臺(tái)灣集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展史 一場始于豆?jié){店的產(chǎn)業(yè)革命

工研院產(chǎn)業(yè)趨勢與經(jīng)濟(jì)研究中心（IEK）統(tǒng)計(jì)，2017年中國***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值達(dá)新臺(tái)幣2.46兆，全球排名第三，在專業(yè)晶圓代工制造領(lǐng)域更長期獨(dú)占鰲頭。這些傲人的成果，始于40多年前，由政府與工研院共同推動(dòng)的「集成電路計(jì)劃」，不僅將集成電路技術(shù)引進(jìn)中國***，也翻轉(zhuǎn)了中國***的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。

▲工研院超大型集成電路（VLSI）廠房，于1987年公開招標(biāo)租予臺(tái)積電，是臺(tái)積電發(fā)展最初的起點(diǎn)。

2018年是集成電路（Integrated Circuit；IC）發(fā)明60周年，走過一甲子，IC驅(qū)動(dòng)了世界快速演進(jìn)，包括電腦、通訊、家電、汽車等3C產(chǎn)品都少不了它。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)不斷制造出更強(qiáng)、更快、更小的晶片，它實(shí)現(xiàn)了無處不在的運(yùn)算，在可預(yù)見的未來，汽車自動(dòng)駕駛不再只是科幻想像，而智慧家庭、智慧廠辦、智慧交通、智慧城市的夢想實(shí)現(xiàn)不再遙不可及。

集成電路產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)科技不斷創(chuàng)新，中國***身為半導(dǎo)體設(shè)計(jì)與制造的重鎮(zhèn)，不僅上、中、下游產(chǎn)業(yè)鏈整合完整，更首創(chuàng)專業(yè)分工模式，打造出晶圓、IC封測代工業(yè)，以打群架、技術(shù)領(lǐng)先的模式，帶動(dòng)全世界集成電路產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。

一場始于豆?jié){店的產(chǎn)業(yè)革命

而如此輝煌的成績，則要從44年前一場豆?jié){店的早餐會(huì)報(bào)開始說起。

時(shí)光回到1974年，當(dāng)時(shí)中國***以勞力密集的輕工業(yè)、加工出口業(yè)為主，面臨產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成熟，且第三世界國家崛起，擁有大量低廉勞力，中國***面臨尋找下一世代接棒產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)。

2月，在臺(tái)北市南陽街小欣欣豆?jié){店中，聚集了當(dāng)時(shí)中國***政治財(cái)經(jīng)界重量級(jí)人物，包括行政院長費(fèi)驊、經(jīng)濟(jì)部長孫運(yùn)璿、電信總局局長方賢齊、交通部長高玉樹、工研院院長王兆振、電信研究所所長康寶煌，以及力主中國***發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的美國無線電公司（Radio Corporation of America；RCA）研究室主任潘文淵。

他們一邊吃早餐一邊進(jìn)行早餐會(huì)報(bào)，在討論之中決定以集成電路技術(shù)作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)圖，勾勒出中國***未來轉(zhuǎn)型高科技產(chǎn)業(yè)的愿景，并決定以最有效率的方式自美國尋求合作伙伴，引進(jìn)集成電路研發(fā)、制造、封測等技術(shù)，以爭取時(shí)效。

政府主導(dǎo) 自美國引進(jìn)集成電路技術(shù)

1974年7月，潘文淵專程回臺(tái)，在圓山飯店閉關(guān)一周撰寫「集成電路計(jì)劃草案」，寫完后于第一時(shí)間送達(dá)經(jīng)濟(jì)部，孫運(yùn)璿隨即召開專案會(huì)議，并在8月17日正式核定該計(jì)劃。

隨后潘文淵在美國召集海外學(xué)人組成電子技術(shù)顧問委員會(huì)（Technical Advisory Committee；TAC），并遴選RCA公司作為技術(shù)轉(zhuǎn)移的合作伙伴，選定引進(jìn)集成電路中的「互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體」（Complementary Metal -Oxide-Semiconductor；CMOS）技術(shù)，同時(shí)在工研院成立電子工業(yè)研究發(fā)展中心（后擴(kuò)大為電子工業(yè)研究所），作為發(fā)展「集成電路計(jì)劃」的執(zhí)行單位。

工研院看好當(dāng)時(shí)民生消費(fèi)及通訊等產(chǎn)品在未來的發(fā)展趨勢，選定以電子表作為驗(yàn)證技術(shù)成果的載具，「但我們所有投入的專家、學(xué)者、人才、主政者都不只是將這個(gè)計(jì)劃當(dāng)作科專計(jì)劃，做出電子表就結(jié)案，而是一開始就規(guī)劃完完整整地將集成電路技術(shù)引進(jìn)，讓中國***日后能擁有自主研發(fā)與生產(chǎn)的能力！」當(dāng)時(shí)擔(dān)任計(jì)劃主持人、工研院電子工業(yè)研究發(fā)展中心主任的胡定華，一語道出所有加入計(jì)劃的參與者，積極投入擘劃未來遠(yuǎn)景的雄心壯志，希望打造以集成電路為基礎(chǔ)的資訊電子產(chǎn)業(yè)，燃亮中國***產(chǎn)業(yè)的革命之火。

