Semiconductor อยู่แทบทุกส่วนของเครือข่ายมือถือ ตั้งแต่ RAN, Transport Network ไปจนถึง Core Network แต่ถ้าถามต่อว่า "แล้วชิปเหล่านั้นมาจากไหน?" คำตอบอาจไม่ง่ายเหมือนการดูฉลากสินค้าว่า "Made in Taiwan", "Made in Korea" หรือ "Made in USA"
ชิปหนึ่งตัว ผ่านมือหลายประเทศ
ชิปหนึ่งตัวอาจถูกออกแบบในประเทศหนึ่ง ใช้ซอฟต์แวร์จากอีกประเทศ ใช้เครื่องจักรจากอีกทวีป ผลิต wafer ในอีกประเทศหนึ่ง แล้วส่งไปประกอบและทดสอบที่อีกแห่งหนึ่ง
กล่าวอีกแบบหนึ่งคือ ชิปหนึ่งตัวอาจเดินทางผ่านหลายประเทศก่อนจะไปอยู่ในโทรศัพท์มือถือ สถานีฐาน 5G หรือ Data Center
นี่คือเหตุผลว่าทำไมอุตสาหกรรม Semiconductor จึงเป็นหนึ่งใน Supply Chain ที่มีความซับซ้อนที่สุดในโลก และแทบไม่มีประเทศใดสามารถทำทุกขั้นตอนได้ด้วยตัวเอง
รายงานแบ่งห่วงโซ่อุปทานหลักของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ออกเป็น 3 ช่วงใหญ่:
Design
ออกแบบสถาปัตยกรรมและวงจร โดยพึ่งพา IP และเครื่องมือ EDA
Fabrication
ผลิตวงจรลงบน Silicon Wafer ในโรงงาน Foundry ด้วยเครื่องจักรและวัสดุเฉพาะทาง
Assembly, Testing & Packaging
แยก die ประกอบ ทดสอบ และบรรจุชิปให้พร้อมใช้งาน
ภายในแต่ละช่วงยังต้องพึ่งพา IP, EDA, เครื่องจักร วัสดุ และบริการเฉพาะทางจำนวนมาก
เริ่มจาก "การออกแบบ" ก่อนที่จะมีชิปจริง
ก่อนที่จะมี wafer หรือโรงงานผลิตชิป สิ่งแรกที่ต้องเกิดขึ้นคือ "การออกแบบ" ชิปสมัยใหม่ไม่ได้ถูกวาดขึ้นด้วยมือ แต่ต้องใช้เครื่องมือเฉพาะด้านและองค์ความรู้จำนวนมาก ในขั้นตอนนี้มีองค์ประกอบสำคัญอย่างน้อย 2 ส่วน
🧩 Intellectual Property (IP)
แบบวงจรหรือองค์ประกอบที่นำไปใช้ซ้ำได้ เช่น processor core, interface, memory controller บริษัทออกแบบชิปไม่จำเป็นต้องเริ่มจากศูนย์ แต่ซื้อหรือ license IP จากผู้เชี่ยวชาญ แล้วนำมาประกอบเป็นสถาปัตยกรรมของตนเอง
🖥️ Electronic Design Automation (EDA)
ชุดซอฟต์แวร์ที่ใช้ช่วยออกแบบ ทดสอบ จำลอง และตรวจสอบวงจร ก่อนส่งแบบไปผลิตจริง
รายงานชี้ให้เห็นว่าในขั้นตอน Design ทั้ง IP และ EDA เป็นองค์ประกอบสำคัญอย่างมากของ Semiconductor Supply Chain นี่เป็นจุดแรกที่เราจะเห็นแล้วว่า
ต่อให้ประเทศหนึ่งมีวิศวกรออกแบบชิปเก่ง ก็ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นอิสระจาก Supply Chain โลก เพราะงานออกแบบยังต้องพึ่งทั้ง IP และซอฟต์แวร์เฉพาะทาง
Fabless: บริษัทที่ออกแบบชิป แต่ไม่มีโรงงานผลิต
หนึ่งในโมเดลธุรกิจที่สำคัญของอุตสาหกรรม Semiconductor คือ Fabless บริษัทเหล่านี้ทำหน้าที่ออกแบบชิป แต่ไม่ได้ลงทุนสร้างโรงงานผลิต wafer ของตัวเอง เพราะการสร้างโรงงาน Semiconductor โดยเฉพาะในระดับเทคโนโลยีสูง ต้องใช้เงินลงทุนมหาศาล
บริษัทจำนวนมากจึงเลือกทำสิ่งที่ตัวเองถนัด คือการออกแบบ แล้วส่งแบบไปให้ Foundry ผลิต โมเดลนี้ทำให้โลก Semiconductor แยกออกเป็น ecosystem ที่ซับซ้อนขึ้น:
