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【大師論壇全紀錄】張忠謀:台灣下一座護國神山 須具備三要素

2021-04-24 13:27經濟日報 記者尹慧中/台北報導
半導體
  • 台積電
  • 英特爾

半導體教父、台積電(2330)創辦人張忠謀4月21日出席本報大師智庫論壇,以「珍惜台灣半導體晶圓製造的優勢—對台灣政府、社會以及台積電的呼籲」為題發表演講,以下是演講全文:

非常感謝經濟日報邀請,能來這談這一兩年感覺非常重要的話題。這個演講是對台灣政府、社會以及對台積電的呼籲,我的身分是退休的台積電人,在公司裡面已經沒有權利,所以台積電也是我選擇呼籲的對象。

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由於聽眾多數未在半導體界,因此我會稍微談半導體的簡史,不會馬上跳入台灣半導體晶圓製造的優勢,演講會依序從簡史、重要性為何成為地緣策略家的兵家必爭之地,以及數十年前開始的分工在今天產生的問題,再來談台灣的優勢、晶圓廠為中心的半導體產業鏈,因為晶圓製造對台灣的影響,不僅台積電一家,而是帶動很多的上中下游產業。

再來回顧專業晶圓製造的創始,也就是台積電的創始,其實是很難得的風雲際會,一代裡頭可能出不了一個,再來談台積電的成功、今日的地位,並看看美國、大陸、南韓的競爭者,晶圓製造也有日本歐洲的競爭,但美國、大陸與南韓是我們重要競爭者。社會上,現在也在找尋下一個護國神山,我也會談談下一個可能並做結論。

面對美國、大陸乃至南韓在半導體上的競爭,台灣擁有人才、經理人本土化、交通便利三優勢,台灣半導體產業的心臟是研發與製造、IC設計,以晶圓廠為中心的半導體產業鏈串聯上中下游,促成台積電成為半導體製程技術領袖的地位,並且希望各界珍惜。

台積電創辦人張忠謀出席經濟日報2021大師智庫論壇。記者侯永全/攝影
台積電創辦人張忠謀出席經濟日報2021大師智庫論壇。記者侯永全/攝影

先回顧半導體自美國發展簡史與台積電的誕生歷程。半導體電導性介於導體如金屬及絕緣體如木頭之中,故稱為半導體,半導體的發展在1948年都還只是科學家口中名詞,老百姓都不知道。

當時1948年的大事是美國最大電信公司ATT旗下的貝爾實驗室物理科學家Shockley領頭,並和Bardeen、Brattain合作發明電晶體,並在1956年因此得諾貝爾獎。

電晶體為何重要?這是電晶體相較真空管設計大幅微縮。1949年我剛赴美求學,第一年沒看到任何電腦,要看電腦離宿舍很遠,隔年才在麻省理工學院看到真空管設計、一個房間大的電腦,老實說當時的大電腦功能還不如現在大家身上的手機。

晶圓代工示意圖。圖/報系資料照
晶圓代工示意圖。圖/報系資料照

回過頭說Shockley的輩分,他跟我母親同年代,我也是他在史丹佛的學生,Shockley講課不錯,但是最令人難忘的是他Shockley的傲慢,當時有許多學生包含我都不敢問他問題,因為看到其他人問他簡單的問題,他第一件事情不是回答對方,而是奚落那個學生、看不起、說問題可笑。

時間來到1952年,ATT主動授權電晶體技術給數家公司之後,數十家公司IBM、TI、GE、RCA都開始生產,電腦也與半導體開始平行發展,電腦也是最需要半導體的。1955年我取得MIT Master學位後加入半導體產業,1955年之後也讓半導體歷史開始和我個人自傳緊密關聯起來。

回憶1958年,我那年剛去德儀上班,我的一個新同事Jack Kilby大我八歲,但我們都被視為同代人,老闆要他去做積體電路,Jack Kilby是一個雖然沒有博士學位,講理論物理他不太懂,但相當有創意,他堅持自己是工程師,當時美國大眾不清楚工程師和科學家差異,有人若說他是科學家,他馬上就會澄清。他的個性相當鮮明,也是他讓我親眼見證積體電路的發明。同年我也剛剛認識在Fairchild(快捷半導體)上班的Robert Noyce。

那年一起喝酒的年輕人 都成半導體巨人 

1958年12月時,我們一起參加在華盛頓每年召開的一個IEDM會議,當時半導體領域還小,當時僅有數十人的半導體技術會議。當時Noyce、還有在Fairchild上班的Gordon Moore(後來的英特爾創辦人之一)都參加會議,我那時剛加入德儀,我們一起在會裡頭,那時會議相當溫馨,相當gentlemanly(彬彬有禮),並不像現在殺氣騰騰。

當時開完會後我跟Noyce、Moore晚上出去喝啤酒,還記得我那時只有27歲、Noyce31歲、Moore29歲,都是年輕人,我們都非常興奮,我們認為自己真是天之驕子,很幸運加入前途無量的半導體領域。喝完啤酒吃完飯後,從餐廳在雪花飄搖中,唱歌回旅館。

