2016年10月28日 星期五

無題 (一)

颱風警報虛驚一場後便匆匆入秋了。皮膚絲滑自然不在話下,心情也在一夕之間翻轉。週六去植物園看李可染的水墨,還未進去,就先帶點露冷蓮房墜粉紅的傷感。

看畫的人不多,展期已近尾聲。耳語稀落,偶有兒童的嘻笑,此外寂靜。臨窗的巨幅玻璃有三樓的落地景觀,緊鄰的外頭是植物園的蓮花池,更遠的就覆蓋在樹的聯合國下。陽光明亮,卻清冷照不暖身子。望著窗外的景色出神。冷不防,秋風從荷池的遠處一路舞來,竟吹進李可染《牧童》畫中,勾動滿天楓葉。

節氣歲時,喜歡秋、白露;而於李可染的畫,也喜歡他晚近的水墨淋漓。早年的,依賴線條而稜角崢嶸,雖偶有逸趣卻沒有經歷人生的實在。最觸機的,是他於文革時不能作畫而於毛邊紙上練橫劃直豎的筆力。其時成名已久,猶能將自己多年的積習褪去,以待來日的前程開闊。這一年的生日,便於李可染畫幅中前瞻後顧,盤算心性、功課如何蛻去舊殼再新生。


人生所處的階段不同而心境各異。於你,猶是揚帆待發;而我,已有過去可以回首。兩個人便這樣相互觀照印證,是可以在心中深處拈花微笑的。

2016年10月25日 星期二

課表的歷史

這是數位化後的課表,見證著學科內容的變遷。

我隨手翻到物理系。檔案內容是民國三十六年物理系二年級的選修、必修課。那時近代物理還正在蓬勃發展之中,尚未入菜。其餘的,就與以後的沒差多少。

有兩個人名引起我的注意:一是戴運軌,他後來到中央大學當校長。較少人知道的是物理系中藏有日本人核彈發展的基礎知識,他與另一位許雲基老師銜命去「照顧」這些知識和設備。另一個是克流,他的名字上過白先勇的小說的。白先勇寫小說時他還在,所以用他名字的音譯的克洛爾 (Kroll) 入書。所以他教力學,又教選修第二外國語 (德文)。他因同情猶太人,所以當時選擇到在科學猶是不毛之地的台北教書,後來也在台灣花果飄零完一生。德文這樣教著教著,後來竟成必修課,直到我那一屆以後才廢除。

民國三十六年是台灣的大學教育的重新啟動元年。歷史悠久的校系,今年歡度七十年慶。


2016年10月19日 星期三

秋沁

母親是職業婦女,家中小孩是央姨婆來家中帶大。姨婆是鹿港人,光緒年間生的。由於以姊代母,拉拔弟妹長大,擔誤了學業,只唸過女塾。但是家裏底子還不錯,兼之長於鹿港,她講過的話,現在回想起來細細品味竟覺得文化的蘊涵深厚。

鹿港人講閩南語帶句尾沉腔,這是眾所周知、卻是無可奈何之事。但她講句詞,讀音出現頻繁。讀音、語音之別,國語、閩南語都有;一文雅、一入生活。她連生活中的用語也三五用讀音。像老鼠的老,她發的不是老人的老,也不是一般如「嫋」字的發音,而是如布袋戲《史豔文》中角色怪老子的老,讀如「搦」。這是人的正式稱謂,顯然是讀音。讀音間雜多了,講話像唸詩文。

用的形容詞呢,有些高古。講屋宇、市況蕭條零落,她用的是「稀微」。其實常見「稀微」的寫法是卡拉 OK 的歌詞的訛字,正式的寫法是式微。式、事、市、是等上古的漢語音系是衣字韻,所以現有的「稀微」仍保留在《詩經ž邶風ž式微》中三千年傳承不變的古音,意義亦然。


講涼多用沁字。冷粥用沁粥,涼了心用沁心講。講秋天的氣候呢,用的是秋沁二字。講起來就感到涼風習習、覺得秋天當得起沁字;而入夜久後,竟有「夜久侵羅襪」冰沁的意思。

2016年10月10日 星期一

拓樸相變

一碰到這詞兒,就想到《鹿鼎記》 中的對白「什麼什麼之中,什麼什麼之外」,康熙對韋小寶說:「這個太難了,不教你」。

無如當媒體採訪我同行關於 2016 物理諾貝爾獎的得獎內容時,幾乎每個媒體記者採訪所得的都是劃錯重點,有的講成二維系統的,有的講成量子計算,更多的是不知所云。所以覺得應該說清楚,畢竟這是物理中最大次領域-凝態物理 (condensed matter)-的新典範。