- บริษัทหนึ่งอาจเก่งด้าน Architecture และ Design
- อีกบริษัทหนึ่งเก่งด้าน Manufacturing
- อีกบริษัทหนึ่งเก่งด้าน Packaging
- และอีกบริษัทหนึ่งผลิตเครื่องจักรที่ใช้ในโรงงาน
ทั้งหมดต้องทำงานร่วมกัน
Foundry: โรงงานที่ทำให้แบบวงจรกลายเป็นชิปจริง
เมื่อแบบวงจรพร้อม ขั้นตอนต่อไปคือ Fabrication กระบวนการผลิตวงจรจำนวนมหาศาลลงบน Silicon Wafer โรงงานที่รับผลิตชิปให้บริษัทอื่นเรียกว่า Foundry
การผลิต Semiconductor ไม่ใช่กระบวนการเดียว แต่ประกอบด้วยขั้นตอนย่อยจำนวนมาก
- การเตรียม waferWafer preparation
- การเคลือบสารDeposition
- การใช้แสงสร้าง patternLithography
- การเติมวัสดุMaterial fill
- การกัดลายวงจรEtching
- การฝังสารเจือDoping
- การขัดผิว waferCMP
↻ ทำซ้ำหลายรอบ กว่าจะได้วงจรหลายพันล้าน transistor บนพื้นที่เล็ก ๆ
รายงานอธิบายขั้นตอนสำคัญของ fabrication เช่น Deposition, Lithography, Etching และ Chemical Mechanical Planarization ซึ่งสะท้อนให้เห็นว่าโรงงาน Semiconductor ต้องอาศัยทั้งเครื่องจักรและวัสดุที่มีความแม่นยำสูงมาก
คำว่า "โรงงานผลิตชิป" ฟังดูเหมือนเป็นสถานที่เดียว แต่ในความจริง โรงงานหนึ่งแห่งกำลังพึ่ง Supply Chain อีกชั้นหนึ่งอยู่เบื้องหลัง
โรงงานผลิตชิปเองก็ต้องพึ่งบริษัทอื่น
Foundry ไม่ได้สร้างเครื่องจักรทุกชนิดเอง โรงงานต้องซื้ออุปกรณ์เฉพาะทางจากผู้ผลิตเครื่องจักร Semiconductor ต้องใช้ wafer คุณภาพสูง และต้องใช้วัสดุเฉพาะทางอีกจำนวนมาก
รายงานแยกองค์ประกอบของ Supply Chain ช่วง upstream ไว้ค่อนข้างชัด ตั้งแต่ Equipment Suppliers, Materials Providers, Raw Materials ไปจนถึง IP และ EDA
ตรงนี้เป็นประเด็นสำคัญมาก เพราะความสามารถในการผลิตชิปไม่ได้ขึ้นอยู่แค่ว่า "มีโรงงานหรือไม่" แต่ต้องถามต่อว่า
- มีเครื่องจักรหรือไม่
- มีวัสดุหรือไม่
- มีซอฟต์แวร์ออกแบบหรือไม่
- มี IP หรือไม่
- มีบุคลากรหรือไม่
หากส่วนใดส่วนหนึ่งขาดหายไป โรงงานที่มีราคาเป็นหมื่นล้านดอลลาร์ก็อาจไม่สามารถผลิตได้ตามต้องการ
Lithography: ตัวอย่างของการพึ่งพาเทคโนโลยีเฉพาะทาง
หนึ่งในขั้นตอนที่สำคัญที่สุดของ Semiconductor Manufacturing คือ Lithography เป็นกระบวนการสร้างลวดลายวงจรขนาดเล็กมากลงบน wafer ยิ่งต้องการสร้าง transistor ที่เล็กลง ความแม่นยำของระบบ lithography ก็ยิ่งสูงขึ้น
ดังนั้นการผลิตชิปขั้นสูงไม่ได้ต้องการแค่โรงงานที่ทันสมัย แต่ต้องใช้เครื่องจักรที่มีเทคโนโลยีสูงมากด้วย
Semiconductor Supply Chain มีลักษณะเป็นเครือข่ายของความเชี่ยวชาญเฉพาะด้าน ไม่ใช่สายการผลิตธรรมดาที่บริษัทหนึ่งสามารถซื้อเครื่องจักรทั่วไปแล้วเริ่มผลิตได้ทันที
หลังผลิตเสร็จ ยังไม่ใช่ชิปที่พร้อมใช้งาน
เมื่อกระบวนการ fabrication เสร็จสิ้น สิ่งที่ได้ยังเป็น wafer ที่มีชิปจำนวนมากอยู่บนแผ่นเดียว ขั้นตอนต่อไปคือ Assembly, Testing and Packaging หรือ ATP:
