日經亞洲評論（Nikkei Asia）發表一篇長篇報導，標題為《彈性神話：確保晶片供應鏈安全的致命缺陷》，凸顯美國、歐盟、日本、中國政府都在發放巨額補貼，打造在地半導體供應鏈，但是美、日半導體設備製造商的產能有限，無法按時交貨的困境，可能導致政府夢想晶片自給自足的供應鏈彈性，變成一種神話。
台積電派主管赴美日視察設備廠商進度
6月中旬，台積電派出團隊前往日本，參觀一些公司設備供應商，3月份則是前往美國供應商考察，台積電想知道，為什麼這些公司說他們不能按時交付重要設備？
台積電是晶圓代工龍頭，上游設備供應商一向竭盡全力回應這家強大公司的要求，但是近日第一次發出道歉信息給台積電。
這種情況非常敏感。台積電正斥資1000億美元建廠，擴張產能，但是上游供應鏈受到瓶頸的困擾，受影響的設備和零組件範圍廣泛。
今年3月，台積電供應鏈管理負責人、資訊技術及資材暨風險管理資深副總經理林錦坤（JK Lin）和工作組前往美國考察，為什麼台積電訂購的晶片設備需要長達18個月等待期，才能交貨？
ASML幾款晶片設備的等待期延長至2年
其中，荷蘭DUV和EUV曝光機製造商ASML也將幾款晶片設備的等待期延長至2年，該公司發言人承認存在一些延誤，並表示該行業的限制非常多樣化，並且跨越多層供應商。
在機器的真空室內製造EUV光線，極具挑戰性，德國Trumpf公司提供強大的雷射光源，另一家德國合作夥伴光學巨擘蔡司集團（Zeiss）提供反射和引導光線的光學系統。
即使是最小的不規則也會導致像差，蔡司誇口其產品是世界上最精準的鏡子。「如果蔡司的EUV反射鏡將雷射光束重新定向瞄準月球，它能夠擊中月球表面的乒乓球。」蔡司執行長Andreas Pecher 告訴日經新聞。蔡司和ASML已經合作約30年。
蔡司自豪說他們的EUV反射鏡能擊中月球上的乒乓球
熟悉會議的消息人士告訴日經亞洲，日本最大的晶片設備商東京威力科創（Tokyo Electron）和迪恩士半導體（Screen Semiconductor Solutions）等供應商，通知台積電，原本遞延的交貨期，可能還會再延後。
迪恩士半導體的化學清洗機聞名全球，為必要晶片設備，該公司列舉難以採購的一連串零組件，包括特殊塑膠製成的閥門、管子、泵和容器全都缺貨。
美國參議院7月27日通過晶片與科學法案，將補貼晶片業520億美元；日本政府承諾出資4760億日圓（35億美元），幫助台積電在熊本縣建廠。
中國計劃引導1.5兆元人民幣（2210億美元）公共和私人資金投入和扶植本土晶片供應鏈，目前為止取得的成果不大。
5年內約有91家新的晶圓廠將投產
據國際半導體產業協會（SEMI統計），從2020年到2024年，全球大約有91家新的晶圓廠將投產。
問題政府補貼只觸及半導體供應鏈的膚淺表層。在晶片生產的背後，是一個供應設備和其他物品的網路，涉及數百種材料、化學品、易損組件、氣體和金屬，沒有它們，晶圓廠根本無法運轉。
晶片製造需要一些複雜組件和機器，包括高精度滾珠絲槓、蔡司的EUV鏡頭、Rotarex的超高純度氣瓶閥、晶圓分選機等等。
這些困難凸顯諸多麻煩的事實，對台積電和對手、供應商、對全球決策官員來說，都是非常棘手的問題。
晶片供應鏈彈性成為政策的核心目標
鑒於美中貿易緊張局勢和大流行中斷供應鏈，中國、美國、歐洲、日本政府決定推動半導體在地製造，晶片供應鏈彈性已成為政策的核心目標，但是日經亞洲的分析認為，所謂彈性只是一個神話。
根據《日經亞洲》對20多位業界主管的調查和採訪，過去全球化的半導體行業可以在數十個國家順利運行，但是中國、美國、歐盟企圖在單一國家或地區複製半導體自力更生的架構，造成供應鏈瓶頸的問題更加惡化。
長期來看，大家對於半導體自力更生政策的智慧存在更多疑問，並且擔心即便2年後歐美日中的晶圓廠能夠啟動並運行，其中許多晶圓廠最終可能遭到閒置。