先講相變 (phase transition) 。學過國中物理的當知水有三態,或者是三相:固態、液態、氣態。每一種相它的基本組成物質都是水分子,但是分子與分子之間組成結構的秩序不同。至少會燒開水的、或者到冰箱做冰塊的也知道,溫度是將一種秩序轉變成另一種秩序的主要參數。從一個相轉變成另一個相,就是相變。凝態物理就是研究各類物質的秩序狀態,以及其對電、磁、熱、光幅射、壓力等外來刺激的反應。

拓樸 (topology) 是屬於傳統數學分類-代數 (algebra)、幾何 (geometry)、分析 (analysis)-中幾何範疇下的一個大領域。拓樸有興趣的問題是一個抽象空間-譬如二維球面 (2-sphere) 或二維環面 (torus;把一張紙先將對邊粘貼形成一空圓柱,再將此空圓柱的兩邊圓口對粘,粘後形狀像甜甜圈) -中的不變量 (invariant)。講不變量,當然是有些東西改變、有些東西不變。像前述的二維球-假想是橡皮做的,可以將之拉長、扭曲等,只要不要有斷裂、切口、粘貼,上面用馬克筆劃的線長度也可能隨之改變,但是有些性質是不變的。譬如在球面上劃一圓,不管球面怎麼變形,這個圓總是可以連續的縮小成一點。但是在二維環上畫的圓,有些可以縮成一點,有些就不可以,而且這些性質在二維環面扭曲變形下也是不變的-給自己一個好理由買盒甜甜圈試試。拓樸可以完全無視於距離測量 (metric) 的概念。這些拓樸不變量有些是可以計算而得的,這門計算拓樸不變量的學問叫代數拓樸 (algebraic topology),陳省身先生就是代數拓樸的大師,現在做拓樸相變的人總要提起他-Chern-Simons termChern 就是陳先生,Simons 是他弟子。令人覺得很有趣的是代數拓樸計算所得的不變量通常是整數,這使人馬上聯想到物理量的量子化 (quantization)

凝態物理主要的興趣之一是研究物質狀態秩序的形成。二十世紀的大部份時間,研究的主軸都是以物質的對稱性 (symmetry) 為軸心,這也是其它物理領域的慣用手法,譬如高能物理。每一種相其相對應的對稱性不同,通常是高溫的相對稱性高些。譬如鐵磁物質,在其居里溫度 (Curie temperature) 以上是沒有磁性的。在居里溫度以下因為沒有太多的熱能擾動,每個分子中的電子自旋矩 (可以想像成電子的小磁鐵) 因量子效應就整齊排列起來,形成一個大磁矩,物質因而帶有磁性。居里溫度以上是高溫相,譬如具有轉動對稱;居里溫度以下是低溫相,轉動對稱因鐵磁給定了一特定方向而消失了。以行業術語來說,這個相出現了一個秩序參數 (order parameter) 。在上述的鐵磁物質中,高溫相的秩序參數為零,而低溫相的秩序參數為其磁化。這是蘇聯大物理學家藍道 (Landau) 給的物理圖像。

廿世紀下半葉,高能物理走入更深邃的抽象世界。特別是弦論的興起,將大量的高等數學工具引入,譬如代數拓樸、代數幾何等。有的在高能物理開花結果,有的逐漸移轉到凝態物理中,賦予這些工具新的意義,拓樸相變就是從其中生發的新概念。

講物質的拓樸相變,首先不是指物質在真實空間的拓樸性質。凝態物體的焦點之一是物質其中的電子。一個電子的行徑及物理特性當然可以用其在真實空間的座標來描述,但是也可以用電子的動量 (momentum) 來描述,這是一個在數學及物理上都較方便的方法。由電子的動量構成的空間叫做相空間 (phase space),相空間的基本三個座標軸-三個方向的動量-就是此相空間的三個維度。相空間也可以加入其它的相關物理量譬如溫度、電場、磁場、應變 (strain) 等參數形成更高維度的相空間。在相空間中繪畫能量與動量的關係式就可以輕易的看出這物質是否是導電的或是絕緣的。