Kilby與Noyce兩人幾乎同時發明積體電路,事實上Kilby早一點,大概差一兩個月,不過老實說雖然Kilby早一點,但Noyce則是專利結構較先,假如沒有Noyce,製程技術是做不出來的,所以後來雙方經過一點爭執、還上法庭等,兩方所代表的TI和Fairchild最後拍板,積體電路是由二人共同發明。所以後來Kilby在2000年領取諾貝爾獎時,曾特別提到Noyce的貢獻,那時Noyce已經過世。

Noyce雖然在1990年63歲就過世,但他也活出一個充實人生,女朋友一大堆,自己開飛機、潛水游泳,從事很多運動。

下一個大事我認為是1965年的Moore's law(摩爾定律),Moore在Fairchild時預測電晶體密度每1.5年到2年會加倍,這個預測後來被稱為摩爾定律,一直到最近還相當有效(該定律後來變成半導體產業十分重量級的鐵律),它雖然只是一個預測,幾十年來等於像棍子似的,逼得每個半導體公司每1.5年到2年要做到電晶體密度加倍,後來半導體界變得不再紳士,變得殺氣騰騰,大家都在想,假如不趕上會被競爭對手超越,大家就拚命做,Moore's law的重要就是這一點。

事實上假如MOS(半導體場效電晶體)不發明的話,Moore's law是不會準的。

差不多十年前IEDM會議要我演講時 (50年前我唱歌一路回旅館的那個會議),他們要我談半導體最大的變革時,我當時就把積體電路(Integrated Circuit)放在裡頭、也把Moore's law放在裡頭、原因就是我剛剛講的它產生一種技術前進的壓力,我也把MOS放在裡頭,假如沒有MOS,Moore's law是不會準的。我也把1987年foundry(晶圓代工、那年張忠謀創立嶄新商業模式的台積電,也擾亂產業秩序)列為半導體歷史來重要的變革之一。

英特爾跨足晶圓代工 張忠謀:相當諷刺

英特爾計劃進軍晶圓代工事業。歐新社
英特爾計劃進軍晶圓代工事業。歐新社

1980年半導體的發展與PC同步,當時IBM公司帶動個人電腦(PC)的逐步普及,相較之前蘋果電腦等公司推出的產品被大家說是玩具,IBM讓PC不只是玩具,更進入辦公室、甚至在1990年代成為家用產品。

這段年代是Andy Grove(英特爾創辦人之一)的年代,也是英特爾最好最偉大的CEO,也有點時勢造英雄以及英雄造時勢,因PC處理器的獨家製造帶動英特爾。英特爾也在1980年成為半導體業霸主數十年,直到1987年在台灣創立台積開始從事晶圓製造模式,這是破壞創新、新的商業模式也攪亂半導體業秩序,最近2020年台積成為全球最高市值半導體公司。

直至以前的霸主英特爾今年宣布跨足晶圓製造服務,這點我看來相當的諷刺,因為一開始英特爾看不起製造,認為做不大。

我早在1985年台積電在募資籌創期,我曾找Gordon Moore、英特爾投資,但對方拒絕、一方面是時機景氣不好,一方面對方也是有點看不起製造,而直到台積成立後,Andy Grove、Gordon Moore等人才說要幫一點忙,的確也幫了我們,但他們從沒想到有朝一日他們也要做晶圓製

造。

台積電創辦人張忠謀出席2021「大師智庫論壇」,以珍惜台灣半導體晶圓製造的優勢為...
台積電創辦人張忠謀出席2021「大師智庫論壇」,以珍惜台灣半導體晶圓製造的優勢為主題演講。記者林澔一/攝影

接下來談,半導體的重要國防、工業乃至消費手機、GPS都無處不在,新冠病毒疫情也加速數位轉型。過去我在TI的年代GPS還是國防飛彈專用,現在是每台車都有。

半導體的分工,當時還沒有IC設計工具分工,而是IC設計公司自家,IC設計技術高但資本不密集,製程研發與製造則是資本技術都密集、附加價值高,封裝測試都沒晶圓研發製造高、技術密集也不如IC設計,總之過去每個公司都自己做。直到60年代分工從封裝測試開始、都從工資較低的地方開始,那個年代日本工資僅美國5%,TI也建議我們都要到台灣來,TI的CEO還說去日本,說日本便宜,和台灣僅美國1%差異不到,但我跟他說日本工資很快會漲上來,台灣沒那麼快,總之後來先到台灣來了。

總之因為技術不難,1960年代越來越多封裝測試公司出現,直到1985年我在紐約GE工作當時,當時出現500萬美元就能投資設立IC公司,後續也因此讓我想出會有專業晶圓製造的需求,也催生台積電。

