未來變數看大陸市場！張忠謀：1985年之後半導體業再無重大創新

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從晶體管誕生70年（集成電路誕生60年）以來，全球半導體產業以及主要廠商都經歷了更迭起落。張忠謀回顧了這70年來全球半導體產業的十個重要創新，並指出現在與未來的創新成本與過去增加了很多，但該產業仍有創新空間，並會持續有廠商崛起與沒落。

文｜樂川

校對｜叨叨

圖源｜SEMI

集微網消息，從1948年第一顆晶體管由貝爾實驗室的 William Shockley , Walter Bardeen 和 John Brattain發明至今，可以說全球晶元產業迄今已有70年歷史。而今年適逢集成電路發明60周年，張忠謀近日在SEMICON Taiwan 2018的「IC60 大師論壇」上回顧了他與集成電路發明人Kilby的一段往事。

60年前，27歲的他與集成電路發明人Jack St. Clair Kilby還是德州儀器(TI)的同事，1958年5月到9月期間，Kilby常常拿一杯咖啡到他辦公室，通常是晚上5點半到6點的時候。當時Kilby說自己在做「integrated circuit」，1958年9月12日，Kilby展示了第一個集成電路。

從晶體管誕生70年以來，全球半導體產業以及主要廠商都經歷了更迭起落。張忠謀回顧了這70年來全球半導體產業的十個重要創新：晶體管、Si晶體管、集成電路、摩爾定律、MOSFET/Si Gate/CMOS等MOS管技術、DRAM/快閃記憶體等存儲技術、外包封裝測試、微處理器、VLSI超大規模集成電路系統設計及IP和EDA設計工具興起、晶圓代工模式興起。

其中，1985年前後張忠謀就開始為專業晶圓代工業務模式開始奔走，當時正趕上許多就職於半導體大公司的設計工程師陸續出走創業，考慮到成本問題，他們通常不會再造一個晶圓廠。所以，找一家靠譜的晶圓製造廠合作成了他們的首選，這正好與台積電的商業模式對上。晶圓代工模式不僅帶動了IC設計業者的興起，也引導產業走向設計、製造、封測的專業分工模式。20多年來台積電成為該領域的絕對霸主，張忠謀也被譽為台灣的「半導體教父」、「晶元大王」。

Kilby發明的全球首款集成電路原型

「1948年貝爾實驗室發表晶體管，讓許多半導體公司受惠，早年成功的公司有德州儀器（TI）和仙童半導體(Fairchild)；TI 1954年發明硅晶體管，僅有TI得利；第三個創新為TI的Kilby在1958年發明集成電路，得利者為TI與Fairchild。第四個創新是摩爾定律，其最大意義是成為全世界半導體公司的監督者；而第五個創新是MOS管技術，此技術的出現讓摩爾定律得以延續。」張忠謀解釋說，「第六個創新為存儲器。MOS管技術和存儲器的創新讓日本公司、英特爾和三星得利，但TI則因忽視了該技術而沒落；第七個創新為外包封測試業務；第八個創新是英特爾於1970年發明微處理器，讓英特爾脫穎而出；第九個創新則為超大型集成電路(VLSI)系統設計與IP及設計工具，讓設計和製造製程得以分開，並由IC設計廠得利；而第十個創新就是我在1985年提出的晶圓代工營運模式，台積電為得利者，客戶端IC設計公司則是更大的得利者，甚至整個社會都因此得利。」

從以上十大創新不難發現，這些創新技術活商業模式均發生在1985年以前。當運行近50年的摩爾定律即將逼近物理極限，終端市場對於晶元尺寸、效能及功能的要求卻越趨嚴苛，產品生命周期節節縮短及少量多樣且高度定製化的生產趨勢，產業也將需要更多創新技術。

半導體產業未來變數

看大陸和這些新興技術？

張忠謀認為，在1985年之後，暫時沒有看到能夠與上述10個創新相提並論的，半導體業雖未再產生重要成果，但未來10到20年，半導體產業成長幅度會比全球GDP成長率高出200到300基點，整體半導體行業產值年增長率將達到5%~6%。

他指出，變數及變革主要來自幾個方面。首先以中國大陸政府主導的補貼商業模式是否具有可持續性？阿布扎比也是這種模式。他舉例說，阿拉伯聯合大公國中的阿布扎比，同樣成立了ATIC創投公司專門併購海外優質半導體公司，包括買下AMD虧損的晶圓代工業務改名格芯，收購新加坡特許半導體與IBM半導體業務部門並於2010年合併，2014年宣布在紐約投資100億美元建晶圓廠等。但就以上幾個項目目前的狀況，似乎都不能稱之為成功的。

對於大陸，張忠謀質疑，技術不是大量投資就可以獲得的。他表示，雖然大陸實施了一期大基金，二期大基金也即將推出，但目前中國半導體投資基金略顯凌亂，很多基金沒有落到實處，除了大基金和部分地方投資外，很多投資都嚴重縮水。作為大陸晶圓代工領頭羊的中芯國際，與業內先進者仍有不小差距。

「真正的技術不見得是大量投資就可以獲得的。」他表示。在面對各國政府大量投資並進行補貼的情形下，他對這些政策打上了一個大大的問號，「大陸，阿布扎比這兩個地區的半導體廠商，到底誰能獲利都還是未知數。」

不過變數也可能是另一個方向的，大陸半導體產業的崛起顯然已不可阻擋。他指出，未來2.5D/3D封裝、極紫外光EUV技術、人工智慧、機器學習晶元(GPU、TPU)、晶元架構、C-tube和石墨烯等新技術的發展，不斷演進未來可能出現的創新項目。

「雖然各項技術仍會面臨盛衰，但未來創新的空間還是很大。」他強調。「現在與未來的創新成本與過去增加了很多，半導體產業料將出現更多的整並。但該產業仍有創新空間，並會持續有廠商崛起與沒落。」

毫無疑問，集成電路的發明讓科技有了進步的動能，更改變了文明的走向。通過智能化及數字化，半導體成長得以延續，但要使半導體產業持續保有改寫歷史的動能，更需要更多年輕一代人才的投入，傳承過去這60年來永不設限的精神，無論他們是來自台灣，大陸，或是全球半導體產業。

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