拓樸相變中的「拓樸 」指的是物質相空間的拓樸性質。它可以是如我們熟悉的歐幾里德空間般的一馬平川,沒有什麼複雜結構,術語叫「顯而易見」(trivial),而代數拓樸計算出來的不變量則為零;也可以如前述的二維環一樣,有些有趣的內涵。這些不是顯而易見的相空間拓樸,也在物質的物理特性上顯現前所未見的新現象。拓樸相變講的就是從一個用拓樸不變量標記的相轉變到另一個拓樸不變量的相,譬如從一個拓樸顯而易見的相轉變為拓樸非顯而易見的相。

自從拓樸相變的概念被提出後,許多新的現象被以之預測、發現、解釋,譬如量子霍耳效應 (quantum Hall effect)、拓樸絕緣體 (topological insulator)、狄拉克半金屬 (Dirac semimetal)、凡爾半金屬 (Weyl semimetal) 等紛紛出籠,至今仍方興未艾,其中的物理現象只能以迷人二字名之。像是拓樸絕緣體之中的確是絕緣態,但是其表面則存有導電態,而且導電電子的運動方向與電子自旋方向垂直,這絕對是新的物理現象。有些回顧的文章劈頭就說從秩序參數的概念轉到拓樸相變的概念是個典範移轉 (paradigm shift),我覺得這不是溢美之詞,因此得獎也是實至名歸。

看到拓樸相變的蔚盛有兩個想法:一是無用之用、一是學科之間的相互提攜。當初伽羅瓦建構群論 (group theory) 時,只是用來證明五次方線性方程式沒有系統解的工具,沒有人知道它還能用來做什麼。到後來在物理、化學中大放異彩。物理中的原分子、凝態物理、高能物理等次學科沒有它簡直做不下去。當初學拓樸時,只知道它是幾何學的基礎,後來在高能物理與凝態物理中,發現也迭出佳績,成為我們對世界認知的基礎知識。所以要學術研究能與民生掛鉤、創新,恐怕是個自我矛盾的說法。無用之用才是大用的例子在學術界屢見不鮮。


幾年前諾貝爾物理獎得獎作品是高能物理弱電作用中的希格斯粒子 (Higgs particle) 的發現,當初希格斯在建立模型時曾經借用凝態物理中自發對稱破缺 (spontaneous symmetry breaking) 的概念,因此解決了基本粒子質量來源之謎。半個世紀之後,凝態物理又從高能物理借來代數拓樸的概念,開創了一片新領域。我曾經在此二領域中穿梭,對於學科之間的比肩相互提攜自然特別有感受。

2016年10月5日 星期三

期刊刊登費以及訂閱費


以前唸書時,有一天辦公室傳來一陣騷動。指導教授得了當年的愛因斯坦獎,這並不是意料之外的事,他於此領域耕耘已久,而且那時迭有佳績。這獎雖也有獎金,但只一千塊美金,即使對於兩袖清風的教授真的也不是大錢,所以也不足以引起騷動。騷動的原因是教授下的註腳:「以前投稿都要付人家錢,現在終於有人肯付錢。」這一口惡氣終於有人幫大家出了。

相信嗎?台灣現在付的期刊費用比韓國貴!原來學術期刊商也非全無良心,收費也按國民平均所得調整。韓國的國民平均所得現在比我們高,人口是我們兩倍多,為什麼我們要付較高的費用?原來價格協商是很多年以前就談好了,當時我們的所得的確較高。但是自訂約後,每年每個地區固定漲一百分比,所以迄今我們還在付較高的費用。

重新協商?門兒都沒有。書商提議也許他們可以提供一些統計資料做為補償,協助我們提升學術機構的排名。書商去年在香港辦了會議,要出席,每人要付巨額註冊費,主要講的就是怎麼提高投中率,以及善用期刊發表來提升學術機關排名,書商也可以提供諮詢服務,當然要錢。這樣居然高朋滿座!有人買帳麼。

在以前紙本印刷時代,打字、印刷、裝訂、運送、訂閱、通訊都是巨大的庶務負擔,的確應該分一部份資源於此。但是現在這些部份已近乎免費,而期刊最主要的價值創造:作者、editorreferee 全都是學術圈內有償貢獻的-作者要付錢!憑什麼書商要收取這麼大的利潤?


