臺(tái)灣半導(dǎo)體是全球半導(dǎo)體一個(gè)舉足輕重的角色。光拿臺(tái)積電來說,這家晶圓老大的全球影響力就無人能比。
根據(jù)臺(tái)灣工研院IEK Consulting報(bào)告,2018年臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)新臺(tái)幣2.62兆元,穩(wěn)定成長6.4%。工研院進(jìn)一步指出,雖然2019年受限于全球經(jīng)濟(jì)景氣放緩,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的成長動(dòng)能轉(zhuǎn)趨保守。不過他們指出,2019年臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可達(dá)新臺(tái)幣2.64兆元,優(yōu)于全球平均水準(zhǔn),有望超越韓國,重回全球第二名,市占率達(dá)20%。
從整體水平上看,目前臺(tái)灣在IC制造與封測(cè)產(chǎn)業(yè)排名均為全球第一,IC設(shè)計(jì)排名第二,記憶體排名第四,臺(tái)灣地區(qū)的整體產(chǎn)值在全球僅次于美國與韓國。據(jù)預(yù)測(cè),臺(tái)灣今年晶圓代工業(yè)成長約達(dá)5%,記憶體超過30%,可望帶動(dòng)今年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)表現(xiàn)相對(duì)穩(wěn)定成長。
而這一切的成績都起源于1974年的臺(tái)北市南陽街的小欣欣豆?jié){店中。
一場(chǎng)偉大的早餐會(huì)
1974年,臺(tái)灣以勞力密集輕工業(yè)、加工出口業(yè)為主,成功創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)奇跡,躍升為亞洲四小龍之首;然而,同時(shí)卻也面臨產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟,盛極而衰的瓶頸,而且第三世界國家崛起,擁有既大量且低廉的勞動(dòng)人力,臺(tái)灣亟需尋找下一個(gè)世代產(chǎn)業(yè)接棒的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)。
同年二月,在臺(tái)北市南陽街小欣欣豆?jié){店冠蓋云集,一場(chǎng)早餐會(huì)聚集當(dāng)時(shí)臺(tái)灣重量級(jí)政經(jīng)界人物,包括行政院秘書長費(fèi)驊、經(jīng)濟(jì)部長孫運(yùn)璿、電信總局長方賢齊、交通部長高玉樹、工研院長王兆振、電信研究所長康寶煌,以及力主臺(tái)灣發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的美國無限電線電公司(RCA)研究室主任潘文淵。
潘文淵提出發(fā)展積體電路(IC)技術(shù),是幫助臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)往高科技轉(zhuǎn)型最有機(jī)會(huì)的方式,也獲得孫運(yùn)璿等官員的認(rèn)同。隨即,他就在圓山飯店閉關(guān)十天,寫下「集成電路計(jì)劃草案」,才有后來工研院電子所的誕生、RCA計(jì)畫的執(zhí)行,以及臺(tái)積電、聯(lián)電等晶圓廠的成立。
隨后,潘文淵在美國召集海外學(xué)人組成電子技術(shù)顧問委員會(huì)(TAC),并遴選RCA公司做為技術(shù)轉(zhuǎn)移的合作伙伴,選定引進(jìn)集成電路中的互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù),在工研院成立電子工業(yè)研究發(fā)展中心(后擴(kuò)大為電子研究所),作為「集成電路計(jì)劃」的執(zhí)行單位。
1974年,潘文淵博士在美國積極規(guī)劃集成電路技術(shù),并召集當(dāng)時(shí)美國IC界有名的華人專家成立「電子技術(shù)咨詢委員會(huì)」,由潘文淵擔(dān)任主任委員,以做為臺(tái)灣技術(shù)、工業(yè)發(fā)展上的咨詢機(jī)構(gòu)。前排左起凌宏璋、葛文勛、趙曾玨、羅念、胡定華,后排左起厲鼎毅、史欽泰、李天培、楊丁元、潘文淵。