台灣半導體製程研發與製造是半導體心臟一部分,心臟一部分是IC設計,半導體公司是朋友,是台積的客戶,也是台積創新商業模式的最大意義。

台灣在晶圓製造有三優勢

接下來談台灣在晶圓製造的優勢,包含大量優秀敬業工程師、技工以及作業員,都很重要,且願意投入製造業,美國至少工程師、任何人敬業程度不如台灣。在美國製造業幾十年前就不紅了,他們做創投、行銷,金融業或其他,都比在製造業吃香,台灣的優勢是很多優秀敬業的人願意投入製造業。

台積電。圖/聯合報系資料照片
台積電。圖/聯合報系資料照片

第二則是經理人員都是台灣人,雖然在台灣一流,在國外則未必一流,相反也是如此,我以前在美國做到美國大公司CEO,在台灣管一個小的事情,都管得頭昏腦脹、習慣和語言都是。我中文荒疏36年到54歲才又開始說。

第三、交通便利,台灣高鐵與高速公路形成一日生活圈,台積在新竹、台南與台中成千工程師的調動都不必搬家,台南到新竹時間較長,可是台中台南、新竹與台中可以說一日生活圈,我們也有宿舍,家不必搬,這點在亞利桑那該如何做到?

而台灣以晶圓廠為中心也帶動半導體產業鏈,上游設計公司如聯發科(2454)等,中游台灣設備廠、矽晶圓廠、氣體供應商乃至全球重要的半導體設備廠ASML、應材、LAM Research等,在台灣設有服務據點或研發實驗室、培訓中心,下游則有組裝與測試如日月光(3711)等,形成相當完整產業鏈。

圖為李國鼎(左起)、張忠謀昔日檔案照。張忠謀曾說,他最感謝的人是李國鼎,他看得很...
圖為李國鼎(左起)、張忠謀昔日檔案照。張忠謀曾說,他最感謝的人是李國鼎,他看得很遠。 報系資料照

專業晶圓製造的創始,是1985年的事、人、地風雲際會,工研院的VLSI計畫當時做了十年已到山窮水盡,做點小生意也被說是與民爭利,後來李國鼎先生要找出路,我趁機而入,也不是搭便車,晶圓製造的商業模式也是世界第一個,雖然是說好處沒競爭者,但壞處,(當時)是沒客戶。

台積電的成功,是台灣在晶圓製造的優勢,還有專業經理人的領導,要成為世界企業,專業經理人是比較好的模式,長期堅持研發投資,也是12萬名台積(之前與現在)所有員工的努力。

30多年下來,政府與社會的支持也是台積電成功的要素,這也是我今天演講的呼籲,也希望社會繼續支持,也要呼籲台積電珍惜在台灣的好。

就台積電今日地位而言,台積電已居半導體製造技術領袖,去年半導體市場當中邏輯IC規模3,590億美元,其中約四分之一台積電製造,意味在已開發世界約25億人口,幾乎約每個人日常生活或工作上都會用到台積電製造的半導體產品。

我自己爆料我自己帶助聽器,最近我才發現助聽器的積體電路也是台積電製造,這是每3年助聽器廠商都有新產品,希望我使用,其中之一說積體電路更新功能會更好,我也因此聽他的話換了三、四個產品。不過目前感覺上積體電路更新更進步,對助聽器功能也沒什麼太大幫助,有點像美國以前汽車每年都會有新款。

三星電子。美聯社
三星電子。美聯社

三星電子是台積電強勁競爭對手

接下來看看競爭,首先比較美國半導體製造,美國和台灣相比擁有土地與水電條件優勢,但是台灣的優勢,美國是弱勢,美國人才、台灣外派人員當地經營乃至大規模調動的單位成本,都顯著高於台灣;美國的胡蘿蔔跟棍子、短期美國聯邦與州政府的幾年補貼,仍不能彌補長期競爭劣勢。

至於大陸、南韓的半導體競爭,大陸20年數百億美元補貼之後,半導體製造仍落後台積電五年以上,邏輯半導體設計落後美國與台灣一至二年。大陸現在還不是對手,尤其在晶圓製造方面。

南韓的競爭,三星電子是台積電的強勁競爭對手。因為在晶圓製造南韓和台灣擁有相似優勢,人才也好,調度人力也方便,經理人都是南韓一流,這在國外未必。

現在,有人說尋找台灣的下一個護國神山。假使「護國神山」的定義是對全世界重要,台灣又有高市場占有率的行業,那應該有三大要素,包含要找一個台灣有潛在優勢、又對全世界重要的行業,以及第二創新產品或商業模式,第三則是多年經營及努力。

我找到了一個晶圓製造的新模式,對這個問題,我的答案是難,目前我也只看到半導體製造,因此也再次呼籲各界珍惜。

半導體晶圓製造是一個攸關民生、經濟、國防的重要產業,也是第一個台灣在世界競爭裡得到相當優勢的行業,這優勢得來不易,守住亦不易,期望政府、社會、台積電本身都要努力守住,這是我今天的呼籲,謝謝大家。

台積電創辦人張忠謀出席2021「大師智庫論壇」,會場座無虛席。記者林澔一/攝影
台積電創辦人張忠謀出席2021「大師智庫論壇」,會場座無虛席。記者林澔一/攝影

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