債劵是啥？值得買嗎？科普一下投資（一）

本文由 Amway 委託，泛科學企劃執行。

到底怎樣才算是「乾淨」？這不是什麼靈魂拷問，而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中，「乾淨」的定義極其殘酷：一粒肉眼看不見的灰塵，就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞，甚至能成為台積電（TSMC）決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中，雖然不需要生產精密晶片，但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密，卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康，你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此，空氣議題早已超越單純的環保範疇，成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

很多人可能沒想到，無論是家用的空氣清淨機，還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠，它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩，而是同一件看起來平凡無奇的東西：一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信，就憑這層厚度不到幾公分的板子，能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎？

這片大家都聽過的 HEPA 濾網，裡面到底是什麼？

首先，我們必須打破一個直覺上的誤解：HEPA 濾網（High Efficiency Particulate Air filter）在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5，是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物，它們能穿過呼吸道直達肺泡，並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本，在工廠與汽車尾氣中，還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1，甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」（UFP，即 PM0.1）。 UFP 不僅能輕易進入血液，甚至能繞過血腦屏障（BBB），進入大腦與胎盤，其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣，單靠孔目大小來「過濾」粒子，那麼為了攔截奈米微粒，濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡，一般人認為的「乾淨」，在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米或 3 奈米（相當於頭髮直徑萬分之一）的晶片而言，空氣中一顆微小的塵埃，就是一顆足以毀滅世界的隕石。

因此，傳統的過濾思維並非治本之道，我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形，最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身，誕生於曼哈頓計畫！

1940 年代，製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而，若將排氣直接排向大氣，會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾（Irving Langmuir），他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」（Absolute Filter），其內部並非有孔的篩網，而是石綿纖維。

有趣的來了，如果把過濾器放到顯微鏡下，你會發現纖維之間的空隙，其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢？這是因為在奈米尺度下，物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時，並非走直線，而是會受到空氣分子撞擊，而產生「布朗運動」（Brownian Motion），像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時，布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動，最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時，靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客，就這樣被永久禁錮迷宮中。

現在最常見的 HEPA 材料，是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間，它們在濾網內隨機交織，像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後，並非僅僅面對一層薄紙，而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層，微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外，HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵，那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀，中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐，目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒，而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺：過濾不是越快越好嗎？

其實，這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管，如果你捏住出口，水流會變得湍急；若將出口放開並擴大，雖然總出水量不變，但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言，當表面積越大，單位面積所需承載的空氣量就越少，空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久，增加被捕捉的機會。此外，越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」，延長了使用壽命，這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

然而，即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter)，但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ，其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物，去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念？塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子，大小約在 2 至 200 微米；細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米，細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」，大多數的病毒（如流感、新冠病毒）都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說，基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上，它更獲得英國過敏協會（Allergy UK）認證，能有效處理 19 大類、102 種過敏原，濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

然而，同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室，就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷，就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中，硼是常見的 P 型摻雜物，用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕，進而釋放出極微量的硼離子，就可能直接污染晶圓，改變其導電特性，導致晶片報廢。

此外，無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA（超低穿透率空氣濾網） 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中，任何多穿透的一顆微塵，都代表著一筆不小的經濟損失。

為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率，材料學家搬出了塑膠界的王者，PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕，還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維，其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕，但它既昂貴且物理上也很脆弱，安裝時若不小心稍微觸碰，數萬元的濾網就可能報銷。因此，你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此，在空氣濾淨系統中，還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網，就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附？

好不容易將微塵擋在門外時，危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王：AMC（氣態分子污染物）。

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒，但面對氣態分子時，就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般，能輕易穿過物理濾網的縫隙，其中包括氮氧化物、二氧化硫，以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物（VOCs）。

為了對付這些幽靈，我們必須在物理防線之外，加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同，這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理（Impregnation）」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質，在活性碳上添加不同的化學藥劑：

• 酸鹼中和：對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體，會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑，透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之，如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑，就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
• 物理吸附與凡德瓦力：對於最麻煩的有機揮發物（VOCs，如甲醛、甲苯），因為它們不具酸鹼性，科學家會精密調控活性碳的孔徑大小，利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力（凡德瓦力），像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。

空氣濾淨的終極邏輯：物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境，活性碳的運用並非「亂槍打鳥」，而是一場極其精密的對戰策略。

工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告，像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝，打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區（Photolithography），晶圓最怕的是人體呼出的氨氣，此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和；而在蝕刻區（Etching），若偵測到酸性廢氣，則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯，是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中，雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析，但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯，正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網，更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳，科學界有個關鍵指標：「比表面積（Specific Surface Area）」。活性碳的孔隙越多、表面積越大，其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳，並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理，打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克，但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字，相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積，是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是，它還添加了雙重觸媒技術，能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線，能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體，或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來，成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說，無論是造價百億的半導體無塵室，還是守護家人的空氣清淨機，其背後的科學邏輯如出一轍：「物理濾網攔截微粒，化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作，空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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• 文／羅伯‧席勒

