​台湾芯片产业崛起的幕后英雄

半导体商城 2020-08-28

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中国台湾的集成电路从20 世纪70 年代的封装环节起步,发展于20 世纪80 年代末的晶圆代工厂,逐渐成为全球集成电路产业的重要力量。中国台湾的集成电路发展,与其20 世纪70 年代开始的非营利性质的工业研究院铺垫密切相关。

在此之前的1966 年,中国台湾在高雄市前镇区设立了高雄出口加工区,这是当时中国台湾的第一个出口加工区,美国通用仪器在此设厂装配电晶体,成为发展的起点。此后,鉴于当时中国台湾低廉的人工成本(不及当时先进国家的10%),美国的德州仪器和艾德蒙、荷兰的飞利浦、日本的日立和三菱均在中国台湾设立了工厂,由此拉开了技术转移带动电子产业代工的序幕。

在1969年参观韩国科学技术研究院后,中国台湾从韩国聘请美国韩裔研究人员回国创业的经验中获得启发,于1973年将当时几家石化类研究所整合成为「中国台湾工业技术研究院」(简称「工研院」)。20世纪70年代,工研院看到当时中国台湾并无电子产业的研究基础,便于1974年成立了电子工业研究中心,并在1975年推出了「集成电路示范工厂设置计划」(「集成电路」即为通常所称的集成电路)。

在计划实施过程中,在曾任美国无线电公司微波研究室主任潘文渊的推动下,工研院从美国无线电公司(RCA)购买了专利技术后,同时向美国IMR公司购买光罩制版,建设生产线,并改造升级再转让技术,以推动产业进步 。

期间,工研院还组织40 多名留学人员到RCA 公司培训,后来的联发科董事长和联发科创始人蔡明介、前世界先进董事长章青驹、创惟科技董事长王国肇、华邦电子创办人杨丁元,都在其中。1977 年10 月29 日,工研院的3 英寸晶圆中试生产线落成,采用7 微米CMOS 制造工艺。

· 李国鼎预见先机: 中国台湾必须发展电子资讯


在中国台湾的集成电路发展中,被誉为经济奇迹的重要推手李国鼎,是业界公认的标志性人物。李国鼎1910 年出生于南京,1926 年进入东南大学学习物理学,后赴英国剑桥大学留学,1937 年抗日战争全面爆发后辍学回国。20 世纪60 年代至70 年代,李国鼎当经济部长,草拟过投资奖励条例,推动过出口加工区,并力推建立新竹开发区。

经过20世纪50年代至70年代的进口替代、出口替代后,中国台湾的小商品、小家电等劳动密集型产业有了很大的发展,钢铁、造船、石油化工等重化工业也已经有了很大的起色。然而,随着土地和劳动力价格的快速上涨,不少人意识到低工资、低成本的模式无法延续,需要产业转型 。

「应集中力量发展微型电脑及其周边设备和中文电脑软体」,这是李国鼎当时的判断。1976 年开始,李国鼎支援多所大学研制半导体各阶段的技术。1978 年,李国鼎赴美招揽外籍专家学者作顾问,同时开始制定政策吸引人才回到中国台湾。1979 年,李国鼎推动成立财团法人资讯工业策进会,随后实施了资讯科技人才推广教育计划,以普及先进的资讯科技知识和软体研发。

李国鼎等人考察美国后,认为资讯将成为未来社会发展的重要资源,中国台湾适合电子资讯产业的发展 。「从工业产品的特点来看,将来发展的趋势可以大体上描述如下:原料工业趋向于能源密集型;系统设备和部件工业趋向于技术密集型;最终产品工业趋向于脑力密集型。

由于中国台湾缺乏原料和能源,所以必须利用它的脑力资源来发展非能源密集型工业。微电子技术及其相关工业的发展就属于这一类 。」这是李国鼎的看法。由此,中国台湾的集成电路产业起步。

· 竹科的诞生让中国台湾转型以「科技导向」发展布局


与李国鼎一起推动的,还有孙运璇。孙运璇曾于1973 年推动工研院的成立,后来又推动了美国无线电公司向中国台湾的集成电路技术转移,与李国鼎共同促进了新竹科学工业园区区的成立。

新竹科学工业园区于1976年便开始筹建,1980年底正式成立,主要位于新竹市东区与新竹县宝山乡,与中部科学工业园区、南部科学工业园区构成中国台湾的「西部科技走廊」。在筹建期内,全球范围的金融危机、粮食危机与石油危机使中国台湾的出口导向型经济体经济大受冲击,转型升级迫在眉睫 。

在调整过程中,中国台湾遵循「二高二低二大」(技术密集度高、附加价值高,能源密集度低、污染低,关联度大、市场潜力大)的原则,选择机械工业和资讯产业作为重点工业,并将科技园区作为落实重点工业的发展措施之一 ,而新竹科学工业园区区则成为从「出口导向」向「科技导向」转型的节点加以布局。

· 民营企业进军、海归派创业,竹科成中国台湾技术重镇


初期,中国台湾投入大量资源开展园区的基础设施建设,并设立了《科技园区设置条例》《科学工业园区区外汇管理办法》《科学工业园区区贸易管理办法》等配套的政策,建立了专业的园区管理机构,引进海归人才创业。

