半導體產業在汽車業的機遇與挑戰（二）

半導體產業要因應汽車產業趨勢和現象所必要的變革，可從過去半導體產業的歷史中取經。

車用半導體有一小部分需要用到高階製程，譬如L4、L5的自駕晶片，其中具備的機器學習功能，所用的製程自然與GPU類似，需要最先進的製程；其餘大部分的晶片則以較成熟製程對付即可。

但這不表示這些晶片非屬高科技產品－高科技產業需要持續的投入資金研發，不斷創造新的經濟價值。譬如功率元件（power device）雖然毋需精細製程，但是其元件的材料和結構仍然還在持續研發當中，以求提升耐壓、高頻、可靠性等性能。

現在高壓功率元件使用的是寬頻隙（Wide Band Gap；WBG）半導體如碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN），但是超寬帶隙（Ultra Wide Band Gap；UWBG）半導體如鑽石（diamond）、氧化鎵（Ga₂O₃）、氮化鋁鎵（AlGaN）、氮化鋁（AlN）等新材料，與使用這些材料設計的高壓功率元件研發已然上路，所以車用半導體零件的高科技特性仍然穩固，這一點對如何因應產業環境變化的策略制定是很重要的基礎因素。

這2類汽車半導體對於汽車廠的需求與現象，也應該各自有策略性的回應。

對於需要先進製程的晶片，代工模式仍然有明顯的優勢：集世界各式邏輯晶片需求之力，取得研發的規模經濟；相較之下，汽車廠的內部垂直整合半導體製造模式難以施行，因為存在利益衝突。即使客戶大如華為、Tesla，從來也只想自行設計，而非自行製造高階晶片。所以對於先進製程晶片，半導體產業所欠缺的只是區域供應鏈—Tesla計劃在台積電美國廠用先進製程生產高階自駕晶片，其中當然有源於疫情期間武漢汽車零件供應斷鏈事件，以及半導體產能不足問題取得教訓的考量。

是故，這類車用半導體所需要的改變只是生產設施接近客戶，並且有分散來源及產能調配能力。這是目前半導體業乃至於電子業正在發生的事。

其他類的半導體汽車零件就比較麻煩，如功率元件、MCU、感測器、通訊元件等。這類半導體零件，有個行之已久的半導體策略，因應區域供應鏈以及汽車產業內垂直整合的趨勢與現象：製訂產品統一規格、建立公用的測試驗證平台。

一旦產品有統一規格，產品的設計者與應用者無須另行繁複的溝通；而有公用的測試驗證平台，產品也無須針對個別汽車廠，另外進行逐個內部冗長的驗證程序。

半導體中最大的次產業DRAM就是受惠於此發展策略。所有公司生產的DRAM的所有規格是一樣的，並且可以互換使用，所以DRAM也被戲稱為「大宗商品」。DRAM公司之間用以差別化彼此產品者，只有產品的推出時間、價格與可靠性等幾個因素。

因為有這統一規格的因素，市場形成完全競爭，產品價格大幅下降，在使用者端—在過去是電腦廠商，而後又加入手機廠商—傾向於大量使用以提高系統效能，此又進一步促成擴大DRAM市場，DRAM遂成半導體的最大次市場，相關製造業者也有能力累積足夠資金，成為2000年以前整個半導體產業製程技術的推手，持續半導體為高科技產業的屬性。此外，其主要的應用，如產業電腦和手機也得以快速發展，這是一個半導體產業與系統產業雙贏的策略。

將此策略施用於汽車半導體零件，很可能也會有類似的效應。

事實上半導體的行業組織國際半導體產業協會（SEMI）正在先推動功率半導體的統一規格—因為電動車的量產會先行發生，期待此一措施可同時促進半導體產業及汽車產業的發展。

筆者看到半導體之於汽車產業的圖像，乃以下景況：

半導體產業將分散製造廠址，滿足區域供應的需求，這已經是現在進行式；但是仍會保持集中研發，以加大研發的規模經濟，維持半導體產業的高科技屬性，這是現在完成式也是未來式。

在產品面上，汽車廠會保有自駕晶片的設計。這是汽車廠的核心競爭能力，無可讓予。其他的零件則會逐漸建立統一規格、公用測試驗證平台，這會提供汽車廠多元的、便宜的零件供應來源，而半導體產業也同時受益於市場擴大、交易成本降低以及規模經濟的形成。

至於汽車產業內垂直整合半導體製造的企圖，這是過去已驗證過的艱難道路，他們有我的祝福。