人們對引起恐懼的故事有何反應

長期以來，新聞媒體和公眾討論一直將金融危機說成是人們在經濟風險控管方面過度自滿一段時間之後，一連串的經濟失靈驟然發生所造成的恐慌。使用具強烈感情色彩的字詞如「恐慌」和「自滿」，可能顯得像媒體炒作：恐慌令人想起失序的民眾試圖避開突然出現的人身危險，自滿則暗示一種洋洋自得的昏沉狀態。

但是，在這種金融事件中，人們多數似乎完全理性；這些事件發生在人們大致正常生活的幾個月或幾年裡，而人們期間往往表現得像是在梳理事實。即使在金融「恐慌」期間，多數人看來很正常和放鬆，不時說笑。

但是，使用恐慌和自滿這兩個詞真的離譜嗎？這兩個詞都描述必須靠神經結構支持的精神狀態。我們必須研究這些結構，以確定金融恐慌與其他恐慌、金融自滿與其他類型的自滿在神經學上是否有共同之處。

金融危機十年之後，銀行該怎麼辦？

我們來看本書撰寫期間出現的一個例子：在 2007～2009 年全球金融危機十週年將至之際，銀行業者承擔愈來愈多風險。2017 年，美國聯邦存款保險公司 (FDIC) 發表報告指出，美國銀行業者為了取得較高的資產收益，藉由延長投資期限承擔了過高的風險，情況令人擔憂。在金融危機爆發後近十年裡，利率一直非常低，雖然較長期的利率高一些。

藉由延長投資期限取得較高的收益，對銀行來說風險相當高，因為如果利率突然上升，它們必須提高存款利率以留住存戶，因此多付的利息可能超過較長期限投資帶來的額外收益，進而造成銀行極大的麻煩。

銀行最終決定承擔風險，但它們如何形成對未來利率的預期？

世上沒有任何一名專家已證實能夠可靠地預測未來幾年的利率。沒有人能告訴銀行業者眼下的低利率時期多久之後結束，也沒有人能保證低利率將永遠持續下去。

銀行業者掌握的只是對某些敘事逐漸淡化的記憶，它們是關於發生在其他歷史時期的事：利率大幅上升，導致大量存戶跑到銀行提走存款。在利率已處於低位十年之久的情況下，這些故事看來比較不相關，但我們沒有辦法量化相關程度降低了多少。

銀行業者在這種情況下的行為，或許最好視為受原始的神經系統模式驅動，也就是經歷數百萬年的達爾文式演化、流傳至今的那些大腦結構模式。

這也許與「恐懼」的演化有關

現今的狗和齧齒動物擁有一些相同的負責管理恐懼的大腦結構，此一事實是它們具有共同的中生代¹起源的證據。恐懼是所有哺乳動物和較高等動物的一種正常情緒，由大腦結構支援。恐懼的消除是一個必須隨著時間的推移發生的過程，以便在危險過去之後解除恐懼。

科學家最初是間接觀察到這些大腦結構的活動。1927 年，俄羅斯生理學家巴夫洛夫 (Ivan P. Pavlov) 報告了他對狗的研究。如果在節拍器滴答作響的情況下在狗的舌頭上給它一劑酸液，重複很多次之後，只要有節拍器的聲音，不加酸液也能引起與加酸液一樣的不由自主反應。

在實驗的隨後階段，巴夫洛夫反復打開節拍器，但不使用酸液，狗的厭惡反應逐漸消失。後來研究者發現了這些反應涉及的大腦結構。

在老鼠中，側杏仁核²的神經元在恐懼產生階段和恐懼消退階段都發揮重要作用：神經元在恐懼產生階段增加發射訊號，在恐懼消退階段減少發射訊號。並不是所有神經元都減少發射訊號，恐懼因此仍有殘留。神經學家得出以下結論：

總而言之，有很多證據顯示，杏仁核、腹內側前額葉和海馬體之間的互動形成了一種獨特的神經迴路；該迴路是消除恐懼的能力之基礎，在演化過程中留傳了下來。

老鼠的這種神經迴路，以及不由自主的恐懼觸發表現，與人類十分相似。就人類而言，腹內側前額葉皮質的厚度與消除恐懼的成效有關。

人類的某些神經障礙，例如創傷後壓力症候群 (PTSD)，代表恐懼無法消除，研究這些神經障礙可以揭露恐懼管理的基本結構。我們似乎可以合理地假定，人類管理恐懼的神經迴路尚未演化至理想的狀態，因為人類文明只有數千年的歷史。

