因為九二一地震,全世界都在看台灣的表現。除了災區救援,另一個焦點就是科學園區,尤其是IC製造業的復工。
整條半導體產業鏈的環節緊緊相扣。地震造成產能緊縮,直接牽連全球半導體產業的供需平衡,其中台灣IC製造(包含晶圓代工及動態隨機存取記憶體DRAM製造)的資本額大、營業額高,更是備受關注。
根據ITIS(經濟部產業技術資訊服務推廣計畫)的資料顯示:一九九八年,台灣代工產值達新台幣九百三十八億元,約占全球代工的五三.九%,而DRAM產值則占全球的一○.三%,角色扮演吃重。大地震之後,全球最大的電腦直銷商戴爾電腦(Dell)總裁麥可戴爾(Michael Dell)也親自來台,關心台灣資訊產業的狀況,由此可明顯看出台灣IC製造業的地位。
停電加上大地震,對製程精密的半導體工業損傷很大。原先各國對台灣的復工憂心忡忡,日本有報導指出,台灣大概要花上一個月的時間復工。但是台灣晶圓廠的緊急應變效率令所有人大吃一驚;國外媒體如《遠東經濟評論》(Far Eastern Economic Review)更為文指出龍頭廠商台積的快速應變。
在危急的考驗中,這些高科技產業尖兵做得漂亮,迅速復工、防止損失繼續擴大,各晶圓廠在商業損失之外,也沒有傳出任何人員傷亡的災情。正如華邦電子設施服務中心協理、公司發言人張致遠所說,「每個公司的反應都很快,把預期的損失降得非常低。」
究竟他們如何復工?損失的狀況如何?潛藏已久的園區電力品質問題又該如何解決?
良好的應變反應
九月二十一日,凌晨一時四十七分,台電的中寮超高壓變電所因地震受損,台灣中北部的電壓瞬間下降,整個島嶼幾乎陷入一片漆黑。就在大家驚魂未定、地震發生後十來分鐘的兩點左右,新竹科學園區的外圍道路有愈來愈多的車在路上跑,沿途沒有路燈,只有車燈。台積、聯電、華邦、旺宏……等竹科各廠的許多主管及工程師,在夜半驚醒後擔心工廠的情況下,不約而同地驅車趕赴公司。
地震發生的那一刻,竹科二十六座晶圓廠的警報系統立即作用,夜間輪班人員此時緊急撤離工廠。原本二十四小時運轉的工廠,瞬間變得死寂,生產機台停止運作,只剩平時自有發電機轟隆隆地啟動,維持二○—— 三○%的電力供廠務使用。
雖然發電機的電力不足,但各公司都傾全力恢復潔淨室(Clean room)的正常環境。潔淨室若長時間失去恆溫恆濕的空調,不但會影響機器的精密度,有的鏡頭還無法使用。此外,若是機台的酸液外洩,更會腐蝕設備,造成嚴重的損失。
以位於園區三期的旺宏二廠為例,在緊急搶修因地震破裂的水管之後,他們於凌晨四時啟動冰機,維持潔淨室恆溫二十三度C、恆濕四五%的正常狀態,順利開動送氣、抽氣系統。當許多人再度進入夢鄉的時候,他們一直沒有闔眼,天亮之後,潔淨室環境恢復正常,工程人員馬上進入現場清理、檢查零配件,並立即下訂單補足零件。
能在緊急時刻正確迅速地應變而不慌亂,顯示平時都訓練到一定的水準。旺宏電子晶圓製造中心二廠協理施義成說,「我們的運作模式像軍隊,每個月都有模擬化學氣體外洩、斷電……等緊急狀況的意外演練,所以地震發生時,我們完全是按照平時演練,一步一步地作業。」
這不是旺宏的特例,而是園區每家晶圓廠的紀律。大地震後除了世大因發電機運轉過久,發生失火事件,偌大的園區並沒傳出任何公安意外,安全維護得很好。
全套的防災演練,不但讓園區人保護自身安全,也做好最基本的環境維護工作。發生地震後的連續三天,各廠幾乎都有一定的人數在公司待命,準備隨時有電就做事。
提早復工,重建台灣形象
原本台電打算先供應民生用電,園區用電要等到九月二十七日才能恢復。但對半導體廠商來說,沒有電根本不用談生產,何況電力只要一天不來,復工就倍加困難。旺宏電子設施暨職業安全處副處長、園區水電委員會召集人徐嘉立表示,單純以平時停電一天來估計,八吋廠的有形損失為新台幣兩千五百萬元;聯電集團營運總裁宣明智則將有形與無形的損失加總,認為這個數字應該高達新台幣一億元。
