半導體的經濟學思維

最近讀了幾本關於經濟學的書籍，對於經濟學家利用邏輯分析、數學模型或田野調查等方法來解釋或預測人類或社會的經濟行為，如成長、衰退、貧富等，留下深刻的印象。

不免起心動念東施效顰，想要對自己所理解的半導體產業及人才做一番解析。

眾所周知，半導體產業鏈可略分為上中下游，在此上游定義為晶圓製造，中游為IC設計，下游則為系統應用。愈往上游走，知識所需的層面就愈基礎且深入，也愈硬體導向；往下游走所需的知識就愈廣泛，愈偏應用及軟體。半導體人才的培養彷彿也有上中下游的概念。

以前在學生時代，聽過老師們提起如何培養一位最適切的半導體人才，就是在大學時念物理，碩士時讀材料，最後再攻讀電機博士。由理科到工科，也由基礎到應用。

先來談人才的養成。

有不少半導體領域的專家，都是在大學時念物理，之後在博士時轉念電機，而卓然有成。前國立陽明交大校長張懋中院士便是此思維下的翹楚，經由物理及材料的訓練，最後拿到電機博士，並成為半導體界國際知名學者。

順流而下似乎是水到渠成，但是逆流而上呢？大學時念電機，而博士研究轉攻物理，甚至是理論物理，沒有太多成功的案例。

約莫二十年前，台大物理系的招生廣告中，曾高調地宣傳，當時在台積電任職副總以上人士，畢業最多的學校是來自於台大物理系。最近材料專家彭宗平教授，也在媒體表達了，在園區半導體業很多的主管是材料系畢業的。這些都說明了，順流而下是趨勢，也是個好的選擇。

產業界又如何呢？先經過了晶圓廠或IDM廠的歷練，轉而從事IC設計，而成就一番事業者大有其人。之前在IC設計領域紅極一時的晨星半導體，其創業團隊就是來自於世大積體電路，從事晶圓代工。但是在IC設計表現優異的公司，轉而往上游晶圓製造發展，鍛羽而歸者卻時有所聞。十幾年前矽統科技自建晶圓廠，就是個失敗的例子；最近又有專攻功率IC設計的公司，在蓋自己的晶圓廠。

畢竟IC設計所需的半導體製程技術種類繁多，不是一座晶圓廠就能夠涵蓋的；此外兩者的文化差異頗大，晶圓廠需要嚴謹的態度及做事方法，要經營的好需要有高的產能利用率，在在都與IC設計的思維不相符。

但是中游的IC設計與下游的系統應用間的隔閡，卻不是這麼顯著，兩者之間存在著既合作又競爭的態勢。IC設計公司已不再是單純地提供晶片，而是要提供一個解決方案。蘋果（Apple）就是鮮明的例子，不論是電腦所使用的CPU，或是智慧型手機內的AP處理器IC，都是自己所設計。近來雲端服務業者，也開始自行設計AI的晶片。只要是量夠大掌握出海口，且能找到合適的團隊，系統應用業者是可以往中游的IC設計去發展。但是也有失敗的例子，如不久前Oppo便結束旗下的IC設計公司。

華為這幾年受到美國的制裁影響不小，創辦人任正非曾公開表示，未來就是要用錢來砸數學家或物理學家，回過頭來把自家屬於上游的根基做好做穩。

我在美國留學期間，參加過一場光電領域的研討會，會議最後的問答時間，來自加州理工學院（Cal Tech）的光電大師Amnon Yariv教授，就在黑板上寫了馬克斯威爾（Maxwell）的4個方程式，然後說所有的解答都在裡面。事實上，在電機半導體領域最常使用的歐姆定律，就只佔這4個方程式的一小篇幅。

Open AI 創辦人Sam Altman最近宣稱，要花費巨資自建多座先進的晶圓廠，生產AI晶片。換言之就是由下游，直接挑戰上游。經濟學有趣的地方在於，永遠都會有另外一隻手（on the other hand）。有原則就會有例外，這是在處理經濟問題，經常會發生的。Altman是否會成功，且拭目以待。