英國電信用半導體產業前景報告
英國電信創新網絡機構(UKTIN)半導體工作小組(EWG)頃於7月23日發布電信(Telecom)用半導體產業前景報告(Future Capacity Paper, Semiconductors for Telecoms),主要關注於電信領域的半導體,並簡述該國半導體供應鏈、人才培育及規模化等產業概況,以及探討英國電信用半導體產業前景。
報告前言指出,英國在半導體領域具有顯著優勢,尤其電信相關領域。英國在化合物半導體設計及製造方面具有優勢,加上英國在射頻 (RF) 及光子學的技術,將可創造強大的協作效用。報告並介紹英國半導體產業概況,2021年英國半導體和電子產業達120億英鎊營業額,占英國附加價值毛額的8%和研發支出的12%,該國半導體優勢與電信領域有關,其在化合物半導體的設計和製造方面的優勢與射頻和光子學等先進領域結合,創造利用強大協同效應的機會,另外隨著電信產業向更高頻率邁進,例如6G的毫米波和WiFi 6及以後的6GHz以上頻段,大幅提高化合物半導體成為高功率元件的新機會。
英國雖然沒有矽製造規模的能力,但針對互補式金屬氧化物半導體(CMOS)邏輯和儲存晶片,英國在數位設計,特別是處理器設計和半導體系統設計方面具有優勢,且是該國半導體設計巨頭ARM的所在地,只要擁有適當的支持,這些優勢對於英國保持在下一代半導體設計的最前端甚為重要。
報告續介紹英國半導體供應鏈概況,指出英國雖然不再有大型系統層級產品的供應商,但供應鏈中仍有大量生產元件、子系統、小型蜂巢和測試設備的廠商,現有挑戰是英國政府如何制定並執行策略,以強化半導體供應鏈韌性,並改善處於弱勢的領域,解決方法是鼓勵現有供應商擴展到新的產品領域,或者支持英國的新創企業,另一個選擇是與其他國家的供應商建立合作夥伴關係,另英國矽谷加速器協會(Silicon Catalyst UK)指出英國有超過 200 個商業半導體設計團隊,儘管在規模上並非世界級,但是約有 25 家半導體製造廠具備世界級的能力,因此有必要針對供應鏈的特定層面提供支援,如將英國在電信設計 (包括光子學、RF 與基頻處理) 與化合物半導體製造及矽原型製造的優勢結合,將帶來雙贏的機會。
並介紹英國半導體人才培育概況,表示半導體和電信產業都面臨著全面性的缺工問題,不論是學徒、助理工程師和博士後研究人員,根據QS世界大學排名,英國擁有超過10所世界前100名的電機工程大學,位居世界第二,僅次美國,然而,畢業生數量少和該產業缺乏多樣性引發外界擔憂, 2020/21學年,有1萬2320名學生在高等教育中就讀電子和電機工程,其中6,980名為大學生,5340名為研究生,電子和電機工程是該學年工程和技術領域第二受歡迎的選擇,達15.8%,然全部學生中僅有13.5%為女性,35.2%來自少數群體,8.8%有已知殘疾,13.%來自高等教育參與度低的地區,儘管其他工程領域的大學入學申請量持續成長,但電機工程的申請量卻在下降,從2012年占工程類申請者的17%下降到2021年的13%。
該報告分析後列出原因導致電機工程類別學生數減少,如大學因經費不足而減少該類學程、理工科(STEM)基礎教育、科學資本和師資缺乏、地區發展不平等及對工程學程和就職環境的偏見等,除呼籲政府提供更多學術資源和實習機會,也希望整合工程領域學程如物理和機械工程等。目前政府已推出相關倡議如UKTIN 人才諮詢小組(UKTIN Talent Advisory Group)、英國半導體諮詢小組技能分組(The Semiconductor Advisory Panel skills sub-group)、英國CSA Catapult 未來電信技能預簽計劃(The CSA Catapult future telecoms skills fore-signting initiative),盼從根本解決該產業缺工問題。
另提及英國半導體規模化發展概況,認為英國研發能力強大,創造出的衍生公司和新創公司數量居歐洲之冠,但卻很少有公司能在英國擴大規模,雖然種子期和 A輪投資的風險投資數量非常強大,而且英國矽谷加速器協會和英國Deeptech Labs加速器等機構都是非常好的加速器,但英國在成長階段資金的比例上顯然較弱,但由於半導體與電信業新創公司的成本都很高,獲利時間也很長,因此風險投資人對此抱持戒心也就不足為奇,英國矽谷加速器協會的資料也顯示,英國的半導體投資在歐洲排名第6,僅次於瑞士,由於缺乏規模化,造成主要的一級系統公司不足,並導致英國電信產業空心化,另國內客戶不足對於開發半導體與次系統的英國公司而言亦是一項挑戰。
缺乏擴大規模的部分原因可歸咎於資金的可用性,成長階段資金的上限限制從新創企業到擴大規模或成長至全球規模,這對於半導體和電信公司來說尤其如此,因為這兩種公司都是資本密集型,而且開發時間較長。另樂見最近對兩個創新與知識中心 (IKC) 的投資,這兩個中心分別由Bristol大學與Southampton南安普頓大學所領導,加速學術研究朝向商轉邁進。