有人揭竿而起了,看那一天怎麼樣真正能 open accessWiki不收錢,我的部落格也不收錢。

2016年10月2日 星期日

台灣 DRAM 之死 (七)

餘韻--DRAM產業的展望

台灣 DRAM 產業不復在,但市場猶存,整個競爭的態勢又改變了。

首先, DRAM 製程的推進越來越困難,遠遠的被摩爾定律拋在身後。DRAM 的一個位元由一個電晶體和一個電容組成,電晶體負責讀、寫的開關,電容則以儲存電荷的有無來表示 “1” “0” 的狀態。初中物理告訴我們電容值 (capacitance) 和電容的面積成正比。當製程微縮 1.4 倍時,電容值以平方的速率下降-也就是變成約一半,這讓電荷停留在電容的時間呈指數下降。就是這最基本的困難讓 DRAM 的製程由原先的驅動科技變成遠遠的落於邏輯線路和快閃記憶體之後。看國際半導體研發路線圖 (ITRSInternational Research Roadmap for Semiconductors) DRAM 製程的推進是  1X1Y 甚或 1Z (就都是十幾奈米的製程),而不是依摩爾定律從 20 nm14 nm 10 nm,這代表 DRAM 製程進入十幾奈米之後,微縮以蝸牛步進行。如果製程推進如此費事而所得甚微,而無如摩爾定律的經濟效益,DRAM 產業的進展堪憂。目前已有考慮不用電容 (capacitorless) 而只用一個電晶體、使用電晶體通道的浮動體效應 (floating body effect) 儲存電洞以顯示 “1” “0” 狀態的技術原型。如果此技術得以實施,DRAM 的製程可望再繼續往前推進幾個世代。

快閃記憶體過去其實也遭遇到一個瓶頸:當製程繼續微縮時,它所能承受的寫入次數驟然下降,這對高品質的永久記憶體是不可忍受的缺陷。但此問題已有解決方式-快閃記憶體製程開始採用三維方式:亦即在晶片上記憶體單元是一層一層的堆疊。好有一比:以前半導體都是在晶片上蓋平房,而現在開始蓋摩天大樓,建物的容積率當然大為增加。由於在單位面積上的位元數可以大幅增加,製程可以放鬆些以提高記憶體性能,目前是用 40 nm 的製程,最高堆疊 64 層,每單元記憶體可以儲存三個位元。也就是在四倍的 40 nm 平方面積的晶圓基址上,可以建構出 192 位元!不久之後,三維快閃記憶體的每位元價格將低於傳統機械式硬碟,全面取代。

由於快閃記憶體製程走向 3D,且製程回走到 40 nm,它與 DRAM 製程的分道揚鑣也是勢所必然。儘管目前還有廠商還努力想要保持 DRAM 與快閃記憶體的綜效,但是在一維快閃記憶體與三維快閃記憶體分出高下之後,這樣的努力就變成枉然。所以 DRAM 製程的開發就無法再借快閃記憶體製程開發之力,但這也令原已困難重重的 DRAM 製程開發更加無助:DRAM 產業必須獨力負擔製程開發以及添購先進製程設備的費用。競爭的法則又改變了!

一些新興的記憶體 (emerging memory) 諸如 PC RAMSTT MRAMReRAM 等的出現也終將影響 DRAM 產業的競爭生態。這些記憶體的目標是速度與 DRAM 一樣快、永久儲存 (non-volatile)、低耗能,兼有 DRAM 與快閃記憶體的好處,儘管它們在價格上仍難以與 DRAM 及快閃記憶體匹敵,在傳統的 DRAM 應用領域也暫時難以撼動 DRAM 的地位,但是在新興起的應用領域上,諸如物聯網、穿戴式裝置、資料庫等,其節能與永久儲存的特性卻是 DRAM 無法單以價格來競爭的。從快閃記憶體對 DRAM 產業的衝擊學到的教訓:非線性的技術衝擊往往是最令人措手不及的,這些新興記憶體也可能再度改寫 DRAM 記憶體的競爭規則。