在計(jì)劃擬定后,團(tuán)隊(duì)即刻開始招兵買馬,當(dāng)時(shí)在美國普林斯頓大學(xué)攻讀博士畢業(yè)的史欽泰、楊丁元、章青駒等人,放棄在美國工作的機(jī)會(huì),回臺(tái)灣加入工研院,投身集成電路計(jì)劃的引進(jìn),并分成設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、設(shè)備4組,由他們擔(dān)任赴美國RCA公司取經(jīng)團(tuán)的領(lǐng)隊(duì)。
1976年4月,經(jīng)過招募培訓(xùn)的19人團(tuán)隊(duì),懷著興奮、緊張,以及期待的心情,出發(fā)前往美國。當(dāng)年那群30歲上下的年輕小伙子,不負(fù)所望地將集成電路技術(shù)成功帶回臺(tái)灣,如今,他們皆成為臺(tái)灣電子科技業(yè)中重量級(jí)人物,各自擁有一片天,持續(xù)為臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)打拼。
1976年,工研院派員赴美國RCA訓(xùn)練。與RCA公關(guān)主任合影,左起曹興誠、倪其良、曾繁城、戴寶通、劉英達(dá)、陳碧灣、史欽泰。
現(xiàn)任臺(tái)積電副董事長的曾繁城,為當(dāng)初第一批赴美的19人團(tuán)隊(duì)之一,他回憶道,「當(dāng)時(shí)我們很都年輕,懷抱著無比的熱情,想要把臺(tái)灣的集成電路技術(shù)做起來。」史欽泰亦相當(dāng)肯定RCA技轉(zhuǎn)計(jì)劃的成果,他表示,「RCA技轉(zhuǎn)計(jì)劃為臺(tái)灣建立自行研發(fā)技術(shù)的信心?!褂袆e于過往臺(tái)灣產(chǎn)業(yè)以制造加工業(yè)為主,RCA計(jì)劃的成功,讓社會(huì)及民眾發(fā)現(xiàn),臺(tái)灣有能力自行研發(fā)技術(shù),進(jìn)而堅(jiān)定轉(zhuǎn)往高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。
從電子表IC起步
為了掌握時(shí)效,驗(yàn)證來自RCA轉(zhuǎn)移的技術(shù)并實(shí)現(xiàn)島內(nèi)設(shè)計(jì)、制造集成電路,在那些先鋒趕赴美國學(xué)習(xí)的同時(shí),留守臺(tái)灣工研院的副院長胡定華齊頭并進(jìn),主持了臺(tái)灣第一座集成電路三英寸示范工廠的興建,其時(shí)是1976年7月。
一年多之后,示范工廠落成,那些去RCA接受訓(xùn)練的臺(tái)灣年輕人也返回寶島,在這個(gè)示范工廠上利用他們?cè)赗CA學(xué)習(xí)的技術(shù)試生產(chǎn)電子表的IC。據(jù)當(dāng)事人回應(yīng),這班年輕人在示范工廠上做的第一批產(chǎn)品就成功了,這就帶給他們無限的鼓舞。但好的開頭,一開始并沒有獲得好的結(jié)果,在大家備受煎熬之際,一個(gè)在香港做電子表的臺(tái)胞給了他們10萬顆芯片的訂單,這就重新提振了他們的信心。值得一提的是,這個(gè)臺(tái)胞是當(dāng)時(shí)赴美培訓(xùn)的史欽泰的同學(xué)。
從這筆生意開始,示范性工廠的生意開始一帆風(fēng)順,他們的生產(chǎn)良率在短短六個(gè)月之后就超越了RCA,這也幫助他們成為了電子表IC的最主要供應(yīng)商。這也為他們后來推出遙控IC、電機(jī)機(jī)IC打下了了基礎(chǔ)。
據(jù)當(dāng)事人回憶,當(dāng)時(shí)因?yàn)槭痉缎怨S的良率超過RCA,這讓RCA對(duì)這個(gè)示范性工廠有了濃厚的興趣,他們甚至向當(dāng)?shù)卣嶙h買下這個(gè)工廠,這個(gè)念頭差點(diǎn)斷送了臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來。不過在當(dāng)時(shí)的臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)部邀請(qǐng)工研院相關(guān)人士去聽取方案之后,工研院方面堅(jiān)持要擁有自己的產(chǎn)線,并以其帶動(dòng)電子產(chǎn)業(yè)升級(jí)的理念,這就保住了臺(tái)灣集成電路產(chǎn)業(yè)的火種。
