根據(jù)產(chǎn)業(yè)人士與政府事務(wù)觀察家的看法,，由于對美國國內(nèi)制造產(chǎn)能的投資不足，美國國防部(DoD)可能要花幾年的時間才能擺脫對亞洲芯片的依賴,。

全球芯片缺貨狀況,，阻礙了洛克希德˙馬丁(Lockheed Martin)、雷神(Raytheon)等美國國防軍事供應(yīng)商持續(xù)供應(yīng)俄烏沖突中使用武器的能力,。美國國防部還必須估算來自商用買主對晶圓代工廠產(chǎn)能的競爭,，以及軍方對較舊芯片架構(gòu)的過度依賴,。因此人們開始疑慮，美國可能有長達(dá)十年的時間難以因應(yīng)與臺海地區(qū)有關(guān)的戰(zhàn)事,，而諷刺的是,，中國臺灣就是為美國國防部供應(yīng)芯片的半導(dǎo)體制造商大本營。

Hudson Institute資深院士Bryan Clark (來源: Hudson Institute)

在持續(xù)升溫的中美緊張情勢之中,，中國臺灣地區(qū)處境微妙,。根據(jù)臺灣地區(qū)相關(guān)部門消息，在2022年12月25日,，大陸有71架次軍機(jī)巡航臺灣海峽,，其中有47架次跨越海峽中線，創(chuàng)史上新高紀(jì)錄,。而這樣的行動就發(fā)生在美國總統(tǒng)于美國時間2022年12月23日正式簽署《2023年國防授權(quán)法案(2023 National Defense Authorization Act)》,、同意在接下來五年提供臺灣地區(qū)100億美元軍事援助之后不久。

不過根據(jù)曾創(chuàng)立包括iDeal Semiconductor,、Agere Systems等公司的電子工程領(lǐng)域?qū)＜襇ike Burns表示,，美國國防部可能需要十年的時間才能建立可靠的國內(nèi)供應(yīng)鏈，問題在于像是英特爾(Intel)等美國業(yè)者多快能追上臺積電(TSMC)的腳步,。目前臺積電是應(yīng)用于包括F-35戰(zhàn)斗機(jī),、導(dǎo)彈與指揮控制設(shè)備等美國國防部武器系統(tǒng)之FPGA組件──包括來自Altera (EETT編按：已被Intel收購)與Xilinx (EETT編按：已被AMD收購)──與其他芯片的主要生產(chǎn)者。

“也許只要三年的努力,，”Burns接受《EE Times》采訪時表示,，“但我已經(jīng)講這個講好幾年了?！笨梢源_定的是,，臺積電在12月已經(jīng)宣布把對美國亞利桑那州鳳凰城新?lián)c(diǎn)的投資增加至三倍達(dá)到約400億美元，預(yù)計在2026年于美國打造生產(chǎn)3納米節(jié)點(diǎn)的第二座晶圓廠,。

不過Burns也指出,，雖然蘋果(Apple)、AMD等公司會向臺積電亞利桑那州晶圓廠采購芯片,，但該廠可能不會是美國國防部的供應(yīng)商,；“我不認(rèn)為臺積電會做這門生意，”他表示：“如果你看過他們對美國工程師的態(tài)度,，他們似乎對他們不太滿意,。”

臺積電經(jīng)常表示,，該公司會將最先進(jìn)的工藝留在中國臺灣；這家全球最大晶圓代工廠有九成以上的產(chǎn)能都在那里,。2022年臺積電已經(jīng)在臺灣地區(qū)開始生產(chǎn)3納米節(jié)點(diǎn),，領(lǐng)先美國數(shù)年,。而臺積電與在美國亞利桑那州晶圓廠雇用的一些工程師存在文化沖突；Burns認(rèn)為,，因為這個挑戰(zhàn)以及臺積電將專注于服務(wù)Apple,、AMD等大客戶，使得Intel等較小型的晶圓代工業(yè)者會更適合作為美國國防部的供應(yīng)商,。