- แยก die ออกจาก wafer
- นำ die ไปประกอบเข้ากับ package
- เชื่อมต่อขั้วไฟฟ้า
- ทดสอบคุณภาพ และตรวจสอบว่าชิปทำงานตามมาตรฐาน
รายงานแยกช่วง Assembly, Testing and Packaging เป็นอีกหนึ่งส่วนสำคัญของ Semiconductor Supply Chain โดยเฉพาะบทบาทของผู้ให้บริการ OSAT หรือ Outsourced Semiconductor Assembly and Test แม้ชิปจะผลิตเสร็จจาก Foundry แล้ว ก็ยังต้องผ่านอีก ecosystem หนึ่งก่อนจะพร้อมติดตั้งลงในอุปกรณ์จริง
OSAT: ขั้นตอนที่ดูเหมือนปลายทาง แต่สำคัญมาก
คำว่า OSAT อาจไม่เป็นที่รู้จักเท่ากับ Foundry แต่มีบทบาทสำคัญมากในอุตสาหกรรมชิป บริษัท OSAT ทำหน้าที่ประกอบ ทดสอบ และบรรจุชิป และเมื่อชิปมีความซับซ้อนมากขึ้น Packaging ก็ไม่ได้เป็นเพียงการ "ห่อหุ้มชิป" แต่กำลังกลายเป็นส่วนหนึ่งของ performance ของระบบ โดยเฉพาะเมื่อมีการรวม chiplet หลายตัวเข้าด้วยกัน หรือใช้เทคนิค Advanced Packaging
ในอนาคต การเพิ่มประสิทธิภาพของระบบอาจไม่ได้ขึ้นอยู่กับการทำ transistor ให้เล็กลงเพียงอย่างเดียว แต่ขึ้นอยู่กับวิธีนำชิปหลายตัวมาทำงานร่วมกันด้วย
แล้วชิปเดินทางไปไหนต่อ?
หลังจากผ่าน Packaging และ Testing แล้ว ชิปจึงถูกส่งต่อไปยังผู้ผลิตอุปกรณ์ปลายทาง ในกรณีของ Telecom อาจไปอยู่ใน
ตรงนี้ทำให้ Supply Chain ของ Semiconductor เชื่อมต่อกับ Supply Chain ของ Electronics และ Telecom อีกทอดหนึ่ง รายงานแสดงให้เห็นว่าฝั่ง downstream มีทั้งผู้ผลิต PCB/PCBA ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ผู้ผลิต Network Equipment และ Operator เชื่อมต่อกันเป็นระบบเดียว
ถ้าจะสรุปเส้นทางของชิปหนึ่งตัวแบบง่ายที่สุด เราสามารถมองเป็นเส้นทางประมาณนี้
- IP / Architecture
- Chip Design
- EDA
- Fabrication
- Packaging & Testing
- Electronics / Network Equipment
- Operator
- ผู้ใช้งาน
แต่ละขั้นตอนอาจอยู่คนละประเทศ และบางขั้นตอนยังมีผู้เล่นสำคัญเพียงไม่กี่ราย นี่คือเหตุผลที่โลก Semiconductor มีลักษณะ
"Globalized แต่ Concentrated" — คือกระจายอยู่ทั่วโลก แต่ในบางเทคโนโลยีกลับกระจุกตัวอยู่กับบริษัทหรือประเทศเพียงไม่กี่แห่ง
ทำไมประเทศเดียวถึงทำทุกอย่างเองได้ยาก
ถ้ามองจากภายนอก อาจตั้งคำถามว่า "ทำไมแต่ละประเทศไม่สร้าง Semiconductor Supply Chain ของตัวเองทั้งหมด?" คำตอบคือ
- ต้นทุนสูงมาก
- ใช้เวลานาน
- ต้องใช้คนที่มีทักษะเฉพาะ
- ต้องมี ecosystem ของ supplier จำนวนมาก
- แต่ละขั้นตอนมีความซับซ้อนทางเทคนิคไม่เหมือนกัน
รายงานชี้ให้เห็นข้อจำกัดสำคัญของอุตสาหกรรมนี้ ตั้งแต่ CAPEX และ OPEX ที่สูง ความต้องการวัตถุดิบเฉพาะ ความซับซ้อนของเครื่องจักร การขนส่ง ไปจนถึงปัญหาแรงงานทักษะสูง นั่นหมายความว่า แม้ประเทศหนึ่งจะมีเงินมาก ก็ไม่ได้แปลว่าจะสร้าง Supply Chain ครบวงจรได้ทันที
