(capacitance)愈大,資料可以維持得更久。電容值與電容的面積成正比,但是製程微縮卻是讓整個元件的基地面積縮小—即使現代電容承載電子的面積其實已是垂直站立的—電容值要維持在一定的數值變得異常困難。這讓DRAM製程微縮舉步維艱。DRAM面臨摩爾壁障意味著什麼?除非有新的科技創新能突破目前所面臨的微縮與電容值方向衝突的困境,譬如3D DRAM、無電容(capacitorless DRAM)等真正能替代現行的DRAM的架構,DRAM製程的龜速演進快到盡頭了。DRAM仍是電子產業的必需品,市場很長一段時間內不容或缺。但DRAM不再是高科技產業,意即它創造經濟價值的方式不再依賴於持續的研發再投入,特別是製程的微縮;它也不是不能賺錢了,只是它的成功方程式已經變更了。雖然DRAM製程只能緩慢爬行,10幾奈米的廠房設備和極其精細的製程以及大量的資深工程師還是造成極高的進入障礙。兼之,DRAM產業也早已進入寡頭壟斷的產業型態,即使DRAM產業早已不具備高科技產的創造價值型態,在過去DRAM產業仍然難以進入。打破這脆弱平衡局面的因素是美中貿易對抗。2018年後,中國的半導體自給率的要求讓巨量資金注入這個產業,規模經濟優勢以及寡頭壟斷的情勢逐漸瓦解。DRAM產業,除了與AI發展息息相關的HBM還保有較多的持續技術創新價值外,將進入與之前完全不同的營運以及競爭模式。成熟的邏輯製程本質上也有類似的處境。成熟製程是研發先進製程後的價值最大利用,被應用於一些特定產品性價比高最適製程。要新進入這個產業,除了有上述的DRAM產業進入障礙之外,新進者也要面對先進者研發經費攤提、設備折舊完成的競爭優勢。同樣的,成熟製程的經濟價值產生也不是主要靠製程微縮。以Sony的CIS為例,從2004年的90奈米到2024年的28奈米,20年間不過只前進3個世代。其中的價值創造主要在背面照明(backside illumination)、以銅混合鍵合(copper hybrid bonding)的先進封裝整合入邏輯乃至於DRAM晶片等。所以成熟製程的節點本身也不是以高科技產業的勝利方程式來營運和競爭。將此一事實清楚擺上檯面的驅動因素,也是美中貿易對抗下中國對半導體元件自給率的要求。這些開始浮現的半導體產業真實面貌,對於想進入或著重新進入半導體產業的國家也許來的及時—半導體產業不全然是高科技產業。要踏入高科技產業、享受高科技產業持續的成長以及超額的利潤,還要避開尖銳的競爭;抑或先從比較可及的成熟製程半導體入手,卻要避開已隱隱像紅海的雷區?做怎麼樣的選擇、採取怎麼樣的策略,這是個大哉問!延伸報導專講堂:新興國家發展半導體產業的挑戰
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