該報告認為英國需要ㄧ個長期與協調性十足且資金充裕的半導體計畫,其中電信業是關鍵的一環,這些計畫應分為供應鏈、人才培育和規模化發展等三個層面,該工作小組更就此三層面提出政策建議。
供應鏈相關
建議ㄧ:針對新成立的英國半導體研究所(UK Semiconductor Institute) ,建議該機構應協調在人工智慧、未來電信、半導體和量子技術等領域內的半導體活動,並負責所有技術的創新協調、科技路線規劃和國際夥伴關係,並提供長期策略與資金。
建議二:針對電信產業供應鏈韌性,建議政府制定措施以確保電信運營商制定因應措施,例如在供應鏈持續中斷的情況下,持有庫存以維持國家關鍵基礎設施,且由於英國不可能擁有涵蓋所有技術的完整供應鏈,尤其是電信產業重度依賴的技術節點的CMOS邏輯元件和記憶體等國內無法供應的組件,因此須與台灣、韓國、日本、美國、印度和德國等友好國家建立可信賴的合作夥伴關係,如可能涉及研究與創新合作、財務承諾與共同投資,以確保穩定產能,但必須確保元件與系統的供應,以維持電信基礎架構。
建議三:在英國依賴海外半導體供應商的領域,建立強大且具商業約束力的策略夥伴關係,確保供應安全與技術合作,以及仿效美國採取的可信賴的晶圓代工廠計劃,該計劃主要適用於 CMOS 數位邏輯,較少適用於英國的化合物半導體裝置,因此更需要國際合作。
建議四:評估是否設立可信賴的晶圓代工計畫 (類似於美國國防部推出的Defense
Microelectronics Activity),以確保設計者的晶片在製造過程中未被竄改,也可參考英國研究與創新局(UK Research and Innovation)的數位安全設計規範 (digital security by design programme)運作,其主要支援全新、更安全的硬體與軟體生態系統。
人才培育相關
建議五:政府應資助一個長期且具策略性的人才培育計畫,以解決電子工程領域的缺工問題,包括從鄰近的 STEM 領域轉換課程,或以 CyberFirst 網路安全獎學金為藍本的助學計劃。
建議六:針對性地資助大學開設具有策略意義的學位課程,例如半導體和電信領域,也應包括資助半導體和電信領域的特定博士培訓中心(CDT) 以及未來電信戰略中的其他優先領域,另女性僅佔電信業員工的 3%,如增加學習電子和電機工程的女性和其他代表性不足的族群,將可增加進入此行業的合格工程師人數。
建議七:鼓勵和支持電子工程和電信產業的多樣性,資助改善工程產業就業環境,並解決女性、少數族群和其他族群代表性不足的專業工程師在工程生涯中所面臨的困難,這項計畫應該建立從學界到產業界的人才管道,提供包括現有勞動力的技能提升和再培訓,並與雇主、技能機構、慈善組織和專業機構(如皇家工程學院)協調合作。
建議八:建立十年期國家級計畫,打造符合21 世紀工程教育與專業技術所需之技能、人才與領導力,可能包括建立晶片設計學院,涵蓋實用的積體電路設計技能,並輔以產業實習和國際實習機會。
規模化發展相關
建議九:透過 Mansion House 改革等提案,鼓勵更多私人企業投資於高風險及風險資本公司,政府獎勵機制通常會因為資金上限及其他意想不到的後果而限制投資成長,政府應檢討相關機制,以確保其提供良好回報,且不會產生衝突,例如,有些機制只支援資本支出,有些則支援營運支出,這使得同時需要這兩項支出的專案難以啟動。
建議十:審查並著手改革政府獎勵機制,包括企業管理獎勵和研發稅收抵免機制,優先重點為英國具有競爭優勢的領域,例如光子學、射頻和混合訊號,以英國的研究優勢和商業化機會為基礎,這將充分利用南威爾斯和蘇格蘭的化合物半導體生產聚落與矽射頻/矽光子學之間的協同效應,舉例來說,新成立的英國半導體研究所可推動路線規劃工作。
建議十ㄧ:創建技術路線圖,以確認 2025 年至 2035 年間政府能打造ㄧ具韌性之電信網路所需的關鍵半導體技術,並強調英國擁有的專業技術,長期的電信與半導體開發週期需要長期的計畫性基金,類似於英國研究與創新署提供的挑戰基金,該計劃性基金能提供非稀釋性資金,並傾向於吸引風險投資基金,計劃性基金可與專門的投資者基金結合,就像某些國家所做的一樣,或是擴大現有的投資者夥伴計 畫,由符合資格的創業投資者進行配對投資,以解決細分市場的問題。
建議十二:提供具體的財務支援,並幫助英國公司研發所述技術路線圖中的電信與半導體技術,大學可向工程與物理科學研究委員會申請不含營運費用的資本基金,而公司則可向英國創新署申請不含資本基金的營運費用,英國的國家援助法以歐盟規則為基礎,歐盟已將其自由化,而英國卻沒有,電信和半導體都是資本密集型產業,投資時間相對較長,因此這些規則對產業的影響不成比例,舉例來說,這可能會涉及到補助控制法的審查,以及英國公司取得歐盟展望歐洲(Horizon Europe)資金的審查。
建議十三:檢討資本支出和營運支出的法律規範,以確保英國公司所獲得的補助金能協助掌握技術路線圖中的商業機會。(資料來源:經濟部國際貿易署)