註解

1. 約 2.52 億年前～6,600 萬年前的地質年代
2. 一個杏仁狀的大腦區域

獲利永遠伴隨風險，高利率 ≒ 高風險

在上一篇〈認識有關債券上數字：一分鐘內算出「預估獲利率」──科普一下投資（二）〉中，簡單介紹了債劵資訊常會出現的幾個數字。

這次，我們將來看看究竟債券的誘人高利息是為何出現，而高獲利的背後又隱藏著那些需要承擔的風險呢？

原因一：債務時間

債主最怕債務人烙跑，債劵最怕公司違約。

通常來說，風險高的債劵，需要誘人的票面利率吸引投資者。因此高利率債劵的背後可能隱含：

• 到期年遙遠

  債務時間長，違約機會越大；因此需要高利率吸引投資者。

• 約定貨幣波動大

  貶值機率大的貨幣（如：南非幣），獲利空間可能被匯率侵蝕；因此需要高利率吸引投資者。

• 違約風險高

  尚未建立良好償債信用的企業（如：新創、高債務，或流動性資產不足），償債能力被質疑；因此需要高利率吸引投資者。

長年期債，少則兩年、多則長達數十年。對投資者而言，越遙遠的未來，代表越不確定的獲利。

因為可能出現公司危機 → 債劵違約；股市飆升 → 股市較債劵更誘人。因此債劵的約定時間越長，需要越誘人的票面利率吸引投資者，如下圖：

原因二：約定貨幣

匯率可是一直變來變去捉摸不定的

一般民眾可購買的債劵，多數以美金、南非幣、歐元、人民幣、澳幣等計價，不論買、賣、利息，都以該外幣運作。因此若約定的貨幣具高貶值風險，就必須有更誘人的條件才能誘使投資者冒險。

觀察下表 2019/10/25 的海外債劵資訊，可發現南非幣計價商品，票面利率都很高；相較於美元計價債劵、台幣定存等更加吸引人。

但高利率 ≒ 高風險，透過近十年匯率的變化，就能得知「為什麼南非幣的商品，利率都必須偏高？」的原因了，如下圖：

由數據可發現近十年裡，南非幣、美金和澳幣的表現，以美金波動幅度最低，同時抗貶值的能力最好。而南非幣的貶值、波動幅度驚人，若在 2009 年 11 月持有1萬南非幣的債劵，約等同 4 萬 4 千元台幣，但十年後的 1 萬南非幣債劵，僅等同約 2 萬台幣；該債劵價值縮水幅度超過 50%。

由上述可知，波動幅度大的貨幣，以此計價的金融商品都具有高風險，只能以高利率吸引投資者；而投資者也必須衡量匯率波動，以免「高額利息、縮水本金」的損失出現。

原因三：信評等級

我相信你是會賺錢的……吧？

最後一個可能影響票面利率的主要因素，是「外界對償還債務的信賴度」。

違約風險高→尚未建立良好償債信用的企業（如：新創、高債務，或流動性資產不足），償債能力被質疑；因此需要高利率吸引投資者。

「信賴度」是個極難量化的性質；不僅無法以單一數字分析、也不可能僅看近年的變化，就能看出企業的償債能力。

因此金融界演化三大組織，協助評估國家、企業等的信用評價；換句話說，有一群專家負責打分數，而投資者就仰賴這些分數決策投資（當然，信評制度並非絕對可靠；專家偶爾也會看走眼）。

以下是它們的信用評價分級表¹：

若信評跌落，該國或企業新發行的債劵，只能以較高的票面利率集資。

因為較差的信評勢必引起投資者憂慮，必須用高利率吸引投資。所以市面上部份債劵擁有極高的票面利率，其背後可能隱含著「在發行當時，該企業的償債能力不被信任」的意涵。

最後我們進行總結。票面利率 ≒ 違約風險，風險高的債劵，需要誘人的票面利率吸引投資者。

因此高票面利率，可能隱含著該債劵：

• 到期年遙遠

  債務時間長，違約機會越大。

• 約定貨幣波動大

  貶值機率大的貨幣，獲利空間可能被匯率侵蝕。

• 違約風險高

  尚未建立良好償債信用的企業（如：新創、高債務，或流動性資產不足），償債能力被質疑。

本文推薦多認識金融知識，但不推薦特定商品或投資方法。每個人的投資餘裕和風險容忍皆不同，並沒有人人皆適用的投資方式。

註1：等級定義來源以穆迪 (Moody’s) 信評的說明為本文介紹。

參考資料

1. 金融管理委員會—投資人投資高收益債券基金及新興市場債券基金應注意事項問答集