Category Archives: 電的旅程

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜台灣與晶圓代工( 5 )＞……續上

        張忠謀先去一家公司做了一年執行長，但該公司既定的發展方向非他所喜。就在這時，朋友跟他接觸，希望他能去台灣主持工業技術研究院，幫忙提升各種技術轉移到工業界的效益。這份工作的目標引起了他的興趣，決意一試。

        張忠謀到了台灣後，很快就瞭解了工研院的技術水平及本地電子工業的情況，一切並不樂觀。1987年初，時為政務委員的李國鼎約張忠謀詳談，鼓勵他出來創立新的晶片公司，給他四天時間提出具體計畫。張忠謀對全球半導體工業有極深刻的瞭解，對台灣的競爭優弱點也很清楚，可謂知己知彼。

        他知道台灣在晶片設計、專利、市場訊息與銷售等各方面，都居絕對劣勢；生產技術雖已落後，但至少有一個扎實的根基。工研院及本地各所優秀的大學，每年在這方面訓練不少人才，況且台灣早年留學美國學電子工程的研究生很多，在美國各大電子公司中任技術要職者比比皆是。所以台灣在世界半導體技術溝通及人脈上，有很大的無形優勢。所有這些因素如能有效調動，再配合足夠的投資及先進的管理，台灣在晶片製造方面有可勝之機。……(待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜台灣與晶圓代工( 4 )＞……續上

        德儀一直想打進消費電子市場，在1954年先推出了Regency-TR1口袋型收音機，1968年又推出首次應用晶片技術的掌上型計算機，但這些產品在市場上遇到日本公司的劇烈競爭，德儀自身可持續性的競爭優勢不明顯。公司的傳統文化和作風與終端消費電子市場的需求不合，所以這個部門一直是公司的罩門。除非公司本身做出基本的改變，無論任何人在這情況下都難有作為，以張忠謀之能也不例外。幾年後，他雖有成就，但仍遭撤換，調去總部在一個位尊權輕的虛位上供了起來。在德儀經歷了二十五年歲月，他知道應該是離開的時候了。……(待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜台灣與晶圓代工( 3 )＞……續上

        張忠謀在1931年出生於浙江寧波一個中產階級家庭。八年抗戰中一家人在戰亂中漂泊。他在1949年到了美國，考上了哈佛大學，在那裡他受到了一年寶貴的全面教育，後來轉去麻省理工學院，主修機械工程，取得了學士和碩士學位。但考博士生時竟然失利，於是張忠謀決定先出來做幾年事再說。

        1957年他在希凡尼亞公司找到一分薪水不錯的工作，從事電晶體的生產及發展，工餘苦讀蕭克萊的《半導體的電子與電洞》一書，自修了半導體技術。在工作上他很有建樹，顯露了領袖的潛質。可惜希凡尼亞公司缺乏遠見，管理不善，一年後張忠謀決定另謀更有前途的工作。在1958年他加入了德州儀器的半導體部門，終於得到了施展才華的機會，成績斐然，嶄露頭角，被最高管理階層內定為重點培養對象。後來德儀再資助他去史丹福大學進修，以優異的成績取得了電機博士學位。

        回到德儀後，張忠謀更受到重視，幾年間扶搖直上，升到了德儀資深副總裁，負責所有半導體業務。當時德儀是全世界最大的半導體公司，張忠謀做到這個職位極不容易，自有過人之處。在這個職位上，他表現優異。幾年後他在公司內平行轉職，改去管理德儀的終端消費電子產品。……(待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜台灣與晶圓代工( 2 )＞……續上

        在1973年，台灣的傳統工業受到了嚴重的局限，蔣經國尋求發展新的產業。一批有識之士選擇了在台灣發展半導體工業，在當時這是一個大膽的嘗試。孫運璿時為經濟部長，拍板決定政府投資1,400萬美元，引入半導體技術，利用半官方的工業技術研究院（工研院）把引入的技術消化發展，做為技術及人才訓練的跳板，最後目標是把技術轉移到民營的企業去。

        執行團隊以當時剛從RCA半導體部門退休的潘文淵為主，他對各種晶片製造技術前景作了充分的分析，獨具慧眼的引入了CMOS技術，當時CMOS在美國也剛起步不久，所以當台灣完全掌握了CMOS技術時，已進入了晶片生產技術的主流。但是，要從無到有建立起一個完整的新興工業，亟需培養人才，發展市場，更要面對來自美國及日本的劇烈競爭，這是一個極大的挑戰和長期的系統工程。

        1980年代初，台灣成立了幾家半導體公司，充分利用工研院的技術及人才，成功設計並生產了自己的產品，但可惜這些產品在國際上缺乏獨特的競爭力，而早期引進的CMOS技術，這時也已比世界上最先進的技術落後了整整兩代，台灣的半導體工業到底何去何從？……(待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜台灣與晶圓代工( 1 )＞

        隨著晶片設計瓶頸的突破，半導體製造工業的結構也開始發生變化。有些半導體廠除了生產自己設計的晶片外，季節性的波動常會產生過剩的生產容量，於是他們開始適度的開放晶片生產線，為其他公司的設計代工製造，以增加收入。晶片設計及製造，開始有分工的跡象。……(待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜晶片設計電腦化 ( 4 )＞ ……續上