“這將取決于Intel,，”他指出：“該公司的代工服務(wù)可以制造落后臺積電一至兩個世代工藝的ASIC，也許這可以彌補(bǔ)差異,?！盜ntel在幾年前收購了FPGA供應(yīng)商Altera，后者本來是委托臺積電生產(chǎn)那些性能雖不如ASIC,、卻能輕易修改的可程序化芯片,。而美國國防部被迫依賴FPGA組件，是因為找不到像是臺積電或三星(Samsung)那樣的大型晶圓代工廠,，為其武器系統(tǒng)生產(chǎn)客制化ASIC,。

來自Apple、AMD等商用客戶對晶圓代工產(chǎn)能的競爭,，削弱了像是美國國防部這種小型買主的采購力,。Burns指出，就算是總部在美國的GlobalFoundries等業(yè)者也會將美國國防部的優(yōu)先級往后排,；“GlobalFoundries有一大群推動量產(chǎn)的商用客戶,，我們卻永遠(yuǎn)不會知道軍用晶圓數(shù)量有增加，以及那會持續(xù)多久,？它們通常是高成本,、低產(chǎn)量，而且產(chǎn)量是不可預(yù)測的,?！?/p>

美國智庫哈德遜研究所(Hudson Institute)資深院士Bryan Clark接受《EE Times》采訪時指出，美國軍方仰賴舊有,，或者說較舊的芯片架構(gòu),，通常不被廣泛采用而且必須以少量、專有工藝生產(chǎn),?！爱?dāng)芯片缺貨情況發(fā)生，生產(chǎn)芯片的業(yè)者若為家電,、車輛打造芯片可以賺到更多錢,；”他表示：“如果美國國防部可以采用更多商用架構(gòu)的尖端芯片，并透過封裝或軟件的方式來采用它們，就能利用商業(yè)量產(chǎn)的規(guī)模,，也比較不會受到芯片供應(yīng)中斷的影響,。”

中國最近正被美國的芯片出口管制措施打壓,，也面臨自己的供應(yīng)鏈問題,；美國視中國為“戰(zhàn)略競爭對手”，在5G,、人工智能(AI)等技術(shù)領(lǐng)域是一大威脅,。“中國大陸的軍用芯片已經(jīng)有很大的一部分采用商用型號,，不過完全仰賴美國與西方的技術(shù)來打造那些芯片,，或者得從日本、中國臺灣采購那些芯片,；”Clark表示：“中國軍方因此能更妥善因應(yīng)供應(yīng)鏈中斷,，但是在面對基于國家安全理由而發(fā)生的供應(yīng)中斷時準(zhǔn)備不足?！?/p>

采用性能落后的ASIC和FPGA組件

Burns表示,，美國國防部需要為像是烏克蘭戰(zhàn)爭帶來的大幅需求保留一定的產(chǎn)量；他在三年前曾向美國國會提案,，指出美國政府應(yīng)該出資補(bǔ)助一家與像是臺積電合資的先進(jìn)晶圓廠,，專門支持美國國防部的產(chǎn)能。他補(bǔ)充,，像是SkyWater等美國本地的小型晶圓代工業(yè)者,，無法滿足美國國防部對先進(jìn)芯片的需求。

“盡管我們在90納米與130納米節(jié)點(diǎn)采用SkyWater,，我們?nèi)匀恍枰冗M(jìn)運(yùn)算,，但我們無法取得；”Burns表示：“沒有可信任的晶圓廠會做5納米工藝的運(yùn)算芯片,。我們傾向采購FPGA然后在美國進(jìn)行配置,，而如何配置就可以是機(jī)密。但對于任何一種FPGA,，在性能上就必須有所折衷,，因為專門打造的ASIC速度會更快?！贬槍σ陨峡捶?，美國國防部并未對《EE Times》要求評論的采訪需求做出回應(yīng)。

而像是雷神等武器系統(tǒng)供應(yīng)商則表示,，芯片缺貨情況限制了他們擴(kuò)大生產(chǎn)的能力,。“在供應(yīng)鏈沒有魔法公式可以加快這個速度，”雷神首席執(zhí)行官Greg Hays在12月初接受美國電視新聞臺CNBC訪問時指出：“我們正在盡力嘗試縮短交貨期間,，但是有上千個零組件,。不令人意外的，芯片是這些設(shè)備中的關(guān)鍵元素,，我們正在與國防部合作尋求其他替代方案，或許是在一些供應(yīng)商方面,?！?/p>