เพราะเงินซื้อโรงงานได้ แต่ไม่ได้สร้าง know-how, supplier network และบุคลากรขึ้นมาได้ในเวลาอันสั้น
และนี่คือจุดที่ Geopolitics เริ่มเข้ามา
เมื่อ Supply Chain กระจายอยู่หลายประเทศและแต่ละจุดมีความสำคัญต่างกัน สิ่งที่เคยถูกมองว่าเป็นเรื่อง "ประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ" จึงเริ่มกลายเป็นเรื่อง "ความมั่นคง"
| จุดในห่วงโซ่ | หากบางประเทศควบคุม… |
|---|---|
| Design | IP และ EDA |
| Equipment | เครื่องจักรสำคัญในการผลิต |
| Fabrication | Foundry ขั้นสูง |
| ATP / Materials | ฐาน Packaging หรือ Raw Materials |
เมื่อเกิดความขัดแย้งทางการเมือง การค้า หรือความมั่นคง จุดเหล่านี้ก็สามารถกลายเป็น Chokepoint ได้ทันที นี่เป็นเหตุผลที่ปัจจุบันหลายประเทศเริ่มพูดถึงแนวคิดเหล่านี้มากขึ้น
Telecom จึงไม่ได้เสี่ยงเพราะ "ขาดชิป" อย่างเดียว
สำหรับอุตสาหกรรมโทรคมนาคม ความเสี่ยงจาก Semiconductor Supply Chain ไม่ได้มีเพียงสถานการณ์ที่ชิปขาดตลาด แต่ยังรวมถึง
- ชิปบางประเภทซื้อไม่ได้
- อุปกรณ์บางตัวผลิตต่อไม่ได้
- ต้นทุนสูงขึ้น
- ระยะเวลาส่งมอบยาวขึ้น
- ต้องเปลี่ยน vendor
- ecosystem เดิมไม่สามารถเข้าถึงเทคโนโลยีรุ่นใหม่ได้
ดังนั้นการพูดถึง Supply Chain Resilience ใน Telecom จึงต้องมองไปไกลกว่าการมี stock สำรอง แต่ต้องเข้าใจว่า เทคโนโลยีที่เราใช้ มีจุดพึ่งพาอยู่ตรงไหนของโลก
จาก "Made in…" ไปสู่คำถามใหม่
ในอดีต เราอาจถามว่าสินค้าชิ้นหนึ่งผลิตที่ประเทศไหน แต่ในโลก Semiconductor คำถามนั้นอาจไม่เพียงพออีกต่อไป เพราะชิปหนึ่งตัวอาจมี IP จากประเทศหนึ่ง EDA จากอีกประเทศ เครื่องจักรจากอีกแห่ง wafer ผลิตในอีกประเทศ packaging อยู่ในอีกประเทศหนึ่ง แล้วนำไปประกอบเป็นอุปกรณ์ Telecom ในอีกประเทศหนึ่ง
🏷️ คำถามเดิม
"Made in where?"
🔍 คำถามที่สำคัญกว่า
"Critical Dependency อยู่ที่ไหน?"
เพราะประเทศที่ไม่ได้ผลิตชิปทั้งตัวเอง อาจควบคุมเทคโนโลยีบางอย่างที่โลกขาดไม่ได้ และจุดนั้นเองที่ทำให้ Semiconductor Supply Chain เปลี่ยนจากเรื่องอุตสาหกรรม ไปเป็นเรื่องภูมิรัฐศาสตร์
ชิปหนึ่งตัวจึงไม่เคยเป็นเรื่องของประเทศเดียว
เมื่อย้อนกลับไปดูสถานีฐาน 5G ที่เราเห็นริมถนน ภายในอุปกรณ์หนึ่งชุดอาจมีชิปจากหลายบริษัท และเบื้องหลังชิปเหล่านั้นอาจเกี่ยวข้องกับ Supply Chain หลายประเทศ
การทำความเข้าใจ Telecom Infrastructure ในวันนี้จึงไม่สามารถมองเฉพาะ Network Architecture ได้อีกต่อไป เราต้องเข้าใจด้วยว่า Hardware มาจากไหน Semiconductor มาจากไหน ใครมีเทคโนโลยีที่ทดแทนยาก และจุดไหนของ Supply Chain มีความเสี่ยงสูงที่สุด
ชิปไม่ได้อยู่แค่ในเครือข่ายมือถือ แต่ "กว่าชิปเหล่านั้นจะมาถึงเครือข่าย ต้องผ่านโลกทั้งใบ" และคำถามที่น่าสนใจที่สุดต่อจากนี้คือ
ถ้า Semiconductor Supply Chain ซับซ้อนขนาดนี้ แล้วใครกันแน่ที่ถือ "จุดคอขวด" ของโลกไว้ในมือ?