        雖然用電腦設計晶片可大幅減少成本及時間，但要發展一枚嶄新的專門晶片，需要的投資及時間還是相當可觀。應對這個需要，市場上推出了一個新的產品，稱作「閘陣列」（gate array）晶片，這種晶片上有多種已完工的元件及元件的基本邏輯組合，但沒有將各種元件先連接起來。使用者可用電腦設計出所需晶片的獨特邏輯功能，再自動衍生晶片上各種元件連結的金屬膜設計光罩，最後把元件依樣連結起來。閘陣列晶片非常適用在新系統產品的發展階段或數量較少的產品上。近年來普通的閘陣列晶片演變成了「現場可編程式閘陣列晶片」（Field Programmable Gate Array，簡稱FPGA），可直接用軟體來變換晶片產品上的邏輯組合，大大開拓了應用功能，促使FPGA自身發展成一個重要的晶片市場。

        在發展以電腦輔助設計晶片的過程中，出現了很多新興的軟體公司，推出了各種多功能的設計軟體，形成了具有相當規模的新市場。繼而有人利用這些工具，開設了專門設計晶片產品的公司(無生產線晶片公司)，或提供專為他人設計晶片的服務行業，一種新的晶片供應鏈漸漸形成了。…… (完)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜晶片設計電腦化 ( 3 )＞ ……續上

        用電腦輔助設計晶片，設計者不需懂得晶片製作的詳細知識，更不需要知道電晶體背後的物理原理。對他們來說，各種電晶體及其他元件不過是一個電腦上虛擬的模型。米德和他的伙伴康威（Lynn Conway）在1980年出版了一本經典教科書《超大型積體電路概論》（Introduction to VLSI Systems），把數位晶片設計的方法及程序都系統化了。利用這些知識，普通不懂半導體的工程師只需幾個月的訓練，就可用電腦及相應的軟體，設計出各種有獨特功能的數位型晶片，於是晶片設計的門檻降低，晶片設計效率大幅提升。很多公司內部都設立了自己的晶片設計部門，不需求助於少數幾家半導體公司了。各公司為自己產品需求而專門設計的晶片，層出不窮，很大程度上豐富了晶片的產品種類，把晶片技術的影響力更深入的滲透到日常生活中。今日大家已習慣用電腦設計晶片，回想當年費金等人用人力設計4004等產品，有些不可思議了。…… (待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜晶片設計電腦化 ( 2 )＞ ……續上

        米德（Carver Mead）是加州理工學院的電機教授，本來專門研究金屬和半導體的界面物理。他在1970年代中期，充分感覺到用電腦技術輔助晶片設計的研究領域寬廣、價值極高，於是他決定轉行做積體電路設計法則的研究。米德是一個聰敏絕頂的人，永遠嘗試從不同於普通人的角度來思考問題。他早就看到大型晶片的設計會是一個瓶頸，現在又看到元件技術日趨成熟，很多性能都已可用電腦軟體來模擬。在設計電晶體電路時，晶片上各種元件的性能只要用虛擬的軟體模型替入就可以了。利用電腦輔助設計軟體，設計者可虛擬整個晶片的功能。如果性能不足，則可以在電腦上繼續改良電路設計，一直到符合規格為止。待設計完成後，再去製造成晶片，希望第一次製成的晶片就可成功，不需再修改。這是個嶄新的概念，可大幅減少研發新晶片產品的成本及時間。…… (待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜晶片設計電腦化 ( 1 )＞

        在1970到1980年代，晶片發展的過程中還有幾件劃時代的技術改革。這些改革不是元件上的新發展，而是針對晶片設計及製造的定位和分工，對後來全球電子工業的發展，起了決定性作用。

        1970年代中期，晶片規模大幅增長，已發展到每枚晶片可容納上萬個電晶體及其他元件。很多不同功用的晶片也開始結合在一起，譬如電子錶內本來要用5到6枚晶片，到了1977年，只需一枚晶片就可以了。在生產大型晶片的技術上，很多製造問題已得到解決，瓶頸慢慢轉移到了晶片的電路設計上。晶片設計工程師大多受雇於大型半導體公司，如英特爾和德州儀器，這些工程師不但要懂得電路設計，更需懂得晶片製作的工藝及元件的性能，這類專門人才不多，一流的設計人才如費金之流，更是鳳毛麟角。這些工程師極大的時間花在設計自己公司最重要的標準產品上，只有極少時間可幫別的客戶進行特別的專門設計。專業設計人才的缺乏，嚴重限制了晶片工業能發揮出其應有的巨大潛力。…… (待續)

「第十七章：晶片工業的變遷」

        ＜亞洲來的競爭者 ( 4 )＞……續上

        微處理器晶片的硬體和軟體設計複雜，又牽涉到很多專利，和客戶間的合作關係多元化，技術換代快。日本公司在這些方面的競爭居於劣勢，所以生意上英特爾很快重新站穩了腳步。由於英特爾在微處理器產品上占有絕對優勢，定價能力高，所以利潤很可觀，遠較DRAM為佳。不久英特爾又開始了高速成長，保持全球最大半導體公司的桂冠，而日本在經濟泡沫破滅後，投資減少，結果在DRAM領域被韓國的三星公司後來居上。…… (完)