洛克希德˙馬丁則在2022年10月中旬的財報會議上表示，該公司今年的銷售業(yè)績跟去年相較的變化很小,，在新冠病毒疫情影響與供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)下,，預(yù)期要到2024年才會恢復(fù)成長。Raytheon與Lockheed Martin在美國都有經(jīng)營工藝?yán)吓f的晶圓廠,，也都在美國國防部的可信任供應(yīng)商名單之中,。

令人憂心的美國武器庫存量

雷神與洛克希德˙馬丁制造包括標(biāo)槍(Javelin)以及刺針(Stinger)等協(xié)助烏克蘭擊對抗俄羅斯的武器，不過根據(jù)美國智庫戰(zhàn)略暨國際研究中心(Strategic and International Studies,，CSIS)報告,，美國的彈藥庫消耗量令人憂心；該份在2022年9月發(fā)表的報告指出：“有部份美國武器庫存量已來到戰(zhàn)爭規(guī)劃與訓(xùn)練所需的最低水位,?！?/p>

CSIS報告亦指出，美國國防部已經(jīng)提請國會批準(zhǔn)提升高機(jī)動性炮兵火箭系統(tǒng)(High Mobility Artillery Rocket Systems,，HIMAS,；EETT編按：簡稱海馬斯火箭系統(tǒng))，以及導(dǎo)引式多管火箭系統(tǒng)(Guided Multiple Launch Rocket Systems,，GMLRS)產(chǎn)量所需資金,。不過，該產(chǎn)業(yè)的一貫立場是,，美國國防部應(yīng)對多年期采購案做出承諾,，以證明產(chǎn)業(yè)對大幅提升產(chǎn)能的投資是有需要的。

一項CSIS的研究檢驗了國防工業(yè)基地在緊急狀態(tài)下替代庫存的能力,，發(fā)現(xiàn)該過程在大多數(shù)項目下會需要花費(fèi)數(shù)年時間,。該中心指出，像是HIMAS與GMLRS等導(dǎo)引式火箭相當(dāng)有用,，但數(shù)量可能有限,；“美國迄今生產(chǎn)的5萬5,000枚火箭估計剩下約2萬5,000到3萬枚?！?/p>

CSIS的報告指出：“若美國將三分之一庫存量運(yùn)往烏克蘭(像是標(biāo)槍與刺針飛彈),，就是約8,000至1萬枚火箭，該庫存量可望維持?jǐn)?shù)月；但當(dāng)庫存量耗盡,，就沒有替代選項,。火箭產(chǎn)量一年約5,000枚,，盡管美國正努力提升該數(shù)字,，近期也已為此目的撥款，仍需要數(shù)年時間,?！?/p>

前美國海軍上校、捍衛(wèi)民主基金會(Foundation for Defense of Democracies,，F(xiàn)DD)資深研究員Mark Montgomery與FDD軍事與政治權(quán)力中心(Center on Military and Political Power)資深主任Bradley Bowman在一篇投稿《國防新聞周刊》(Defense News)的文章中指出,，美國2015年批準(zhǔn)銷售臺灣的超過200枚標(biāo)槍飛彈與發(fā)射器，還有250套刺針系統(tǒng)尚未交貨,，有鑒于支持烏克蘭以及回填美國與盟軍武器庫存量的需求,，預(yù)期能在2026或27年交貨恐怕不切實(shí)際。

CSIS的報告則指出,，美軍的架構(gòu)不是為了戰(zhàn)斗或是支持?jǐn)U大的沖突,，因此“該議題本身在美國國家安全機(jī)構(gòu)內(nèi)部，應(yīng)該會引起一些預(yù)算優(yōu)先性的爭議,?！?/p>

美國智能型軍火“嚴(yán)重耗盡”