1979 年,工研院电子中心升级成为电子工业研究所,开始了筹建商业公司的步伐。不过,在筹建联华电子公司的过程中,其所邀请的声宝、大同、东元、裕隆等民营企业并不积极。1980 年,联华电子成立后,进驻新成立的新竹科学园区,从美国引进4 英寸晶圆生产线,此后几年内联华电子的专案进展顺利,而工研院也将新开发的3.5 微米CMOS制造工艺转让给联华电子。

在联华电子的带动下,一批民营企业进军电子产业,同时也有一批海外留学人员回归创业──例如曾在仙童半导体工作过的陈正宇,在将16 KB/64 KBSRAM 技术转让给韩国现代电子后,回到中国台湾创办了茂硅电子。

同时,在日本超大型集成电路计划的成功经验启示下,中国台湾于1983 年启动了「电子工业研究发展第三期计划」,计划目标是1988 年前将工艺提升至1.25 微米。在计划实施过程中,工研院借鉴三星在硅谷设立合资企业的做法,于1984 年并购了硅谷的亚瑞科技。

新竹园区起步后,李国鼎多次前往硅谷招揽人才,仅1983 年5 月就在硅谷约见了约2000 多名华裔科学家与工程师,邀请他们到中国台湾发展。同时,他还推动了《创业投资事业管理规则》和《创业投资事业推动方案》,以促进创业投资的发展。1985 年,时任工业研究院院长徐贤修找到张忠谋后,张忠谋答应了邀请,出任工研院院长。

· 竹科「晶圆代工」模式启动,产业影响力大增


张忠谋出任工研院院长后,针对当时中国台湾缺少晶圆工厂的困境,推动了晶圆代工厂的发展。从1987 年全球首家专业晶圆代工厂台积电发展开始,一批中小企业走上了专业代工的道路。1995 年,垂直一体化制造商(IDM)联电公司也进行转型,进军专业的晶圆代工,以晶圆代工为支柱的垂直分工产业链不断发展。

在中国台湾集成电路企业展露锋芒的进程中,新竹科学工业园区(简称新竹园区)逐步形成了覆盖芯片设计、光罩制板、芯片制作、封装、测试等环节在内的产业集群,例如在设计环节衍生了茂矽、矽统、威盛等企业。

在张忠谋出任工研院院长的同时,新竹科学工业园区的基建工程基本完成,但是新竹科学工业园区仍然是以大学科技园为主,品牌影响力有限,企业入驻数量增长缓慢。

在接下来的5年,园区实施「科技生根、市场拓展」战略,在全面规划的同时与矽谷形成了良好的互动,并从美国大规模地引进人才、技术和专案,企业数量快速增长 。此后,集成电路的垂直分工在中国台湾发端,园区创新创业的环境得到了极大改善,民间投资大批渗入,园区影响力日渐增加,各种跨国联盟已从「引进来」到逐步「走出去」。

可以说,新竹科学工业园区是中国台湾以关键元件或模组、周边设备等为切入点,向垂直分工转型,再向自主创新和自有品牌建设的转型缩影 。新竹科学工业园区的晶圆代工厂模式发展后,中国台湾于1990年启动了「次微米制程技术发展五年计划」,以发展8英寸晶圆、0.5微米工艺技术,计划发展过程中一批留学人员归来,为技术发展贡献了力量。

· 产业易受大环境变动影响,鼓励台厂自主研发核心技术


1994 年,为落实次微米计划的研发成果,由台积电占30 %股份,华新丽华、硅统、远东纺织等13 家公司参股的世界先进集成电路股份有限公司在新竹园区组建,并建设了中国台湾第一座8 英寸晶圆厂。世界先进集成电路公司的主要产品为动态储存装置芯片,但是在激烈的竞争面前多年亏损,被迫退出产业竞争,最后在台积电主导下转型成为晶圆代工厂。

同样在1994 年,精英(力捷)电脑的董事长黄崇仁在获得日本三菱电机的技术授权后,在新竹园区成立了力晶半导体。不过,力晶技术储备有限,再加上资金链未能跟上,出现了严重亏损。后来,世界先进向力晶注资,成为力晶的最大股东,而力晶也自此向晶圆代工转型。

21 世纪以来,园区的土地、水电、劳动力成本、环保、效能等各方面已经承受了巨大的压力,因而新竹园区开始了从制造为主向研发创新主导的转型,但是并未达到理想的效果。在2008 年全球金融危机中,记忆体价格暴跌,新竹园区的力晶、茂德等出现了巨额亏损。

回顾新竹园区乃至整个中国台湾的动态随机记忆体业务发展历程,可以发现没有核心技术研发能力、依赖欧美日的技术授权,使其失去了发展的根本驱动力 。这种技术局限,不仅表现在产品设计上,也表现在其生产线所需的设计研发上,因而一旦遭遇订单萎缩或是价格下跌,这些通过技术授权和设备引进扩充产能的「快进快出」企业便立刻陷入了困境。


来源:半导体行业观察,谢谢!


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