以電子表IC為開端,臺(tái)灣電子產(chǎn)業(yè)也完成了從勞動(dòng)密集型向技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變。
臺(tái)灣工研院當(dāng)時(shí)的另一個(gè)設(shè)定,也是臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)遍地開花的保證。
根據(jù)當(dāng)時(shí)他們的規(guī)定,工研院主要扮演的是一個(gè)科研的角色,如果他們推進(jìn)的項(xiàng)目可行,就將技術(shù)轉(zhuǎn)移民間發(fā)展。但胡定華也指出,如果直接把現(xiàn)有的技術(shù)交給民間企業(yè),很有可能會(huì)失敗,為此他們推動(dòng)民營企業(yè)走在技術(shù)的最前面,預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),這樣才能更好地推動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)移。
這也推動(dòng)了聯(lián)華電子的成立。
聯(lián)電和臺(tái)積電奠定臺(tái)灣晶圓代工地位
雖然臺(tái)灣工研院持有這種開放的態(tài)度,但在一開始,臺(tái)灣的民間資金也不敢貿(mào)然投資,到了1980年,聯(lián)華電子才艱難成立,這也是臺(tái)灣工研院技術(shù)衍生的第一家公司。
資料顯示,臺(tái)灣工研院從聯(lián)電成立開始,就協(xié)助他們建廠、裝配設(shè)備和員工培訓(xùn),工研院還向聯(lián)電轉(zhuǎn)移了四十多個(gè)自身的工程師,就連要生產(chǎn)的東西,也都是工研院授權(quán)聯(lián)華電子去生產(chǎn)的。而當(dāng)時(shí)去RCA學(xué)習(xí)的19名技術(shù)人員之一的曹興誠就成為了聯(lián)華電子的副總經(jīng)理。
成立的前7年中,它一直只是家從事自有產(chǎn)品生產(chǎn)的整合元件制造(IDM)廠,但幾次成功的事業(yè)轉(zhuǎn)型卻讓聯(lián)電始終保持著業(yè)界領(lǐng)先,這其中,曹興誠功不可沒。值得一提的是,在1995年,曹興誠敏銳地察覺到半導(dǎo)體代工有極大的市場(chǎng)潛力,并果斷出擊芯片代工制造業(yè)。他一一寫信給美國前十名的IC設(shè)計(jì)公司,積極洽談合資經(jīng)營芯片代工的事宜。結(jié)果是,聯(lián)電一口氣和11家IC設(shè)計(jì)公司合資,并在1995年轉(zhuǎn)型進(jìn)入純芯片代工領(lǐng)域。他們和成立于1987年的臺(tái)積電一起,奠定了臺(tái)灣在全球晶圓代工領(lǐng)域的地位。
談到臺(tái)積電,則要從1986年說起。
前面說到,工研院會(huì)專注于技術(shù)研發(fā),這就促成他們?cè)?986年就建成了臺(tái)灣第一座六英寸實(shí)驗(yàn)工廠。時(shí)任工研院院長的張忠謀認(rèn)為,如此龐大的投資,如果只是用來研究,就很難彰顯其實(shí)際效益,為此他提出將超大型集成電路實(shí)驗(yàn)工廠轉(zhuǎn)為民營專業(yè)代工公司的構(gòu)想,這就推動(dòng)了臺(tái)積電的誕生,那個(gè)做實(shí)驗(yàn)的工研院超大型集成電路試制工廠搖身一變成為了臺(tái)積電的一廠。值得一提的是,張忠謀建立TSMC的首批資金來自于飛利浦的四千萬美金。
臺(tái)積電成立時(shí)的資金來源
臺(tái)積電的誕生進(jìn)而變革了集成電路產(chǎn)業(yè),探索出了Fab和Fbaless兩種不同的業(yè)務(wù)模式,成就了接下來幾十年的半導(dǎo)體又一波繁榮。和當(dāng)年的聯(lián)電良率超越RCA一樣,臺(tái)積電的的制程后來也超越了飛利浦,并依據(jù)成為全球的晶圓代工廠老大,這就是后話了。
芯片設(shè)計(jì)和封裝產(chǎn)業(yè)的繁榮
伴隨著臺(tái)灣晶圓廠的創(chuàng)立,來自工研院,美國返臺(tái)的工程師都紛紛創(chuàng)立IC設(shè)計(jì)公司,帶動(dòng)了臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的興起。在這里,我們就不得不提源自于聯(lián)電科技的一大批“聯(lián)”字頭芯片公司。