RCA技轉(zhuǎn)計(jì)劃 培訓(xùn)中國***半導(dǎo)體人才

計(jì)劃擬定后，團(tuán)隊(duì)即刻開始招兵買馬，當(dāng)時(shí)在美國普林斯頓大學(xué)攻讀博士畢業(yè)的史欽泰、楊丁元、章青駒等人，放棄在美國工作的機(jī)會(huì)，回國加入工研院，投身集成電路計(jì)劃的引進(jìn)，并分成設(shè)計(jì)、制造、測試、設(shè)備4組，由他們擔(dān)任赴美國RCA公司取經(jīng)團(tuán)的領(lǐng)隊(duì)。

1976年4月，經(jīng)過招募培訓(xùn)的19人團(tuán)隊(duì)，懷著興奮、緊張，以及期待的心情，出發(fā)前往美國。當(dāng)年那群30歲上下的年輕小伙子，不負(fù)所望地將集成電路技術(shù)成功帶回中國***，如今，他們皆成為中國***電子科技業(yè)中重量級(jí)人物，各自擁有一片天，持續(xù)為中國***經(jīng)濟(jì)打拼。

現(xiàn)任臺(tái)積電副董事長的曾繁城，為當(dāng)初第一批赴美的19人團(tuán)隊(duì)之一，他回憶道，「當(dāng)時(shí)我們很都年輕，懷抱著無比的熱情，想要把中國***的集成電路技術(shù)做起來?！故窔J泰亦相當(dāng)肯定RCA技轉(zhuǎn)計(jì)劃的成果，他表示，「RCA技轉(zhuǎn)計(jì)劃為中國***建立自行研發(fā)技術(shù)的信心?！褂袆e于過往中國***產(chǎn)業(yè)以制造加工業(yè)為主，RCA計(jì)劃的成功，讓社會(huì)及國人發(fā)現(xiàn)，中國***有能力自行研發(fā)技術(shù)，進(jìn)而堅(jiān)定轉(zhuǎn)往高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。

催生聯(lián)電與臺(tái)積電 晶圓代工獨(dú)步全球

1977年10月，工研院打造的全中國***首座集成電路示范工廠正式落成啟用，當(dāng)初赴美受訓(xùn)的人才返國投入生產(chǎn)研發(fā)。示范工廠采用7.5微米制程，產(chǎn)品良率在營運(yùn)的第6個(gè)月已經(jīng)高達(dá)7成，遠(yuǎn)高于技術(shù)轉(zhuǎn)移母廠RCA公司的5成，技術(shù)成效超乎預(yù)期，甚至讓中國***躍升成為全球第三大電子表輸出國。

由于示范工廠營運(yùn)成效良好，為將技術(shù)落實(shí)產(chǎn)業(yè)化，決定在1980年以衍生公司的方式，設(shè)立中國***第一間半導(dǎo)體制造公司聯(lián)華電子，并移轉(zhuǎn)4吋晶圓技術(shù)以及研發(fā)團(tuán)隊(duì)，轉(zhuǎn)任聯(lián)電研發(fā)制造，其中包括后來擔(dān)任聯(lián)電董事長的曹興誠。

「集成電路計(jì)劃」10年后，美、日、韓均已看出集成電路對(duì)國家發(fā)展的影響重大，無不積極投入，國際間興起技術(shù)保護(hù)主義，讓中國***很難再自海外技轉(zhuǎn)。

1984年工研院接下「超大型集成電路（VLSI）計(jì)劃」，自行投入研發(fā)，隔年即邀來曾任美商德州儀器全球副總裁的張忠謀，擔(dān)任工研院院長。中國***第一座6吋集成電路實(shí)驗(yàn)工廠于1986年正式完工，為發(fā)揮實(shí)驗(yàn)工廠的經(jīng)濟(jì)效益，在張忠謀的建議與當(dāng)時(shí)政務(wù)委員李國鼎的支持下，1987年衍生成立中國***集成電路制造公司，將VLSI計(jì)劃的設(shè)備與人才移轉(zhuǎn)給臺(tái)積電，并首創(chuàng)專業(yè)晶圓代工模式，充分發(fā)揮中國***在制造方面的優(yōu)勢。

臺(tái)積電很快發(fā)展成為全球舉足輕重的晶圓代工廠，并大幅改變產(chǎn)業(yè)生態(tài)，逐步走向垂直分工模式。有別于早期半導(dǎo)體公司以IDM廠居多，自行包辦從IC設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造的所有程序，晶圓代工模式成功后，設(shè)計(jì)公司只要專注做好產(chǎn)品設(shè)計(jì)，再委托代工量產(chǎn)即可，不必投資設(shè)立花費(fèi)甚巨的晶圓廠。

1990年代開始，中國***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完備，在各領(lǐng)域的代表性公司除臺(tái)積電、聯(lián)電之外，還包括日月光控股（合并矽品）、聯(lián)發(fā)科、群聯(lián)、穩(wěn)懋、旺宏、華亞科、南亞科等，攜手為中國***締造出傲人的兆元產(chǎn)值。

