台湾集成电路产业发展史一场始于豆浆店的产业革命

来源:芯师爷发布时间:2018-08-0352浏览

工研院产业趋势与经济研究中心（IEK）统计，2017年中国台湾半导体产业链产值达新台币2.46兆，全球排名第三，在专业晶圆代工制造领域更长期独占鳌头。这些傲人的成果，始于40多年前，由政府与工研院共同推动的「集成电路计划」，不仅将集成电路技术引进中国台湾，也翻转了中国台湾的产业经济结构。

▲工研院超大型集成电路（VLSI）厂房，于1987年公开招标租予台积电，是台积电发展最初的起点。

2018年是集成电路（Integrated Circuit；IC）发明60周年，走过一甲子，IC驱动了世界快速演进，包括电脑、通讯、家电、汽车等3C产品都少不了它。随着集成电路产业不断制造出更强、更快、更小的晶片，它实现了无处不在的运算，在可预见的未来，汽车自动驾驶不再只是科幻想像，而智慧家庭、智慧厂办、智慧交通、智慧城市的梦想实现不再遥不可及。

集成电路产业引领科技不断创新，中国台湾身为半导体设计与制造的重镇，不仅上、中、下游产业链整合完整，更首创专业分工模式，打造出晶圆、IC封测代工业，以打群架、技术领先的模式，带动全世界集成电路产业蓬勃发展。

一场始于豆浆店的产业革命

而如此辉煌的成绩，则要从44年前一场豆浆店的早餐会报开始说起。

时光回到1974年，当时中国台湾以劳力密集的轻工业、加工出口业为主，面临产业已发展成熟，且第三世界国家崛起，拥有大量低廉劳力，中国台湾面临寻找下一世代接棒产业的转捩点。

2月，在台北市南阳街小欣欣豆浆店中，聚集了当时中国台湾政治财经界重量级人物，包括行政院长费骅、经济部长孙运璿、电信总局局长方贤齐、交通部长高玉树、工研院院长王兆振、电信研究所所长康宝煌，以及力主中国台湾发展集成电路产业的美国无线电公司（Radio Corporation of America；RCA）研究室主任潘文渊。

他们一边吃早餐一边进行早餐会报，在讨论之中决定以集成电路技术作为产业发展蓝图，勾勒出中国台湾未来转型高科技产业的愿景，并决定以最有效率的方式自美国寻求合作伙伴，引进集成电路研发、制造、封测等技术，以争取时效。

政府主导自美国引进集成电路技术

1974年7月，潘文渊专程回台，在圆山饭店闭关一周撰写「集成电路计划草案」，写完后于第一时间送达经济部，孙运璿随即召开专案会议，并在8月17日正式核定该计划。

随后潘文渊在美国召集海外学人组成电子技术顾问委员会（Technical Advisory Committee；TAC），并遴选RCA公司作为技术转移的合作伙伴，选定引进集成电路中的「互补式金属氧化物半导体」（Complementary Metal -Oxide-Semiconductor；CMOS）技术，同时在工研院成立电子工业研究发展中心（后扩大为电子工业研究所），作为发展「集成电路计划」的执行单位。

工研院看好当时民生消费及通讯等产品在未来的发展趋势，选定以电子表作为验证技术成果的载具，「但我们所有投入的专家、学者、人才、主政者都不只是将这个计划当作科专计划，做出电子表就结案，而是一开始就规划完完整整地将集成电路技术引进，让中国台湾日后能拥有自主研发与生产的能力！」当时担任计划主持人、工研院电子工业研究发展中心主任的胡定华，一语道出所有加入计划的参与者，积极投入擘划未来远景的雄心壮志，希望打造以集成电路为基础的资讯电子产业，燃亮中国台湾产业的革命之火。

RCA技转计划培训中国台湾半导体人才

计划拟定后，团队即刻开始招兵买马，当时在美国普林斯顿大学攻读博士毕业的史钦泰、杨丁元、章青驹等人，放弃在美国工作的机会，回国加入工研院，投身集成电路计划的引进，并分成设计、制造、测试、设备4组，由他们担任赴美国RCA公司取经团的领队。

1976年4月，经过招募培训的19人团队，怀着兴奋、紧张，以及期待的心情，出发前往美国。当年那群30岁上下的年轻小伙子，不负所望地将集成电路技术成功带回中国台湾，如今，他们皆成为中国台湾电子科技业中重量级人物，各自拥有一片天，持续为中国台湾经济打拼。

现任台积电副董事长的曾繁城，为当初第一批赴美的19人团队之一，他回忆道，「当时我们很都年轻，怀抱着无比的热情，想要把中国台湾的集成电路技术做起来。」史钦泰亦相当肯定RCA技转计划的成果，他表示，「RCA技转计划为中国台湾建立自行研发技术的信心。」有别于过往中国台湾产业以制造加工业为主，RCA计划的成功，让社会及国人发现，中国台湾有能力自行研发技术，进而坚定转往高科技产业发展的目标。