廠商心急如焚,身兼科學園區同業公會理事長的台積總經理曾繁城也趕緊與國科會、工業局及行政院長蕭萬長聯絡,使其瞭解事態的嚴重,後經緊急協商,提早於九月二十五日供應園區百分之百的電力。
半導體代表著台灣產業的競爭力,提早供電意義重大,「如果能夠趕緊復工,可以馬上重建台灣的形象,」行政院國科會副主委薛香川說。園區率先復電,曾遭其他業者抗議,但認為事有輕重緩急的曾繁城,不得不說,「沒水泥可以進口,但沒有IC要去哪裡買?」
提前得到充足電力的晶圓廠果然沒令人失望,幾乎都在九月底將機台修復,逐步恢復生產力。
台灣廠商的靈活和彈性令人咋舌。「若是同樣的情況發生在美國或日本,很可能因為餘震的顧慮,讓員工統統回家,不敢復工,」曾繁城說。
七五%的無形損失
台灣晶圓廠卯足勁地復工,將損失降到最低;但大地震的長時間停電與五級強震,仍造成前所未有的損失,尤其正值傳統旺季,今年半導體的景氣又意外地好,每家公司都產能滿載。「大家損失的產能都數以萬計,幾萬片的晶圓一下子不見了,怎麼補得出來呢?」曾繁城說。
地震瞬間,每家公司的在製品損失類似,現場約有五——一○%的晶圓報廢;另外,地震碎裂為數眾多的石英爐管,撞壞高準確度機台內的零組件,各廠都要補貨、更換零件,並請國外的原廠設備工程師調機。
復工需要時間,在實質損失的背後,影響深遠的是無形的損失。德?半導體總經理陳健邦認為,地震的影響遠大於停電,各家公司減少的工作時數,造成更大的損失。科學工業園區管理局局長王弓分析,這個數字約占總損失的七五%,剩下的二五%,才是機器、在製品的損失。
半導體有上百個連續製程,從投片到產出需要花上一.五至兩個月以上的時間,其中有很多步驟需要使用石英爐管,雖然各家公司的機台早已回復得差不多,但產出必須經過一段時間才能調整回原來的水準;像台積是在十月九日恢復百分之百的產出。
所以九、十月,各廠都會因為設備的損害導致量的不足。陳健邦認為,「地震過後的兩、三個月,業績都值得觀察。」國科會則預估,IC製造業的總損失金額約在百億元左右。
地震造成恐慌,許多人不禁想問,究竟我們龍頭產業的客戶會不會轉單?聯電集團晶圓代工執行長張崇德說,「瞭解晶圓代工的人不會問這樣的問題。現在世界上根本沒有產能,客戶短期內要轉單不可能。」台灣創始了資本、技術密集的晶圓代工業,幾乎每年都進步一代,領先第二名的幅度愈來愈大;近年的經營效率愈來愈好,別的國家難以取代。「我們自己的工廠要技術轉移都還需要三至六個月,何況是完全不懂技術的人?」張崇德說。
日益惡化的電力問題
九二一地震顯示了台灣半導體產業的重要,但也凸顯了園區日益惡化的電力問題。除了九二一,大家應該對造成至少十餘億元損失的「七二九」大停電記憶猶新。根據園區水電小組的資料統計:從九五年至九九年六月,園區的電力異常件數竟有一百一十九件,實在令人驚訝。
電是半導體業賴以為生的基礎建設,顯然的,台電並沒提供無後顧之憂的環境。王弓指出,台電的供電量及品質都受到嚴格的考驗,不僅夏季的颱風、雷雨具潛在威脅,經濟成長亦使得用電量增加,備轉能量不足。此外,台電的供電系統規劃不當,南電北送的做法將所有供電系統串連、並聯,「每個地方都是弱點,」陳健邦不客氣地批評。
「我們停電停習慣了,」施義成說。園區廠商對電力問題有說不盡的苦。「七二九就已經讓人懷疑了,別人十幾、二十年才碰到一次天災,我們一季就弄個兩、三次,客戶信心的恢復還需要一段時間,哪天如果再來一次怎麼辦?」曾繁城無奈地說。
台電先天的系統規劃不良,後天的組織運作欠佳,尤其國營企業組織龐大,當園區廠商向當地的變電所反映問題,他們再往上回報的時間非常漫長。「就像一個訊號要從恐龍尾巴傳至頭部一樣地緩慢,」徐嘉立如此比喻。
