◎介輔

 全球半導體短缺已成為當今世界各大工業國家的重要困擾，引發一連串的工業生產瓶頸，從家電產品到智慧化車輛等，各種消費品的價格因而提升，對價格高昂的軍事裝備研發更有明顯影響。如何增加晶片產量，以使半導體在日常生活等多方面發揮關鍵作用，對軍民通用科技的發展影響深遠。

重要軍事裝備依賴晶片

 現代武器裝備無一不應用半導體晶片，建構各種通信網路的關鍵也在高階晶片的供給和應用，1枚標槍飛彈系統就須應用250個晶片。烏俄戰爭膠著，俄羅斯已經用光精準打擊遠程彈藥所需要的大量晶片，面臨武器不足的窘況。

 美國為軍武大國，最精密的軍用晶片中，有70%採購自國外。美國總統拜登於8月9日簽署「晶片法案」（CHIPS and Science Act of 2022, CHIPS Act），旨在補貼美國半導體產業，並且規定獲得補助的企業10年內不准擴大對在中國大陸的企業投資，明顯有意抑制中國大陸的經濟與軍事實力。

 所謂「晶片法案」，意在緩解影響各種高科技產業層面的晶片持續短缺情況，包括車輛、家電及機工具等，當然，最重要的層面仍在於軍事裝備的持續產能。對於這項法案通過，美國聯邦政府將挹注約520億美元補貼，用於高科技研究及美國本土的半導體生產，是美國產業政策近年來罕見的重大嘗試。而這項法案也包括為投資晶片廠提供稅收減免，估計價值達240億美元。

 美「中」持續於軍事科技較勁，美國首要任務就是箝制中共科技和監測技術的發展，而亞洲晶片大廠是美國和中國大陸主要供應商，除F-35戰機和先進飛彈外，還生產經美國國防部批准「軍用級」晶片，一些美國客戶也委託製造用於機密軍事裝備的晶片。

 晶圓代工業者將自己定位在美國國防部可信任晶片製造商的角色上，以期能擴大軍規晶片等關鍵零組件的生產，同時建立多條生產來源，也將資源投注於晶片整合方案以取得更大的效益，而非追求更精細的製程節點。美國面對日益激烈的國際競爭，其在微電子創新和製造領域的長期主導地位，在過去幾十年中一直在削弱。現在，重申美國在微電子領域的領導地位，已成為產業和政府的首要任務，不僅基於經濟原因，更關乎國家安全。

強化高科技人才培育

 矽是目前全球半導體主要原料，約佔90%市場，而第2類半導體如砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP），多用於通訊、感測相關電子產品，產值與應用範圍相對較小。從製程原料面歸納，第3類半導體又分為碳化矽（SiC）、氮化鎵（GaN）兩種原料。高純度的碳化矽大多用於軍用雷達、國防應用相關領域，被視為戰略性物資，加上高純度碳化矽原料成本是一般純度的10倍，僅有國家層級能直接採購。目前基板原料中，矽基氮化鎵（GaN on Si）主要用於快充、電動車領域，而碳化矽基氮化鎵（GaN on SiC）則主要用於基地臺、衛星通訊等領域。而先進的雷達、導引、紅外成像等方面能力的提升，對於晶片高效能的需求十分顯著。

 近期麻省理工學院公布的新白皮書指出，美國要重新確立其作為半導體超級大國地位的戰略，必須大量運用大學的研究能量，這些科技大學在開拓新技術和培養高技能勞動力方面具有獨特優勢。對於「重申美國在微電子領域領導地位」的前提下，美國學術界很清楚大學應該發揮主要作用，麻省理工學院電氣工程與計算機科學系學者認為，美國的目標是在建構這些國家工程項目時，以平衡的方式建構，利用美國大學可以帶來的巨大資源和人才。

提升大學創新能量

 一座晶圓廠的成本可能高達100億美元，因此企業在決定建造新工廠時，會做出巨大的經濟決策。政府提供的獎勵措施，包括稅收優惠、廉價土地甚至直接補貼的形式，都會對公司決策發揮重要作用。根據美國半導體聯盟近期報告稱，考慮各國獎勵措施，製造商在美國生產晶片時面臨成本劣勢。晶片法案將為國內半導體研究、設計和製造提供鉅額的聯邦投資。國會還在考慮另一項立法，即「FABS法案」，該法案將建立半導體投資稅收抵免。

 美國國防部對晶片性能進展的要求可以透過零件整合來達成，並不一定非要往下一個昂貴的製程節點邁進。五角大廈與軍方部門都贊助晶片封裝技術的開發，包括「天水公司」（Sky Water）致力於將專有銅導線技術，整合到抗干擾輻射產品中的研發專案。至於大學在促進基礎研究方面也發揮重要作用，美國將需要依靠學術實驗室來產生新的創新。然而許多大學基礎設施老舊，需要更新設備，美國需要投資大學基礎設施，包括資本設備和人員，並支持研究和教育活動，其對大學提升創新能量的相關性至關重要。

 晶片是寶貴的戰略物資，美國高科技業不僅讓晶片體積更小、效能更高，需要新材料、新工藝、重新構想的設備和新穎的集成整合系統。10年後美國依賴的技術可能與當今技術完全不同，學術創新勢必會打破當前的技術路線圖，並超越當前想像系統的性能，保持工業界和學術界之間的緊密聯繫，是確保美國做為科技領先國家最好方法，能夠增強當前的高科技工業，並推出新的技術企業。

技術領先為首要課題

 下一代軍事科技發展的步伐，新創公司也發揮至關重要的作用，為了讓這種趨勢繼續，大學需要與原型製造設施、國家實驗室和商業鑄造廠建立強而有力的合作夥伴關係，以協助研究人員將他們的創新成果，轉化為將成為未來世界級公司的科技新創公司。位於麻薩諸塞州的研究機構林肯實驗室，由聯邦政府資助合作，麻省理工學院管理，實現微晶片創新。麻省理工學院將世界一流的創新科技與林肯實驗室複雜微電子原型的能力相結合，形成獨特而強大的技術動力。該組合支持顛覆性微電子技術的發現和成熟，並將想法實現，創造了從專業影像儀到全球採用的微電子光刻技術的悠久歷史。

 發揮科技型大學的全部潛力需要一項促進區域網路的戰略，其中美國德州儀器旗下多數高可靠度（Hi Rel）半導體產品可在TI.com線上訂購，協助美國航太與國防業者快速獲取TI原廠產品，推動下個世代航太與軍用科技設計發展。

 美國與俄羅斯、中共等國持續爭奪科技和軍事領導地位，新軍事革新的本質和核心是國防資訊化，實現資訊化的核心技術是軍用半導體技術，也是加速新軍事革新邁向成功的重要基礎，因此，未來「晶片大戰」將成為各軍事大國競爭前哨戰，技術突破領先，將是提升軍事地位的重要課題。

（作者為軍事作家）