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【改變全世界晶片版圖的那個男人】張忠謀 20 多年前承諾台積電永不設計晶片,只專注「製造」

TechOrange 編輯部推薦好書:《晶片戰爭》
2021 年,全球車用晶片供應嚴重短缺,美國白宮首席經濟顧問更為此發函,請求台灣政府協助解決問題。此舉充分顯示了台灣在半導體供應鏈中的重要地位。台灣為何如此重要?台積電又是如何主導世界最先進晶片的生產?
《晶片戰爭》作者克里斯・米勒為晶片業的發展提供了難得的歷史縱深,這段比電影更驚心動魄的真實歷史,台灣是故事的核心角色。

文 / 克里斯.米勒,譯者 / 洪慧芳

早在 1970 年代中期,張忠謀還在德儀工作時就思索過一個概念:創立一家半導體公司,生產客戶設計的晶片。當時,像德儀、英特爾、摩托羅拉等晶片公司大多生產自己設計的晶片。1976 年 3 月,張忠謀向德儀的其他高層建議這種新的商業模式。他向德儀的同仁解釋,「低成本的運算力,將打開許多新應用,是目前的半導體所無法支援的」,為晶片創造出新的需求來源。晶片很快就會運用到所有領域,從手機到汽車再到洗碗機,無一不包。

他認為,生產這些產品的公司缺乏生產半導體的專業知識,所以他們比較希望把晶片製造外包給專業廠商。此外,隨著技術的進步與電晶體的縮小,製造設備與研發的成本將會提高。只有生產大量晶片的公司才具有成本競爭力。

然而,德儀的其他高階主管並未被他的概念說服。當時是 1976 年,每家設計晶片的公司都有晶圓製造廠,但張忠謀張預測「無晶圓廠」(fabless)的公司很快就會出現。那時德儀的獲利很好,所以押注在還不存在的市場是很冒險的做法,所以那個概念後來不了了之。

但張忠謀從未忘記晶圓代工的概念。他認為,隨著時間的推移,這種概念正漸趨成熟,尤其是在康維與米德的晶片設計革命,使晶片設計與晶片製造的分離變得更加容易以後(他們認為那將為半導體業創造出一個古騰堡時刻)。

台灣也有一些電子工程師抱持類似的概念。1980 年代中期,協助管理台灣工研院的史欽泰曾邀請米德來台灣分享他對半導體業的古騰堡構想。因此,晶片設計與晶片製造分離的概念,在李國鼎開出空白支票請張忠謀來打造台灣的晶片業以前,已經在台灣醞釀好幾年了。

李國鼎履行了承諾,為張忠謀起草的商業計畫籌集資金。台灣政府為台積電提供了 48% 的創業資金,唯一要求的條件是張忠謀必須找一家外國晶片公司提供先進的生產技術。德儀與英特爾的前同事都拒絕了張忠謀,摩爾告訴他:「你提過很多好主意,但這個概念不算。」不過,張忠謀說服了荷蘭的半導體公司飛利浦出資 5800 萬美元,並轉移其生產技術及授予智慧財產權,以換取台積電 27.5% 的股份。

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其餘的資金是向台灣的富豪募集,他們是被台灣政府「要求」投資的。張忠謀解釋:「通常是政府的部會首長打電話給台灣的企業家,請他投資。」政府請台灣幾個最富有的家族出資,這些家族擁有專門從事塑膠、紡織、化工的公司。一位企業家與張忠謀會面三次後,拒絕投資,台灣的行政院長直接打電話給那位吝嗇的企業家,提醒他:「過去 20 年,政府一直對你很好,你最好現在就為政府做點什麼。」張忠謀成立晶片代工廠的支票很快就到位了。政府也為台積電提供豐厚的稅賦優惠,確保該公司有足夠的資金做投資。打從創立之初,台積電就不是一家真正的民營企業,而是台灣政府的專案。

台積電早期成功的一個關鍵因素,是與美國晶片業的緊密關連。該公司的多數客戶是美國的晶片設計公司,許多高層員工曾在矽谷工作。1990 年代的大部分時間,台積電有一半的業績是來自美國公司。與此同時,台積電的多數高階主管都在美國的大學拿過博士學位。

這種共生關係讓台灣與矽谷雙雙受惠。在台積電出現以前,幾家主要位於矽谷的小公司曾嘗試在晶片設計方面開創事業,它們把晶片製造外包,避免自己建造晶圓廠的成本。這些「無晶圓廠」的公司有時能說服有閒置產能的大型晶片製造商來生產他們的晶片。然而,大型的晶片製造商有自己的生產計畫,這些小公司面對大廠時一直處於次要地位。

更糟的是,它們始終面臨一種風險:生產夥伴可能竊取他們的設計概念。而且各大晶片製造商的製程略有不同,它們也必須掌握那些差異。不建造晶圓廠可以大幅降低創業成本,但依賴競爭對手製造晶片始終是一種有風險的商業模式。

台積電的成立,讓所有的晶片設計公司有一個可靠的合作夥伴。張忠謀承諾台積電永遠不會設計晶片,只專注於製造晶片。台積電不與客戶競爭,只要客戶成功,台積電就會成功。十年前,米德預言晶片製造業會出現古騰堡時刻,但有一個關鍵差異。當時的德國印刷商曾試圖壟斷印刷業,但失敗了。他無法阻止他的技術在歐洲迅速傳播,讓作家與印刷店都受益。

在晶片業,張忠謀的代工模式藉由降低創業成本,促成了數十家新「作者」,也就是無晶圓廠的晶片設計公司,這些公司把運算力嵌入各種設備中,藉此改變了科技業。然而,「創作」的普及與數位印刷術的壟斷是一起發生的。晶片製造的規模經濟需要不斷的產業整合。

哪家公司生產的晶片量最多,它就有內在的優勢,可提升良率,並把資本投資的成本分攤給更多的客戶。台積電的事業在 1990 年代蓬勃發展,其製程不斷地改進。張忠謀想成為數位時代的古騰堡,最後他的影響力是更加地強大深遠。當時幾乎沒有人意識到,張忠謀、台積電,以及台灣正逐漸主導世界最先進晶片的生產。

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*本文書摘內容出自《晶片戰爭》,由 天下雜誌 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題。首圖來源:flickr

(責任編輯:游絨絨)