美國總統川普2月13日宣布,將對貿易夥伴開徵「對等關稅」,再次點名台灣搶走晶片生意,希望晶片回到美國製造。在地緣政治壓力下,台積電赴美國設廠投資總額達650億美元,第一座晶圓廠已開始量產4奈米製程;供應鏈傳出,台積電美國第二座晶圓廠生產營運團隊已就定位,將升級為先進的2奈米製程,預計提前於2027年量產。
川普宣布要對台灣半導體產品開徵對等關稅,對台灣半導體產業造成衝擊有多大?台大與美國普渡大學名譽教授、台大土木系高科技廠房設施研究中心主任張陸滿接受《風傳媒》專訪時表示,「以台積電高端晶片為基礎的電子應用產品,快又省能源、單位容積電晶體多、大量生產的良率最好,再加上誠信,囊括了全球市占率達9成,美國對台灣有需求,而且別無選擇。許多台灣高端晶片製造商及相關產業早已演化出應對策略,老美要課關稅,對台灣而言並非新鮮事。」
張陸滿表示,「台、美同在一條船上,雙方應合作爭取雙贏,而非陷入雙輸的結局。台灣目前在整體半導體製造技術無可取代。對於川普揚言開徵關稅,台灣應處變不驚。」他評估,「在全球地緣政治重組趨勢下,台灣至少還有3~5年的優勢。」
半世紀前 張陸滿成為赴美受訓先鋒部隊
半導體是高度技術與資本密集的產業。生產晶片,要先蓋晶圓廠。1976年5月,台灣工研院派遣一批青年工程師赴美國RCA公司受訓,依各自專長研習半導體設計、製造、封裝、量測半導體相關技術。
當初工研院負責RCA技術移轉的計畫主持人胡定華,深深了解要生產製造必先有廠房設施,他強調,「這座示範工廠是第一個廠,不是最後一個廠;這個建廠的技術,也要能在台灣起步。」
張陸滿當時負責工研院位於竹東頭重埔(現今中興院區)的整地工程,很幸運被選派至美國參訪RCA各地工廠,並研習興建、營運管理的技術。當年到RCA受訓完的青年工程師在1977年回台後,必需要有廠房讓他們進行裝機、測試、運轉和生產。
1976年2月胡定華率領張陸滿與中興工程無塵室空調設計師吳明毅,前往位於美國賓州費城的RCA總部及各地工廠,甚至到佛羅里達州邁阿密北邊棕櫚市的工廠參觀。RCA負責技術移轉的計畫主持人Bob Donnelley,和建廠顧問工程師Paul Wathen,特別隨行陪伴參訪。
整理母親遺物 赫然發現半世紀前的老照片
「當年我是誤打誤撞進入半導體廠房營建管理的領域。」張陸滿拿出1976年2月與當時工研院電子所所長胡定華共同赴美國RCA半導體廠參觀的歷史照片。張陸滿在母親過世後,整理母親的留存遺物,赫然發現許多當年在美國受訓時拍攝的老照片。當年他滿腔熱血投入半導體示範工廠廠房設計、興建,開啟了未來的職涯,這是他人生中最重要的歷史記錄。
張陸滿拿出這張老照片,感慨萬千。當時胡定華和他都是窮小子,沒有照相機,這些照片是RCA建廠顧問工程師Paul Wathen和友人拍攝後送給他,當時他寄給在台灣的母親留念,直到母親去世後,這些照片重新回到自己手上。
胡定華(左1)、張陸滿(左2)於1976年赴美國參訪RCA 佛州Palm Beach半導體廠。RCA代表Paul Wathen(中)、Bob Donnelley(右2)、吳明毅(右1) (張陸滿提供)
孫運璿勉勵:「只許成功,不許失敗!」
「你們赴美國受訓,只許成功,不許失敗。」1976年赴美國受訓前,當時經濟部長孫運璿特別召見每位團員,給予勉勵,這句話,張陸滿一直謹記在心。半世紀後,張陸滿回憶這一切,歷歷在目,當時赴美受訓的團員包括曹興誠、史欽泰、曾繁城、蔡明介、章青駒、許金榮等人,都成為台灣半導體領域要角。