平均年紀輕、做事明快積極的半導體廠商,與負責和園區溝通的五、六十歲的台電基層課長、股長,形成了十分鮮明的對比。
徐嘉立說,「我們搶時間救災,能搶一秒鐘是一秒鐘,為什麼台電常要等半個小時之後才發覺問題?」有人指出這是變電所無人化的緣故,但是廠商曾提出自掏腰包、幫台電雇人的建議,台電也沒有接受。
改善之道,困難重重
經過多次停電打擊,廠商加倍意識到改善既有電力品質的重要。
各家公司能在短時間各自補強的,就是再花上億元的經費增加發電機,擴充緊急電源,並搭配動態不斷電系統,來增加復機的速度。
「電只要一斷,起碼都是幾千萬元的損失,」施義成說。晶圓廠內部分爐管需要很高的溫度,只要電壓下降一五%以上、超過○.二秒就會造成嚴重的損失。張致遠表示,不斷電系統用的是很大的電池電量,以目前廠商兩、三成的備電狀況而言,只能顧及部分重要的機台,通常是用在MIS等系統上,以防止資料流失,耗費大電力的機台其實沒辦法救。
長遠之計,廠商還是希望就近有電廠提供足夠電力,不必經過長距離輸送,也不受外界干擾。
多數廠商正考慮與民營電廠合作,希望他們與台電的輸配電路搭接在一起,其中一方當掉,另外一方還可以馬上供應。目前最有機會的是在園區已能供應十萬千瓦的新宇汽電共生廠,如果園區的保育地及環保地可用來做為本來擴建電廠的用地,這似乎是較為可行的方案。
不過,目前的民營電廠不能自行配電,只能賣給台電,再由台電賣給廠商,其離峰時間一度新台幣一.八元的價格,比台電的○.七元貴上一倍有餘,成為廠商考慮的成本因素。另外,園區本就常出現缺水問題,發電量十萬千瓦的汽電共生廠之耗水量等同一座滿載的八吋晶圓廠,將來缺水問題會不會更形嚴重、燃燒排放的廢氣會不會影響潔淨室的維護,都是必須考慮的問題。
也有人建議在海邊興建電廠、再牽線到園區,但是建高壓電塔要徵收民地,這又是個令人頭痛的問題。
「希望兩年內電力能自給自足,並滿足園區的長程發展需要,」王弓如此期盼。
九二一投出了一個思考的變化球。竹科的使用已近飽和,除了其既有的電力問題,未來若要興建八百億元的十二吋晶圓廠時,廠商勢必要更積極地估算風險。如同曾繁城所說,「就算再給台積一塊可以蓋五座廠的竹科地,我們也不要了,最多只蓋一個十二吋R&D的研發中心,工廠還是會蓋在台南。」
世界的競爭是全面的,「台灣不會因為一個地震就完蛋了,假如我們的競爭力比別人好,只是暫時去補貨而已;倘若比別人差,沒有地震也跑光光,」薛香川為台灣半導體產業的韌性下了註腳。
但就在曾繁城展閱新買的世界地圖,攤開全球的衛星照片,台灣幾乎被標示地震的黃色符號給埋得不見了。重新考慮怎麼投資,工廠如何設置,如何永續經營,將是半導體廠商的下一個難題。
患難見真情的工程師精神
九二一大地震,大家看到園區的營業損失、廠商搶修復工,卻少人提起災情背後廠商同舟共濟的精神。
九月二十二日,園區仍在停電中,世大積體電路公司由於發電機運轉過久,在下午四點半發生火災。事隔八分鐘,離世大最近的力晶已經馬上趕到現場,其他友廠、消防隊也隨即抵達,大家通力合作,出動不同的消防設備,甚至有人怕世大缺水,送來好幾箱的礦泉水。一小時之後,火災被順利撲滅。
同樣的情況無論發生在園區的哪一家公司,同業都會伸出友誼之手。一九九七年,聯瑞發生大火,百億元的投資付之一炬。本來聯電與華邦有官司進行,日後聯電董事長曹興誠卻在記者會宣布他不打官司了,因為華邦在火災中幫忙。
華邦電子發言人、設施服務中心協理張致遠說,「我們的同事曾到別家公司救災;華邦有難時,友廠也馬上把呼吸器等設備送過來。發生火災時,大家真的是東西一背就衝上去,看了真的會掉眼淚。」
不談公司know-how,不涉及公司內部機密,私底下,園區廠商常將物資互通有無,彼此支援,在危急時特別顯現這樣休戚與共的情感。即使有時候大家傷亡慘重,能夠交換的數量不多,但是這種精神不會消失,這就是台灣的工程師精神!