此外，隨著個(gè)人電腦快速成長，負(fù)責(zé)資料處理及運(yùn)算的「動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體」（DRAM）需求大增，政府因此在1990年委托工研院執(zhí)行「次微米計(jì)劃」，延攬當(dāng)時(shí)在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室任職的盧志遠(yuǎn)，擔(dān)任計(jì)劃主持人，負(fù)責(zé)研發(fā)DRAM制造技術(shù)，以4年半的時(shí)間發(fā)展出8吋晶圓0.5微米的制程技術(shù)，讓中國***躋身世界半導(dǎo)體技術(shù)的領(lǐng)先群。

垂直分工特色 展望下一波發(fā)展

中國***發(fā)展集成電路技術(shù)以來，垂直分工與產(chǎn)業(yè)群聚的特色，使得中國***擁有彈性高、速度快、客制化服務(wù)、低成本的特色，且以晶圓代工為主的模式與全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，這也是中國***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)獨(dú)有的競爭優(yōu)勢。 2017年中國***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)值結(jié)構(gòu)中，晶圓代工占49%、IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)占25.1%、IC封裝測試產(chǎn)業(yè)占19.4%、記憶體產(chǎn)業(yè)占6.5%，總產(chǎn)值達(dá)810億美元，僅次于美國、韓國，全球排名第三。其中中國***又以晶圓代工領(lǐng)域的市占率最高，全球排名第一，占7成以上，產(chǎn)值達(dá)397億美元，成就傲人。

目前半導(dǎo)體制程已進(jìn)入5奈米的競賽，除了持續(xù)追求制程微縮之外，亦同步往高度異質(zhì)整合晶片發(fā)展。新材料的探索也已展開，如量子運(yùn)算所需的超導(dǎo)體、奈米碳材等材料，借此突破現(xiàn)今矽材料的極限。

工研院IEK研究經(jīng)理彭茂榮認(rèn)為，在智慧物聯(lián)網(wǎng)趨勢的帶動(dòng)下，中國***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在以下領(lǐng)域較有發(fā)展機(jī)會(huì)：人工智慧、5G無線通訊、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0╱智慧機(jī)械、車聯(lián)網(wǎng)╱自駕車、擴(kuò)增╱虛擬實(shí)境（AR╱VR）、高效能運(yùn)算晶片（HPC）、軟體及網(wǎng)路服務(wù)。其中，智慧物聯(lián)（AIoT）應(yīng)用多元，制程上不需使用到最尖端前瞻的技術(shù)，可能只要90奈米，甚至微奈米等級(jí)就可以拓展新應(yīng)用，成本與門檻不若其他應(yīng)用高，將刺激中國***小型IC設(shè)計(jì)公司崛起，以創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)取勝，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)多元化發(fā)展，創(chuàng)造新一波榮景。

他表示，中國***半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)猶如國家經(jīng)濟(jì)象征，隨著資訊電腦、智慧手機(jī)與連網(wǎng)裝置市場起飛，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，未來除將持續(xù)耕耘既有3C電子市場之外，在政府「5+2產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新計(jì)劃」，及智慧物聯(lián)的創(chuàng)新應(yīng)用帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)到2025年，中國***半導(dǎo)體產(chǎn)值可達(dá)到4兆元新臺(tái)幣的里程碑。

展望未來，中國***已具備科技矽島的基礎(chǔ)優(yōu)勢，而亞洲是未來全球最重要的市場，中國***地處關(guān)鍵位置，應(yīng)杠桿既有半導(dǎo)體的優(yōu)勢，進(jìn)一步打造滿足以人為本的需求，發(fā)展具有文化底蘊(yùn)的科技應(yīng)用「創(chuàng)新生態(tài)島」，在智慧物聯(lián)的時(shí)代下，科技會(huì)更貼近人們的生活型態(tài)和消費(fèi)者需求，并作為創(chuàng)新的示范場域，達(dá)到讓人才聚集、產(chǎn)業(yè)群聚、資金多元、不斷創(chuàng)新的愿景。

1974年，潘文淵博士在美國積極規(guī)劃集成電路技術(shù)，并召集當(dāng)時(shí)美國IC界有名的華人專家成立「電子技術(shù)咨詢委員會(huì)」，由潘文淵擔(dān)任主任委員，以做為中國***技術(shù)、工業(yè)發(fā)展上的咨詢機(jī)構(gòu)。前排左起凌宏璋、葛文勛、趙曾玨、羅念、胡定華，后排左起厲鼎毅、史欽泰、李天培、楊丁元、潘文淵。

1976年，工研院派員赴美國RCA訓(xùn)練。與RCA公關(guān)主任合影，左起曹興誠、倪其良、曾繁城、戴寶通、劉英達(dá)、陳碧灣、史欽泰。

1978年，工研院第一批商用IC出貨，開啟中國***制造集成電路產(chǎn)品的發(fā)展。此為使用工研院集成電路示范工廠所制造IC的電子表。

1984年，工研院超大型集成電路實(shí)驗(yàn)工廠開工典禮。圖左至右為章青駒、史欽泰、潘文淵、胡定華、曾繁城。