烏凌翔：澄清兩個軍武誤謬　即知美國多麼需要台積電

一般人對於軍武晶片的認知，普遍有兩個誤謬：第一，市場對軍武晶片的需要量遠小於消費性電子產品需要的晶片量；第二，軍武系統不需要短小輕薄、或很先進的晶片，穩定可靠才是第一要求。

以前，也許都對，現在，都錯了，因為科技又進步了。

2022年4月底，美國華爾街日報（WSJ）報導，美國商務部長雷蒙多（Raimondo）表示晶片缺乏限制了美國軍火承包商的生產能力，她在出席國會聽證會時舉了一個例子：美國陸軍單兵操作的飛彈「標槍」（Javelin）－含發射系統 －一具就需要250枚晶片，而美國政府在俄烏戰爭當年2月24日爆發之後，承諾提供給烏克蘭34億美元軍武援助，其中就包含5,500支標槍，卻因為缺乏晶片而交不了貨。

我們算一下：250 x 5,500 = 1,375,000，一百三十七萬五千片，當然很可能不都是同一種晶片，雖然仍不能跟商用的CPU、GPU、SoC動輒千萬級別的晶片需求量相比，但也絕非很小的數目。

以上即是觀察半導體産業的一個維度：晶片的産量或市場大小。雷蒙多沒有說明標槍需要的晶片有多先進，那又是另一個觀察維度。

最常用來定義晶片先進程度的指標是「奈米」（nanometer, nm），數字越小，表示越先進，此乃之前半世紀以來，工程師延著「摩爾定律」的預測要求，努力推動晶片製造技術留下的業界慣例。不過，大約進入14奈米以下之後－譬如 10nm或7nm晶片，其中電子線路或電晶體的實際尺度就並非10或7奈米，「X nm」變成只是代表某一代微縮工藝的名稱罷了。概念上，這個 X 數字越小，就表示晶片尺寸越小、耗電量也越低，或，同樣尺寸下，電晶體數量越多，功能也越強大，也就是越先進。

軍事裝備或武器，確實比工業用晶片的規格需求更嚴荷，譬如要能耐更高或更低的溫度，抗更強的震動、壓力，甚至用在高空、太空中，還需要抗幅射。而且穩定度也更重要。還有，軍事裝備或武器研發與驗證的時間動輒長達數年、甚至超十數年，就是要力求穩定可靠；一旦確定了規格，也不會輕易再更動。

可是，武器系統中的關鍵零組件－晶片－ 之研發週期往往只要兩、三年，產品就迭代更新了，換言之，半導體技術進步速度遠超軍武系統。這就導致軍武系統中使用的晶片，往往是多年前研發初期階段定案的成熟製程。這可能也是我們一般以為軍武系統「不需要」先進晶片的原因。

真的不需要嗎？或者，軍武系統需要多先進的晶片呢？雷蒙多在國會的做證，透露出了一點端倪。

美國的晶片製造廠除了英特爾、格羅方德、德州儀器這些知名大廠之外，還有近百家較小型的廠家，標槍需要超過百萬片晶片，雖然不少，但也不應陷入供貨不及的窘境，很可能並非因為沒有產能而做不出來，而是做不出來特定規格的晶片？

以上這項猜測可以從美國「國防部副部長採購及保障辦公室」（Acquisition & Sustainment Office of the Under Secretary of National Defense）的網站中得到某種程度的證實。此網站中定期公佈全美認證過的晶片供應商、包括這些供應商的技術水準。仔細比對5月下旬最新的資料中有83家所謂「Trusted Suppliers」、以及它們的製程技術水準（Trusted Integrated Circuit Supplier Fabrication Processes），發現絕大多數都落在微米（千分之一米）與65奈米之間，擁有45nm以下製程技術的包商極少。

換言之，如果是成熟製程的晶片，美國本土的這些國防承包商，應該沒有問題，反之，出現做不出來的狀況，應該是缺乏較先進晶片的製程技術。

現代武器系統到底需要多先進的製程技術？又為什麼需要呢？

答案是人工智慧（AI）時代來臨了，也就是本文文首提及的「技術又進步了」之意，武器系統要追求AI化！

AI化的好處是武器可以自動化、無人化，而且更快速、更精準、一同協作的各種武器數量也可以更多，想像一下幾百架無人機的蜂群式攻擊…這種情境下，微秒（micro-second，百萬分之一秒）的速度已遠遠不夠，晶片必須以奈秒（nano-second，十億分之一秒）、即 Giga赫茲（109 Hz）級別的速度蒐集＋處理大量數據，以滿足無人化的要求，「軍規晶片」的規格要求就改變了。

來看一個例子，美國Kratos公司生産的無人機XQ-58A，能以F-35忠誠僚機的「身份」與F-35一同出任務，這種無人的僚機可以多達兩位數，分別擔任偵察、掩護、攻擊、誘餌、甚至加油的任務，如此一來，這架有人駕駛的 F-35就成了一個「中心」平台，需要與「週邊」通訊，計算它們蒐集來的大量數據、下達命令。這些資料量與計算都需要最先進的晶片來處理。

再問一次，到底需要多先進的晶片呢？

我們無法探知軍事機密，但是我們可以與地面自駕車技術（Autonomous）所需的通訊與操控技術相比較。自駕車與週邊基地台、甚至低軌衛星之間也需要傳輸、計算大量即時蒐集來的數據，技術需求原理與架構是類似的。而這類技術需求不是機密。

查詢一下高通公司（Qualcomm） 去年初發佈的「駕駛輔助與數位座艙系統單晶片」－Snapdragon Ride Flex，它確實必須使用4奈米的製程技術來製造。

誰能提供穩定、高超、又足量、4奈米的先進晶片製造技術呢？顯然美國本土那 83家被認證過的國防承包商力有不逮，那麼很可能就是雷蒙多擔憂美國過度依賴的一個小島上的一家公司了。

※作者為中華民國國際關係學會「科技與國關研究委員會」召集人