波士頓諮詢集團半導體和材料負責人 JT Hsu 表示，即使是要實現70％到80％的晶片自給自足目標，也會非常艱難。對於任何國家或地區來說，要獲得每一條供應鏈，都可能是極大挑戰。
美國重建完整的在地半導體供應鏈，是不可能的任務
德國化工集團巴斯夫（BASF）旗下電子材料業務部半導體材料副總裁Jens Liebermann表示，不光晶圓廠製造晶片，背後還包括所有設備、所有晶片材料、化學原料、氣體及原物料，都必須在那裡。
創立台積電並曾擔任台積電董事長的半導體產業教父張忠謀針對美國企圖建立本土晶片供應鏈的講話有話直說。
「如果你想在美國重建一個完整的在地半導體供應鏈，你會發現這是一項不可能的任務，即使你花了數千億美元，仍然會發現供應鍊是不完整的，你會發現它的成本非常高，比你現在廠房的成本要高得多。」張忠謀2021年10月26日在玉山銀行舉辦的論壇上表示。
現在才收到一年多前訂購的閥門和管子
儘管閥門、管子、泵和容器聽起來可能微不足道，但它們可以做為複雜案例的研究對象，它們正在讓半導體製造商的主管抓狂。
「我不是在開玩笑！我們現在才收到一年多前訂購的閥門和管子，打開箱子，我們感到驚訝的是。訂購100件組件，箱子裡只送來10件。」一位台積電的台灣供應商主管告訴日經新聞。
由於只有少數專業供應商能夠滿足防污染標準，並處理具有潛在軍用製造項目的繁文縟節，尤其是在原物料供應有限的情況下，提高半導體設備產能，並非易事。
用於處理化學品的半導體等級閥門和管子，它們的重要性是不會成為污染源。
半導體等級的閥門和管子不能造成汙染
根據日經亞洲分析，全球只有少數供應商有能力達到嚴格的環保要求。日本CKD、Advance Electric、美國Entegris是合格的閥門供應商。
這類閥門由不銹鋼和其他合金製成，必須經受廣泛的驗證過程，由於存在洩漏和爆炸的危險，因此需要獲得政府認證。一些行業高管指出，新進入者需要10到20年才能達到不同政府機構的認證標準和測試。
另外，半導體生產涉及數百種化學品。為了防止污染，它們在無塵室中進行處理。日本Iwaki是化學品輸送泵的主要供應商，業內消息人士稱，奧地利的Agru和瑞士的Georg Fischer是晶圓廠關鍵管道系統的重要供應商。
半導體生產涉及數百種化學品
沿著供應鏈上游，製造這些組件的含氟聚合物會出現更多的瓶頸。其中一種稱為PFA的材料僅由美國的Chemours 和日本的Daikin Industries供應，PFA需要廣泛的加工知識，沒有競爭對手出現。
其他主要的含氟聚合物材料製造商包括比利時的Solvay、美國的3M集團、印度的Gujarat Fluorochemicals和俄羅斯的HaloPolymer。
還有更上游的含氟聚合物。市場研究公司 IndexBox的數據顯示，含氟聚合物由螢石加工而成，中國控制全球近60％的螢石產量。長期以來，中國將螢石確定為戰略資源，在 1990年代後期，由於螢石對農業、電子和製藥、航空、航天和國防等產業的重要性，因此中國限制螢石出口，這種礦物通常被稱為「半稀土」。
中國控制全球近60％的螢石產量
根據IndexBox數據，墨西哥是第二大螢石生產國，去年約佔市場的10.8％，其次是蒙古和南非：歐洲的保加利亞和西班牙共同控制全球5％的市場。
就算廠商拿到上游材料，還要經過Wassenaar Arrangement認證，這是40多個國家簽署的多國協議，旨在避免將這類組件運送到流氓國家用於軍事用途，增加繁文縟節，為新加入廠商提供另一個障礙。
「如果你想要一個有彈性的芯片供應鏈，你不僅需要芯片工廠，還需要一整套來自關鍵化學品和精密零部件的供應商。建造半導體工廠需要數年時間，但鑑於廣泛的環境評估和處理化學品的法規，建造化工廠將需要更長的時間。」日本大金主管坦言。
總結來說，建立自給自足的晶片供應鏈目標，用意雖美好，路途卻無比坎坷，最後燒光幾千億美元，供應鏈可能還是會缺東缺西。