催生联电与台积电晶圆代工独步全球

1977年10月，工研院打造的全中国台湾首座集成电路示范工厂正式落成启用，当初赴美受训的人才返国投入生产研发。示范工厂采用7.5微米制程，产品良率在营运的第6个月已经高达7成，远高于技术转移母厂RCA公司的5成，技术成效超乎预期，甚至让中国台湾跃升成为全球第三大电子表输出国。

由于示范工厂营运成效良好，为将技术落实产业化，决定在1980年以衍生公司的方式，设立中国台湾第一间半导体制造公司联华电子，并移转4吋晶圆技术以及研发团队，转任联电研发制造，其中包括后来担任联电董事长的曹兴诚。

「集成电路计划」10年后，美、日、韩均已看出集成电路对国家发展的影响重大，无不积极投入，国际间兴起技术保护主义，让中国台湾很难再自海外技转。

1984年工研院接下「超大型集成电路（VLSI）计划」，自行投入研发，隔年即邀来曾任美商德州仪器全球副总裁的张忠谋，担任工研院院长。中国台湾第一座6吋集成电路实验工厂于1986年正式完工，为发挥实验工厂的经济效益，在张忠谋的建议与当时政务委员李国鼎的支持下，1987年衍生成立中国台湾集成电路制造公司，将VLSI计划的设备与人才移转给台积电，并首创专业晶圆代工模式，充分发挥中国台湾在制造方面的优势。

台积电很快发展成为全球举足轻重的晶圆代工厂，并大幅改变产业生态，逐步走向垂直分工模式。有别于早期半导体公司以IDM厂居多，自行包办从IC设计到产品制造的所有程序，晶圆代工模式成功后，设计公司只要专注做好产品设计，再委托代工量产即可，不必投资设立花费甚巨的晶圆厂。

1990年代开始，中国台湾半导体产业链逐渐完备，在各领域的代表性公司除台积电、联电之外，还包括日月光控股（合并矽品）、联发科、群联、稳懋、旺宏、华亚科、南亚科等，携手为中国台湾缔造出傲人的兆元产值。

此外，随着个人电脑快速成长，负责资料处理及运算的「动态随机存取记忆体」（DRAM）需求大增，政府因此在1990年委托工研院执行「次微米计划」，延揽当时在美国贝尔实验室任职的卢志远，担任计划主持人，负责研发DRAM制造技术，以4年半的时间发展出8吋晶圆0.5微米的制程技术，让中国台湾跻身世界半导体技术的领先群。

垂直分工特色展望下一波发展

中国台湾发展集成电路技术以来，垂直分工与产业群聚的特色，使得中国台湾拥有弹性高、速度快、客制化服务、低成本的特色，且以晶圆代工为主的模式与全球半导体产业结构不同，这也是中国台湾半导体产业独有的竞争优势。 2017年中国台湾半导体产业链的产值结构中，晶圆代工占49%、IC设计产业占25.1%、IC封装测试产业占19.4%、记忆体产业占6.5%，总产值达810亿美元，仅次于美国、韩国，全球排名第三。其中中国台湾又以晶圆代工领域的市占率最高，全球排名第一，占7成以上，产值达397亿美元，成就傲人。

目前半导体制程已进入5奈米的竞赛，除了持续追求制程微缩之外，亦同步往高度异质整合晶片发展。新材料的探索也已展开，如量子运算所需的超导体、奈米碳材等材料，借此突破现今矽材料的极限。

工研院IEK研究经理彭茂荣认为，在智慧物联网趋势的带动下，中国台湾半导体产业在以下领域较有发展机会：人工智慧、5G无线通讯、物联网、工业4.0╱智慧机械、车联网╱自驾车、扩增╱虚拟实境（AR╱VR）、高效能运算晶片（HPC）、软体及网路服务。其中，智慧物联（AIoT）应用多元，制程上不需使用到最尖端前瞻的技术，可能只要90奈米，甚至微奈米等级就可以拓展新应用，成本与门槛不若其他应用高，将刺激中国台湾小型IC设计公司崛起，以创新应用服务取胜，驱动产业多元化发展，创造新一波荣景。

他表示，中国台湾半导体产业犹如国家经济象征，随着资讯电脑、智慧手机与连网装置市场起飞，带动产业蓬勃发展，未来除将持续耕耘既有3C电子市场之外，在政府「5+2产业创新计划」，及智慧物联的创新应用带动下，预计到2025年，中国台湾半导体产值可达到4兆元新台币的里程碑。

展望未来，中国台湾已具备科技矽岛的基础优势，而亚洲是未来全球最重要的市场，中国台湾地处关键位置，应杠杆既有半导体的优势，进一步打造满足以人为本的需求，发展具有文化底蕴的科技应用「创新生态岛」，在智慧物联的时代下，科技会更贴近人们的生活型态和消费者需求，并作为创新的示范场域，达到让人才聚集、产业群聚、资金多元、不断创新的愿景。