DRAM 的應用短期間不會驟然消失。雖然其製程進展緩慢,但是其傳統需求市場電腦及手機的成長也變得遲緩。已於產業之中、做為傳統市場的維持性投入,這樣的投資也許值得。但是如果要大興土木,全新出發?要看兩件事:一、DRAM 製程微縮還有幾個世代好走,沒有人會投入只剩三兩個世代的產業。二、新興記憶體的興起影響。這是一個重大決策。 ()

台灣 DRAM 之死 (六)

凋亡

寫這回合好似《三國演義》走到姜維獨木難支的局面,一味無奈不忍卒睹。

08 年我參加了一場儀式,恰巧碰到了主管半導體產業的官員。我的觀察是幾家業者財報上的流動比與速動比都已經開始劣化。如果有銀行貸款的話,都已接近違約邊緣。官員聽了有些訝異,畢竟06 年各 DRAM 廠都經歷了豐碩的一年,稅後盈餘高攀新高。但是財報的數字歷歷在目,怎麼理解?

DRAM 產業在它還是半導體業界的驅動技術時,DRAM 產業有以 3~5 年為一週期的景氣循環。當來自當時最大市場-電腦-的需求成長低迷時,DRAM 廠商的獲利普遍不足,不能支持技術的快速發展以及產能的擴張,所以產量增加遲緩,逐漸被需求的成長超越,DRAM 廠商轉而開始獲利。由於有利可圖,這些獲利於是被投入先進技術研發與產能擴充,直到又遇到供過於求的狀況。簡單來說,DRAM 產業當時有負回饋機制的產業,因此產業大致還能維持長期的均衡。

待到快閃記憶體變成半導體界的驅動技術的年代,同時具有 DRAM 及快閃記憶體兩種技術的記憶體廠商對於 DRAM 市場供過於求的反應不一樣了。由於快閃記憶體的技術研發攤提以及生產設備折舊已先於快閃記憶體的生產銷售的過程中取得報酬,當遇到 DRAM 市場不景氣時,就利用既存的快閃記憶體生產技術,將 DRAM的生產製程推進一個世代、降低 DRAM生產成本。這樣的舉動在短期內無疑的進一步惡化市場狀況,但是同時具有 DRAM 及快閃記憶體兩種技術的記憶體廠商所受的衝擊較小,因為成本低;而只具有 DRAM 技術的廠商所受的衝擊則較大。因為市場沒有負向回饋機制,時間一長,只具有 DRAM 技術的廠商紛紛陷入經營困境。從後來的存活記憶體廠商來看,此一觀察無一例外。

當台灣的 DRAM 產業陷入困境時,各界對DRAM 產業的批評蜂擁而至,最常見的是台灣的 DRAM 產業的怠惰,沒有自己開發、掌握技術能力。但是事實上台灣的 DRAM 產業短期是死於快閃記憶體產業的興起,而主要的長期原因是規模經濟不足。我們學到對的教訓了嗎?


用台灣DRAM 之死當標題是聳動了些。事實上,很多廠商在經歷一段慘澹經營的時光,也重新再站起來,轉型成代工、特殊記憶體等的廠商。但過去從設計、生產、封裝測試乃至於模組製造一氣呵成的產業結構已經不復存在則是事實。

台灣 DRAM 之死 (五)

反傾銷與反壟斷之役

這是一段DRAM 產業的間奏曲。

在產業不景氣、業內競爭激烈的時分,國際大廠,特別是美國公司,慣用的手段有三:一個專利侵權之訴、一是反傾銷 (antidumping) 之訴、再者是反壟斷 (antitrust) 之訴。產業在不景氣的時候還得面對這樣巨大的衝擊,也算是全面性最嚴苛的體檢。

專利侵權之訴一般比較局限於公司與公司之間,比較難說是產業的體質。但是據我所知,台灣沒有那一個 DRAM 廠在專利侵權之訴中付出慘重代價的。至少在我服務的公司,從沒有為其它公司專利侵權的索求,正式或非正式的,非自願的付出過一毛錢。當然也有國外的廠家來索求,結果都是灰頭土臉。這也說明了台灣的 DRAM 公司,雖然受限於規模經濟而無法完全獨立開發新製程,但是在智慧財產權的經營上,雖然攻擊未滿,卻是自保以上,綽綽有餘。