當時台灣正從勞力密集產業轉向技術密集產業,點矽成金是重要目標之一。「台灣當時種香蕉的農民有60萬人,但全年出口香蕉的收入還不夠買一架美國戰鬥機。」當時中鋼總經理趙耀東的一句話,令張陸滿記憶猶新。
當時赴美國RCA受訓,讓張陸滿大開眼界,返國後,負責設計台灣第一座半導體示範工廠,同時也開啟他日後對半導體廠房的研究之路。1977年第一座半導體示範工廠落成之後,張陸滿赴美國德州大學留學,取得營建工程與計劃管理博士學位,後來在美國普渡大學任教。
從零開始 設計台灣第一座半導體示範工廠
當時台灣要發展半導體,美國RCA是唯一願意把技術授權給台灣的公司。回想當年設計台灣第一座半導體示範工廠的過程,張陸滿說,自己從來沒有設計半導體廠的經驗,一切從零開始,這座示範工廠大約花了一年半才完成。當年設計製造廠房曾發生許多秘辛,半個世紀後,終於可以解密。
舉例來說,當時工程進度延誤了半年,向美國採購的晶圓晶片機台運到台灣時,有不少已過了保固期。半導體廠房要求非常精準,美國機台使用的度量衡標準是英制(英吋),而台灣的地下基礎和地上結構工程則是以公制(公分),幸好機台進口前,就發現原先設計的尺寸不符,必須重新調整。
自2000年起 美國晶片外包 建廠人才也外流
經過半世紀的發展,台灣建立了全球最完整的半導體產業供應鏈,台積電發展出高端晶片製造技術,超越美國大廠。在半導體廠房興建與營運方面,張陸滿指出,自2000年開始,由於美國半導體製造外包到東亞,美國本土的建廠與營運人才也逐漸外流。美國許多建廠專家年紀大,退休了,美國年輕一代工程師著重於設計,不喜歡下工地或工廠興建、營運半導體廠,如此更難找到年輕人接棒。
張陸滿提到,2000年時,美國半導體建廠成本比台灣高出3成以上,當時就無法與台灣競爭,如今這項差距擴大。台積電創辦人張忠謀曾表示,在美國生產晶片的成本比在台灣生產高出至少5成以上;其次,美國的人事成本比台灣高,短期內,在美國製造晶片,其生產力比不上台灣。
原本在美國普渡大學任教的張陸滿,在好友唐獎基金會執行長陳振川的鼓勵下,2006年回到台灣,於台大土木工程系任教,並開辦亞洲第一個高科技廠房設施研究中心。
台大竹北校區 台積電廠務主管進修秘密基地
位於台大竹北校區的高科技廠房設施研究中心,地點距離高鐵新竹站只有10分鐘車程,是竹科高科技公司主管的進修基地。每到周末,台大竹北校區碧楨館熱鬧滾滾,主管們齊聚在這兒上EMBA在職專班。十年前,台積電已準備到國際上競爭,從2018年起,每學期選派25名廠務主管在星期三下午到碧楨館研習「提升台積電廠務永續工程管理技術」,目前已有300位廠務主管完成研習並派往世界各地建廠和輔助晶片生產。隨著對晶片的需求爆發,他們協助台積電前瞻半導體晶片廠的興建與營運,有一年幾乎每個月都有新廠啟用。
張陸滿:生成式AI時代 管控AI人才需求大增
在生成式AI加持下,全球對晶片的需求大爆發,半導體產業面臨嚴重的人才荒。據人力銀行調查,台灣半導體人才缺口每月達3.5萬人。少子化趨勢下,半導體人才荒成為嚴重的問題。最近兩年,張陸滿分別到東南亞知名大學、高中演講,爭取海外優秀青年來台,投入半導體廠房設計與營運管理領域。
半導體廠房需要高度精密的管理,生成式AI的功力不斷升級,未來AI工廠可以取代許多重複性工作。不過,張陸滿看到了新的機會,儘管許多重複性的工作被機器取代,未來最需要的是控制AI的管理人員,廠房與機器需要維修,這必須靠工程師來處理。在生成式AI時代,半導體廠房現場人力會大量縮減,但管控AI的專業人員的需求會增加。
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