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）

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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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

「每年穩定現金流入」、「到期保本回收本金」是債劵有別於股票的兩大特色

債劵是什麼？

債劵就是借據，載明「借錢的單位」、「借多少錢」、「約定利息」和「到期日」的憑證 ^{1, 2}。我未找到歷史上第一張債劵，但借據在文明的洪流裡，應是由來已久。

維基圖庫中可找到 1622 年由荷蘭西印度公司，及 1978 年由美國政府發行的債劵^註1，可發現到上述各要點。而在下圖、現行流通的台塑企業債劵，亦會載明「借錢單位」、「借錢總額」、「約定利息」和「到期日」等債劵要素。

債券投資的特色：穩定與低利率

時至今日，債劵已成為大型企業增加資金，甚至是各國政府刺激經濟的管道；而「購買債劵的擁有權」也成了民眾的理財方式。由於債劵屬「債務關係」，有別於股票的「投資關係」，因此債劵擁有以下的特性，使其成為穩定收益的投資方式^註2：

• 穩定現金流入：發行單位須給付債劵擁有者約定利息，不論發行單位該年獲利或虧損。
  舉例而言，若擁有上圖台塑債劵的民眾，每年可獲得 3.375% 的現金利息。換言之，若小明擁有1萬美元台塑債劵的權利，每年都有約三百美金的現金流入；此收益無關乎台塑集團該年獲利或虧損。
• 到期本金保值：債劵到期時，發行單位必須以票面金額贖回，不論發行單位該年獲利或虧損。
  舉例而言，若擁有上圖台塑債劵的民眾，2025 年時，可獲得台塑贖回的現金。換言之，若小明擁有 1 萬美元台塑債劵的權利，2025 年時，可獲得來自台塑 1 萬美元的現金；此贖回無關乎台塑集團該年獲利或虧損。

從上述兩點可發現債劵和股票有極大的差異：

1. 債劵擁有「穩定現金流入」，債主每年都可獲得約 3%的現金流入。但股票缺乏穩定現金流入，股東可在企業獲利時獲得高息，但在企業虧損時則沒有股息。
2. 債劵擁有「到期本金保值」，債務企業保證到期贖回本金。但股票無法保證投入本金回收，在股票暴跌時，股東的投入本金可以完全歸零 ^{3, 註3}。

簡單來說，債劵是「追求穩定」、「可接受低利率（如：年殖利率 < 4%）」的投資者的有利選擇之一。若是對於理財工具帶有下列期待的民眾，相當適合以債券做為理財工具：

• 希望定期有固定金額的零用金流入
• 認為股票、基金波動過大
• 不願損失投入的本金

那麼，下個問題是：該看那些「特徵」，來選一支適合自己的債劵呢？下一篇：一分鐘內算出債劵的「預估獲利率」──科普一下投資（二）會提出解答！

註釋

1. 我因不懂荷蘭文，無法確認該 1622 年之債劵圖上之文字，故不介紹該債劵圖上的各細項。有興趣之讀者可至該圖來源網址閱讀。
2. 穩定收益是基於和股票等投資方式之比較，並非保證毫無風險。
3. 此處為一般概論，個別約定的債劵或股票可能就與本文敘述之特色不同。如：零息債劵不具穩定現金收益之特性。

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。

本文感謝台新國際商業銀行南港分行戴倩儀襄理協助內容校對

參考文獻

1. 債劵。摩根資產管理
2. 認識海外債劵。玉山銀行
3. 債劵。台新國際商業銀行