園區聚集了台灣的高科技人才,許多人從前都是同學或學長、學弟的關係,即使在不同的公司工作,卻都彼此熟識、互相關心。「我們不抵消彼此的實力,也絕不會爭得你死我活,大家面對問題的精神,不亞於到災區救災,」張致遠說。
除了廠商之間的互助,他們和園區管理局及上下游伙伴,也形成了緊密的關係。比如在地震當天及中秋假期,管理局犧牲休假、全員上班;另外在九二一之前,原本新宇只供電給力晶,與其他公司並無商業關係,但後來也全部釋放給園區三期的廠商使用。
發生公安事件,園區的伙伴會一起召開協調委員會,盡力找到改善方法,張致遠說,「大家是整體做事,而不是單打獨鬥,我認為整個園區是一個非常棒的Team work!」(徐蘊康)
力求復工聯電發揮五合一的力量與效率
十月一日,中午十二點,聯電在網路上發布即時新聞稿,告知媒體與客戶:「聯電集團回復地震前百分之百的產出水準。」距離九二一,不到十二天的時間內,聯電因為有平時準備、災時應變的高品質要求,由晶圓代工執行長張崇德帶領,以五合一的力量,統籌完成了整個集團、八座晶圓廠的復工。
積極的防範,更勝於事後的彌補。兩年前的一場聯瑞大火,燒出了聯電對風險管理的極度重視。在那次損失慘重的教訓後,聯電董事長曹興誠指示要提升安全體系的地位,所以在聯電的集團體系中,增加了兩個平時備而不用的一級單位—— 風險管理部與安衛環保部,專責訓練、處理防災及應變事務。
除了內部的自我訓練,聯電也邀請國外專家做專業指導。巧的是,今年三月聯電請來美國的earthquake engineering公司來台,對聯電的新五廠做設施指導,也順便請他們對集團所有晶圓廠做一次仔細的體檢,做了機台固定、加強保護管路的動作,以防震動拉扯。
「這些事情雖然很小,但在地震發生時,卻防止很大的災害,」張崇德說。九月二一日清早,張崇德分別巡視了幾座晶圓廠後,心底的擔憂平緩了許多。因為初步勘察的結果,發現除了消防水的管線漏水,並沒有毒氣外洩、機台嚴重位移及廠房損傷的情況發生,他比較擔心的是,精密儀器及石英爐管受到震動,可能造成較大的損失。
廠際間合作解決問題
所以從九二一開始,以集團的力量統合資源復工。每天早上九點及下午四點,張崇德都親自舉行集團會議,集合重要幹部與會。會議中,廠務、負責採購、物料的工作人員,必須分別報告電力、資源及機器的復原狀況,以瞭解全盤損失,會議中,廠際間的連動交流,群策群力地合作,更是迅速復工的重要關鍵。
因為在每次深入的檢查後,個別工廠發現的新問題,可能是普遍、而非單一工廠的問題;某一廠的新發現,可以讓他廠立即做自我檢查,統一訂購配料,所以在未完全復電前,聯電已把爐管等多數因地震破壞的備件備齊。「因為大家彼此交換資訊、心得,不但可以及早發現問題,更能以最好、最快的方式尋求解決之道,」張崇德說。
比如有些工廠為了安全,會把抽毒氣管路內部的氣體抽光,再檢查管路是否破裂;另外也有些工廠用加壓的方式測試,假如之後壓力沒有下降,就代表管路沒有問題。顯然的,前者的測試曠日廢時,後者的做法則效率許多,經過溝通,大家互通有無,解決問題的效能,在會議中充分彰顯。
再如發電機的柴油供應之所以不受影響,能在台電復電前,持續供給必要的動力,憑藉的也是合作的力量。中秋節前一天,聯電恰巧有人得知中油隔天不上班、不賣柴油,便在會議中報告,於是大家動用各種關係與中油聯繫,後來找了園區管理局及立委張學舜幫忙,中油才配合地答應於假期供油。聯誠副廠長徐建華說,「災害發生後,大家都把焦點集中在石英管的取得,其實發電機缺油的問題才真正嚴重。」
所以即便在財務上聯電還未正式五合一,不過從七月對外宣布後,集團即以五合一的模式運作,加速中央到基層的決策速度,也讓復工的過程更加平順。「五合一促進集團的合作效率,發揮了正面的效果,」聯電管理部部長鄧仁琦表示。
這由復工效率來觀察最為清楚。早在地震後的第七天(九月二十七日),聯電晶圓廠的九成機台就順利復機,第九天,總產出已達九成,即便如聯誠在九月份損失九千片晶圓,災情較嚴重,但十月也只減產一千片。所以,張崇德樂觀地表示,「原本集團預估十月的營業損失為一二.五%,但我們以效率彌補,損失應該會減少至五%左右。」(徐蘊康)