美國的DRAM 產業曾經在九O年代末期對台灣 DRAM 產業施加反傾銷的指控。通常反傾銷的被控主體是在一地域之內的生產製造廠商。由於台灣 DRAM 產業並沒有海外的生產基地,這一指控基本上涵蓋了整體台灣 DRAM 產業。反傾銷之訴是由自認受害廠商提起,由美國國際貿易委員會 (ITCInternational Trade Commission) 調查。台灣 DRAM 產業在台灣半導體產業協會 (TSIA Taiwan Semiconductor Industry Association) 以及熟悉反傾銷訴訟的律師事務所協助下,安然度過美國國際貿易委員會的調查,傾銷的指控不成立!這與韓國廠商因政府介入合併而被世界各主要市場課以巨額的反補貼 (counter veiling) 稅相較,台灣 DRAM 廠商的表現可圈可點。

反壟斷的風暴似乎沒有襲擊到台灣 DRAM 產業,其實不然。在面板業界密謀的同時,世界 DRAM 產業的領導廠商在同時也在籌劃相同的事。有一天我接到了同業的電話,問我們公司有沒有興趣商討業內的「產能規劃」?我當下婉拒了,但是還是打電話給律師問:「為什麼 OPEC 可以商量產量而 DRAM不可以?」律師的回答很妙:「因為 OPEC 可以制裁美國,而美國可以制裁你們。」之後有台灣的同業打電話來徵詢看法,我的建議是電影 007 James Bond 的名言: “Don’t even think about it.” 這句話一週後也出現在報紙的報導,卻是成為美國司法部一剛開始就排除我們公司嫌疑的有力佐證。DRAM 產業的反壟斷案發的早,除了台灣的廠商及利用窩裏反條例首發的廠商之外,其它參與的廠商平均都有 4~6 位的業務主管入美國輕刑監獄服刑,刑期在六個月以下。後來的面板反壟斷案,罰金加重、刑期較長,追訴人員直到公司最高負責人。


這些事件中我的領悟是法律風險是公司最大的風險,比財務、業務都還要嚴峻,一次處理不慎就可能被擊倒,像以前安隆事件中的五大會計師事務所之首 Arthur & Anderson 事務所。而台灣 DRAM 產業在這方面的表現並不遜色。

台灣 DRAM 之死 (四)

科技軌道的急轉彎

科技發展的軌跡往往令人難以捉摸。

O三、O四年我在和其它 DRAM廠家談判技術合作開發時,覺得條件好談了;之前在談技術授權、特別是技術合作,很難談定,因為這牽涉到對方最核心的能力和利益。我不是天生狐疑,但當一個稱職的談判手,如果條件過好 (too good to be true),也許就應該反向思考,為什麼對方會如此慷慨?不久後就想通了:對方也同時在開發快閃記憶體 ( NAND Flash),所以 DRAM 技術已不重要。快閃記憶體是東芝在九七、九八年逐漸在 DRAM 市場撤出之前,已先佈局埋下的伏筆。到那時間已然有成,而有些其它廠家已經急起直追。

快閃記憶體是永久記憶體,特性、功能、應用都與 DRAM 截然不同,為什麼會改變 DRAM 產業的競爭法則呢?答案在於二者在技術開發、生產設備以及客戶的綜效 (synergy)。是的,快閃記憶體與 DRAM可以共開發前段的製程、使用共用的製程機器設備、以及供應給相同的客戶-雖然產品的用途不同。只不過快閃記憶體的製程開發速度很快,變成驅動技術-它的製程技術比 DRAM 快了近兩個世代。所以一個有競爭力的 DRAM 廠商應該這樣部署:先再發快閃記憶體製程技術,生產製造快閃記憶體。然後再以此製程技術為基礎,稍事修改後開發 DRAM 製程技術。而生產 DRAM 的製程機器,則用已用於製造快閃記憶體、折舊的差不多的設備生產。這就是利用快閃記憶體當成驅動技術,而與 DRAM 的研發、製造形成綜效。從事後的結果來看,這是記憶體產業極有效的競爭策略。

台灣的廠商是否智計不及於此而在這場競爭中慘遭滅頂?當然不是。九O年代末期我服務的公司已與美國一家半導體公司展開合作,研發快閃記憶體;台灣同業也有一家部署了五家快閃記憶體的子公司。但是這些投入,對於嶄新技術的開發僅是杯水車薪。我有機會問過東芝記憶體事業的負責人,當東芝從 DRAM 產業倉皇辭廟時,整個東芝集團已聚集團之力投入數十億美金研發快閃記憶體,這是台灣任何一個個別廠家難以單獨承擔的。這又回到規模經濟的問題。

