每一個階段都正確選擇,每一個階段都無縫銜接——光芒,是怎麼開始點燃的?

台灣半導體產業如今舉世聞名,成功得來不易。一個從無到有的產業,透過國家產業政策的高度,主導與美國企業談判,取得正式技術授權之後,派人員赴美受訓,再把技術帶回台灣,在工研院試量產,最後移轉為民間企業,並建立起一整個新產業鏈。
如今,台灣半導體產業已形成像中央山脈般的護國群山,靜靜地護衛著台灣,在世界舞台散發光芒。這主要歸功於從第一天開始,台灣就已經把根深深扎進土壤裡,奠定日後長成撼動全世界的龐大產業基礎。過程中有很多關鍵的人,在每一個十字路口做出最佳的判斷與抉擇。這些人這些事,值得我們仔細回顧。首先,台灣半導體業為什麼會如此成功?我認為可以分三個階段來看,台灣在每一個階段都做了正確選擇,每一個階段都無縫銜接,讓產業一棒接一棒地發展延續下去。
首先,台灣半導體業為什麼會如此成功?我認為可以分三個階段來看,台灣在每一個階段都做了正確選擇,每一個階段都無縫銜接,讓產業一棒接一棒地發展延續下去。
第一階段:RCA 技術授權
第一個階段是RCA的技術授權,這是台灣半導體技術從零到一的開始。
一九七六年三月,在海外學人潘文淵的協調及籌畫下,完成專家評估並選定美國無線電公司(RCA)為技術轉移對象。RCA同意以二百五十萬美元技術轉移費及一百萬美元技術授權金,與工研院簽訂十年技術移轉合約,除了技術移轉外,也協助台灣培訓人才。
在這個階段,台灣政府有遠見與信任,放手讓工研院電子技術顧問委員會(Technical Advisory Committee,簡稱TAC)評估與決策。其中,TAC也做了三個如今看來都很正確的決策,奠定了台灣IC工業發展的基礎。
第一個決策是選擇了CMOS製程。七○年代,IC發明才不過二十年,每種製程都各有優缺點,例如PMOS、NMOS、Bipolar等,都有公司在做研發與生產。TAC當時考量未來電子產品應該要有輕薄短小、攜帶方便等特性,而且必須省電,因此選擇了CMOS。不過,為了保險起見,當初電子所也派人去接受NMOS與Bipolar的製程訓練。
第二個決策是TAC選擇了一條龍的IC技術移轉。RCA的技術授權,涵蓋了設計、光罩製作、製程、設備維修、測試、封裝、品管、廠務、成本會計、生產排程與物料管理等。當時,世界上CMOS做得比較好的公司是休斯(Hughes)及RCA兩家公司,經過多次談判,最後RCA同意移轉所有技術。
一九七六年四月,台灣派出第一批十三名學員赴美接受RCA訓練,其中包括史欽泰、曾繁城、曹興誠、蔡明介、劉英達、楊丁元、章青駒等人,先後總計有四十餘人前去受訓。這些「取經大使」,後來都成為台灣IC產業赫赫有名的人物。
RCA收了台灣政府的授權費,還真的傾囊相授,很認真地把技術移轉給台灣。當時派去受訓的學員全都住在一起,白天在工廠認真學習,晚上有什麼問題互相討論。
RCA主管也很快就發現,這群台灣人對半導體有超強的學習能力與超高的學習動機。例如,當時有學員發現RCA對於各種技術、資料及檔案都整理得相當好,而且全都可以公開給大家看,只要登記名字,就可以把資料影印帶走。很多學員回台灣時,行李箱裡都帶了不少資料。
TAC當時的第三個決策,是取得RCA技術後,回台灣工研院建立一個以量產為目標的示範工廠。當時,政府沒有為了省錢,而只成立實驗性質的小工場,相反的,將示範工廠的三吋晶圓月產量設計為高達一萬片左右。這樣的設計,就是要為未來進行商業化生產做準備,因為必須產能夠大,才會發現各種量產後會發生的問題,並快速回饋與修正。結果,工研院量產三個月後,良率就超過美國RCA,遠超乎大家預期。