TechInsights分析師Dan Hutcheson (來源：TechInsights)

美國國防部可能會指望Intel能供應(yīng)“超越摩爾定律”(More than Moore)的芯片，也就是利用異質(zhì)整合包括模擬等功能以實(shí)現(xiàn)附加價值,，但不一定要采用依循摩爾定律的更微縮工藝節(jié)點(diǎn),。市場研究機(jī)構(gòu)TechInsights分析師Dan Hutcheson接受《EE Times》訪問表示：“美國的智能型軍火庫存已經(jīng)嚴(yán)重耗盡，而那類武器主要是仰賴超越摩爾定律的解決方案,?！?/p>

他指出，Intel會需要完成規(guī)劃中與以色列Tower Semiconductor的合并,，才能滿足美國國防部的期望,；“Intel仍得完成與Tower的交易，才能擁有完整的超越摩爾定律解決方案,。這隨著該公司每一周延長期限而看來可能性越來越低,；”Hutcheson也表示，Intel必須要讓Tower的以色列晶圓廠取得美國政府可信任晶圓廠以及美國國際武器貿(mào)易條例(ITAR)的認(rèn)證,。

Intel的晶圓代工業(yè)務(wù)部門(IFS)一直在留住美國國防部這個最大客戶方面遭遇挫折,；IFS總裁Randhir Thakur已在2022年11月22日提出辭呈。根據(jù)Intel發(fā)言人Jason Gorss表示,，Thakur會待到2023年第一季以確保其業(yè)務(wù)能順利交接給接班人

而芯片業(yè)老將Burns指出,，要把像是Intel這樣的IDM制造商轉(zhuǎn)型成晶圓代工廠相當(dāng)困難,，“Samsung做到了，臺積電則是從一開始在企業(yè)文化上就是設(shè)定為服務(wù)第三方設(shè)計業(yè)者,，它們提供了很多額外的好處留住員工,，轉(zhuǎn)換的成本非常龐大?！?/p>

美國國防很“脆弱”,？

Mike Rogers接受《EE Times》訪問時也表示，美國國防部需要幾年時間才能建立一個不依賴中國等亞洲國家的安全芯片供應(yīng)鏈,。

“我們在美國確實(shí)有一些特殊的能力可制造高端芯片,，但卻沒有足夠的所需產(chǎn)量；”Roger指出：“我們透過向全世界采購來補(bǔ)足,，中國占據(jù)其中一大部份。如果微處理器的更改超越了原本規(guī)格,，武器系統(tǒng)可能無法在應(yīng)該啟動時啟動,，導(dǎo)致我們有大批水陸士兵或是海軍陸戰(zhàn)隊員死傷。我是否認(rèn)為這讓我們變得脆弱,？我確實(shí)這么認(rèn)為,。”

Rogers指出,，美國《芯片法案》(CHIPS Act)就是為了彌補(bǔ)那些弱點(diǎn),。“那確實(shí)是有缺陷的法案,，但仍是朝著正確方向邁出了一步,，認(rèn)識到我們必須要擁有的能力。我們將不得不找出美國應(yīng)該要有的正確平衡,，以防我們確實(shí)需要那些芯片的地方有事情發(fā)生,；”他表示：“我們會受到人們放慢生產(chǎn)速度或是停產(chǎn)、延遲生產(chǎn)的影響,，我們應(yīng)該永遠(yuǎn)不讓自己陷入該境地,。我們必須要解決這個問題，這也是為何你會看到有大量經(jīng)費(fèi)用于投資芯片制造能力,，無論是美國本身或是強(qiáng)大盟友,。”

Burns則斷言,，美國政府應(yīng)該要將《芯片法案》520億美元預(yù)算的一部份分配給軍用芯片廠,，因為有太多資金可能會流向美光(Micron)、德州儀器(TI),、臺積電等公司,?！叭缓笙袷抢咨瘛kyWater與TSI Semiconductor等美國本地業(yè)者,，什么都沒有改變,；”他指出：“它們的商業(yè)模式相當(dāng)艱困，投資者未能注入資金,，面臨的大問題是多快能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量提升,。”

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<