科技產業首重研發。研發有短中期的開發,針對三到五年內所需的技術發展;也有長期的科學和科技研究。後者與產業的現況可能看似沒有直接的相關,也未必能真正開花結果,研發的面向還需要十分廣泛,以求保險。這是一筆龐大的經費,但是沒有投入的結果是可能錯失產業技術競爭主軸典範移轉 (paradigm shift) 的急轉彎,廠商遭受猝然滅頂之災,如數位像機之於柯達,或者快閃記憶體之於台灣 DRAM 產業。


台灣的企業實質上都屬於中小企業,單獨企業對於中短程的研發都已經左支右絀,對於長程的研發,就是將所有盈餘再投入研究,也是無濟於事。政府至少有促成共同研發平台或公司整併的責任。至於政府應否投入,講一個例子參考。前年歐盟才通過一個大計劃,是在三元素 (ternary element) 的研究,這在材料科學、科技界是件重要的事。所謂的三元素是由三種自然元素組成的化合物。這個研究的目的在於系統性的研究各種可能的三元素組合的化學與物理特性,以替代、解決有些元素 (如稀土族) 或二元素礦產被戰略性壟斷、或者是面臨耗竭、或者是環境污等問題。這是政府出錢於長期研發計劃的例子,可以學習的是集多國之力 (連德國都太小了!) 的共同研發以及策略性標的選擇 (而不是雨露均沾)。決定產業政策及科技經費的人需要有這樣宏觀的視野與產業的背景。

台灣 DRAM 之死 (三)

台灣半導體技術研發組織

台灣的 DRAM 廠家早就意識到由研發的經濟規模不足所導致的發展瓶頸,剛好在二千年初有機會來了!

那時政府對半導體業的關注越來越少,一項《深次微米後段五層金屬計劃》遭到經濟部倏然中止。這是一個五年期計劃,政府以工研院為操作平台,與廠商共同開發未來半導體技術。廠商可以選擇各子項目分別參加,並且據以付費、參與並且獲得先期技術移轉。經濟部在計劃第二年期滿片面決定中止合約。

先不論廠商因計劃終止受到什麼樣的損失,工研院電子所一支一百多人龐大的研發隊伍面臨遣散。原來電子所先向代工廠商提出新計劃,沒有得到正面回應,所以轉向記憶體廠商。

站在 DRAM 廠商的立場,由於規模經濟不足而導致的研發依賴問題至此有個解決的契機。經由電子所領導人的奔走,以及業界耆宿的主持,以及經濟部主管官員的支持,台灣五家記憶體廠商願意每年合作出資、設備、研發人才,以原計劃研發人員為骨幹,經濟部再出配合款,形成共同研發平台。這真正是難能可貴,幾家平時在貨品市場、資金市場、媒體等多處廝殺的競爭對手願意攜手在最關鍵能力合作。這個組織叫台灣半導體技術研發組織 (ASTROAdvanced Semiconductor Technology Research Organization)。這個組織的英文原名是 ASTRA,我在會議上建議改成原有星辰字義的ASTRO,希望台灣的記憶體產業有如晨星的昇起。

但是事與願違,ASTRO 最終在行政院內的決議被否決,回覆的理由牽涉到一些國有財產法的細節。從事後來看,這是台灣 DRAM 產業的最後一次整合機會;錯過了,就勢將江河日下。後來危機來臨時 2009 年所倡議的台灣記憶體創新公司 (TMCTaiwan Memory Corporation) 其實為時已晚、於事無補。而當時政府裁撤了共同研發平台所省下的經費,最終以幾十倍的銀行壞帳打銷以及整個產業的傾覆為代價。

另一個更基本的問題在台灣電子、半導體產業面臨國際資本市場併購的壓力時逐漸浮現。台灣的經濟以中小企業為主,並且以此自豪。但是中小企業在其所處的產業中於某一特殊環節中無可避免的會面臨規模經濟的問題;在 DRAM 產業,這是研發。如果台灣不願意變成像韓國由幾個大公司即構成整個國家 GDP 的重要百分比的話,那我們對於經濟規模不足的對策是什麼?公司整併?產業內的共通平台?政府又該無作為還是什麼樣的作為?