TAC這三個決策,讓台灣可以完整複製RCA全套技術,並徹底在台灣落地實現,不是只有學到皮毛,也不是花拳繡腿,是很扎實地把當時最先進的美國IC技術帶到台灣。以當今全球產業競爭局勢來看,這種跨國的技術授權是絕對不可能再發生的,當年台灣政府花了三百五十萬美元(大約新台幣一.四億元)的授權費,造就了如今近五兆元的半導體產值,真的是太值得了。
第二階段:技術移轉,聯電誕生
RCA技術在工研院示範工廠練兵了幾年之後,技術移轉給民營企業,也開啟了第二階段。其中技術移轉的第一家,是在一九八○年成立的聯華電子。
當時,工研院電子所為了保證技術移轉成功,要求聯電比照當初RCA對電子所的要求,要「完全複製」(copy exactly)。不過,聯電在一九八○年中開始建廠時,美、日已經開始有四吋晶圓廠在量產。因此,聯電堅持不採工研院的三吋晶圓,而是使用四吋晶圓,設備則盡量使用與電子所相同的廠牌,以避免不可預料的變數發生。
這個決定,讓聯電產能大增,技術也從7微米,進步到3.5微米、2微米,製造成本也大為降低。一九八三年工廠正式量產後,第二年就遇上美國開放家庭電話機晶片的熱潮,一九八四年開始賺錢。
此外,聯電還有一個從工研院衍生出來很重要的部門,就是產品設計。這也是後來聯電切割出許多IC設計公司,打造台灣成為IC設計產業重鎮的關鍵之一。
不過,工研院電子所最初只打算移轉製造技術給聯電,聯電要生產的產品,則還需向電子所及RCA取得授權。聯電經營團隊認為,沒有產品設計能力,永遠要仰人鼻息,因此當時總經理曹興誠就說服在工研院服務的蔡明介加入聯電,這也讓聯電與電子所的關係,一度搞得很不愉快。
但如今證明,這是一個很正確的決定。因為聯電後來培養出很多IC設計人才,否則如果當初只把IC設計局限在電子所,或許不容易開枝散葉。如今台灣IC設計業居全球第二位,全球前十大IC設計公司中,台灣就占了四家,分別是聯發科、聯詠、瑞昱與奇景,其中前兩家,就是聯電分割出來的公司。除了這兩家之外,還有很多同樣是「聯字輩」(由聯電員工所開創)的公司,例如瑞昱、普誠創辦人都出身聯電,還有智原、原相、盛群、聯陽、聯傑、矽統等,主要團隊也是出身自聯電。
第三階段:台積電成立,新商業模式橫空出世
到了第三階段,一九八四年,工研院電子所又展開超大型積體電路(VLSI)的發展計畫,並於一九八七年衍生出台積電。台灣半導體業也正式從無到有,成就了今天的國際地位。
台積電的成立,規模與層次都比聯電高出甚多,這當然也與台灣產業基礎已逐漸完整有關。除了由工研院院長張忠謀親自領軍,擔任台積電董事長外,工研院也由原本的示範工廠廠長曾繁城帶隊,總計移轉了一百名以上的工程師出來。此外,工研院六吋VLSI工廠,也作價移轉給台積電。台積電還獲得飛利浦投資(持股占二七.五%),以及飛利浦關鍵的全球專利保護傘。
台積電的成立,是以純晶圓代工服務為主,也讓台灣IC產業鏈的垂直分工模式更為明確。整體IC產業也從設計、製造到封測,形成完整的產業鏈,並各自找到在國際市場蓬勃發展的空間。
台灣晶圓代工產業於二○二一年占全球六四%,其中光是台積電就獨占五三%,在7奈米以上的先進製程,市場幾乎都由台積電囊括。
台積電成立那一年,華新麗華集團也延攬楊丁元、章青駒等人成立華邦電子,隔年(也就是一九八八年),吳敏求則從美國帶回數十個家庭,創辦旺宏電子。台灣半導體產業的創業風氣日益興盛,國內各大學也紛紛設立電子、電機、材料等半導體相關科系,提供大量人才。各晶圓製造廠及IC設計公司,也從海外引進許多專家,IC產業實力更向前邁進一大步。
前面這三個階段,讓台灣半導體從零到一,奠定完整的產業基礎,接著再從一到一百,創造出台灣的半導體奇蹟。在邁向成功的過程中,從政府官員到民間企業有很多人無私奉獻,有無數的無名英雄,他們都是讓晶片之島光芒耀眼的關鍵。



