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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摘要:從電晶體誕生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。
集微網消息,從1948年第一顆電晶體由貝爾實驗室的 William Shockley , Walter Bardeen 和 John Brattain發明至今,可以說全球晶片產業迄今已有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。
圖片來源:SEMI
從電晶體誕生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:電晶體、Si電晶體、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」、「晶片大王」。
Kilby發明的全球首款集成電路原型
「1948年貝爾實驗室發表電晶體,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年發明矽電晶體,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,終端市場對於晶片尺寸、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?阿布達比也是這種模式。
他舉例說,阿拉伯聯合大公國中的阿布達比,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,阿布達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、機器學習晶片(GPU、TPU)、晶片架構、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。
(校對/叨叨)
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