上文見到,因?yàn)榭吹搅舜さ臋C(jī)會(huì),于是曹興誠在1995年放棄經(jīng)營自有品牌,轉(zhuǎn)型為純專業(yè)晶圓代工廠,并與美國、加拿大等地的11家IC設(shè)計(jì)公司合資成立聯(lián)誠、 聯(lián)瑞、聯(lián)嘉集成電路股份有限公司,同年9月8吋晶圓廠開始生產(chǎn)。但因?yàn)槭艿娇蛻糍|(zhì)疑在晶圓代工廠內(nèi)設(shè)立IC設(shè)計(jì)部門, 客戶會(huì)有懷疑盜用客戶設(shè)計(jì)的疑慮, 聯(lián)電將旗下的IC設(shè)計(jì)部門分出去成立聯(lián)發(fā)科技、聯(lián)詠科技、聯(lián)陽半導(dǎo)體、智原科技、聯(lián)笙電子、聯(lián)杰國際。這些企業(yè)甚至到現(xiàn)在還在臺(tái)灣的IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)有這舉足輕重的地位,聯(lián)發(fā)科就是當(dāng)中的一員。
在1990年前后,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),臺(tái)灣先后誕生了包括大智、矽統(tǒng)、楊智、瑞昱、詮華、華展、群立、普騰、勁杰、偉詮、凌陽和矽成和等一大批芯片設(shè)計(jì)公司。同時(shí)還有華邦、合泰、茂矽、世界先進(jìn)、力晶、南亞和旺宏等一大批制造企業(yè)。
除了芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)外,臺(tái)灣封測(cè)產(chǎn)業(yè)也在臺(tái)積電等代工廠的幫助下,跨上了一個(gè)新臺(tái)階。而追溯臺(tái)灣半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)之萌芽,其實(shí)比工研院的成立還早。
上世紀(jì)六十年代,歐美日等國電子業(yè)IDM因成本考量,而將產(chǎn)品后段晶體管組裝生產(chǎn)線移往人力低廉之亞洲地區(qū),臺(tái)灣當(dāng)局就以優(yōu)惠政策吸引來臺(tái)投資的外商電子封裝廠,當(dāng)時(shí)包括了高雄電子(Microchip,1966)、飛利浦建元(Philips,1967)、臺(tái)灣德儀(Texas Instruments,1971)、捷康(Siliconix ,1974 )、臺(tái)中三洋(Sanyo,1976)、吉第微(1981)、摩托羅拉(Motorola,1985)等;這些封裝廠承接母公司技術(shù)與訂單,業(yè)務(wù)內(nèi)容也由初期的晶體管組裝。在1970年代全球IC產(chǎn)業(yè)起飛之際轉(zhuǎn)向IC構(gòu)裝。臺(tái)灣本土的封測(cè)企業(yè)就是在這個(gè)時(shí)間段崛起的。
1970~80年代,臺(tái)灣正在努力開創(chuàng)專業(yè)晶圓制造業(yè),在政府的資金補(bǔ)助與技術(shù)輔導(dǎo)之下,臺(tái)灣本土的封測(cè)廠陸續(xù)成立并蓬勃發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),臺(tái)灣本土業(yè)者包括較早期之萬邦、環(huán)宇、華泰、菱生、華旭,以及后起之秀日月光、矽品、鑫成等。歷經(jīng)多年的發(fā)展,臺(tái)灣成為了封測(cè)產(chǎn)業(yè)的絕對(duì)龍頭。
至于臺(tái)灣的IC測(cè)試產(chǎn)業(yè),也是是從上世紀(jì)七八十年代封測(cè)廠只是IC封裝廠或晶圓制造廠內(nèi)的一個(gè)部門,如高雄電子、飛利浦建元電子與聯(lián)華電子之測(cè)試部門,并未有專業(yè)測(cè)試廠的設(shè)立,到1988年專業(yè)邏輯IC測(cè)試廠立衛(wèi)科技成立,臺(tái)灣始有IC測(cè)試業(yè)的產(chǎn)業(yè)型態(tài)出現(xiàn)。
與此同時(shí),光罩和材料等一系列產(chǎn)業(yè)也獲得了同步發(fā)展,共同營造了臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮。在這個(gè)發(fā)展過程中,除了工研院外,臺(tái)灣當(dāng)?shù)氐恼咧С?,也在臺(tái)灣半導(dǎo)體的崛起過程中發(fā)揮了重要作用。
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