<p>半導體的各式應用在我們的生活中可說是無處不在，而臺灣的半導體產業，則牽動了全國的經濟脈動，2022 年，我們的半導體產業表現優於全球，預估產值達到 4.36 兆臺幣，成為推動國家製造業產值成長的重要推手。</p>
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<p>不過，這樣一個極其重要的高技術含量產業，一開始究竟是如何在臺灣扎根的？又是透過了哪些挑戰才獲得了今天的成就？這故事，還得從一個組織開始說起……</p>
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2023/03/11-1_670x460.jpg" /></p>
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">早期臺灣並沒有完整的半導體產業鏈，只有封裝測試等下游產業。</div>
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<h2><strong><span style="font-size: 20px;">工研院──孕育一切的重要開端</span></strong></h2>
<p>這個組織，便是 1973 年成立的「工業技術研究院」（工研院）。1969 年，當時的經濟部長孫運璿看到韓國科技研究院成功培養技術人才，於是決心創立屬於臺灣的技術研究單位，工研院於是誕生了。</p>
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<p>工研院最重要的任務之一，便是要發展臺灣的半導體產業，但是，這麼新的技術，只靠自己可是沒辦法想通的，於是，孫運璿和潘文淵共同推動了「積體電路計畫」，並召集了史欽泰、楊丁元、章青駒等一批青年學子一起加入計畫，與美國無線電公司（Radio Corporation of America, RCA）進行技術轉移合作。</p>
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<p>這個 19 人團隊中，大家分別屬於設計、製造、測試、設備等 4 個組別，他們千里迢迢地跑到美國 RCA 總部「跨海取經」，實際了解半導體的製作和工廠的運作模式。當時的團隊，除了要在短時間內努力吸收一切，也需要定期向國內回報進度，並採購在臺建廠所需要的製程設備。</p>
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<p>是的，你沒看錯，在他們取經的同時，工研院便已經開始努力建造臺灣第一座晶圓示範工廠，就等著大家取經歸來，便能正式開始運作。1977 年，工研院電子所設立了積體電路示範工廠，以 7.5 微米製程為主要目標，在當年 12 月便獲得了非常優秀的良率，甚至超過了 RCA 的預估，而後，工廠成功接到訂單，從此開啟了自主生產積體電路的時代。</p>
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2023/03/11-2_670x345.jpg" /></p>
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">臺灣輝煌的半導體產業，可說是從工研院孕育出來的。</div>
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<h2><strong><span style="font-size: 20px;">一顆種子，如何種出一片晶圓森林？</span></strong></h2>
<p>成功開始生產積體電路只是第一步，要真的形成巨大的改變，還需要將技術真正往外落實在產業應用上。為了達到這個願景，工研院出資，用衍生公司的方式成立了臺灣第一間半導體製造公司，也就是我們現在所熟悉的「聯電」聯華電子。</p>
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<p>這時的臺灣，不僅能生產積體電路，也開始擁有了設計積體電路的能力，然而，整體來說，我們的能力仍然不如師父美國，於是，政府開始投注資金，推動超大型積體電路技術發展。</p>
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<p>所謂超大型積體電路，便是要將非常大量的電晶體通通放進單一晶片中，並讓電晶體在其間互相溝通、合力工作。如果能發展成功，便能縮短我們與美國、日本間的技術差距，也能間接帶動相關應用產品成長。</p>
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<p>後來，張忠謀接任了工研院院長，決定將實驗工廠轉型為專業的晶圓代工廠，1987 年，臺灣積體電路製造股份有限公司（台積電）正式在新竹工業科學園區成立，開始主打「晶圓代工」的製造模式。晶圓代工的精華便在於「代工」，既不從事產品設計，也不負責行銷，而是接受無廠半導體公司的委託，專門負責生產委託訂單的內容。</p>
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<p>這種生產方式著重在臺灣本身擅長的製造部分，也符合許多客戶的需求，漸漸地，臺灣的晶圓代工越來越蓬勃，而整個半導體產業也開始邁向垂直分工的狀態，並擁有產業群聚的特色。</p>
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<p>陽明交通大學榮譽退休講座教授吳重雨分析，這樣的垂直分工方式，讓臺灣的半導體製造在台積電的專注發展之下，終成世界第一，也帶動半導體封裝測試產業蓬勃發展，培育出日月光控股等公司。另一方面，良好的基底，也讓臺灣的 IC 設計得以百花齊放，成就出許多擁有優秀產品的公司，如聯發科的手機晶片、聯詠的平面顯示螢幕驅動 IC、瑞昱的超高速乙太網路 IC 等。</p>
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<h2><strong><span style="font-size: 20px;">持續創新、積極突破</span></strong></h2>
<p>為了獲得相關競爭力，臺灣許多半導體產業公司都以產品技術領先世界為目標，集中力量，不斷創新突破。以台積電來說，早在 1998 年便推出了世界第一個 0.18 微米低耗電製程技術，往後更是每隔兩年便領先對手推出下一代低耗電製程技術。這些技術的應用範圍非常廣泛，舉凡平板、手機、藍牙到各種可攜式電子產品中，都可看見它的應用。此外，近年台積電研發的 3 奈米技術，也可說是獨步全球，始終用創新能力打造競爭實力。</p>
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<p>在產業端不斷突破自我的同時，政府與學術端則為產業發展提供了重要養分。早在 1958 年，交通大學（今為陽明交通大學）便成立了電子研究所，開始培養半導體人才，各大學亦積極開設半導體相關課程，孕育出無數重要新血。</p>
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<p>1988 年，國科會建立了國內第一座半導體元件國家級實驗室——國家次微米元件實驗室，研究奈米電子、奈米光子以及相關製程與奈米生物系統技術。1993 年，國科會「晶片設計製作中心」於新竹科學工業園區正式揭牌啟用，開始大量培養 IC 設計高品質人才，讓老師與學生能透過中心的媒合，在台積電或聯電等大廠中，實際製造自己所設計的 IC。這樣密切的產學合作模式，創造了產業與學術界的雙贏，學術端能第一線接觸實務，將知識付諸實踐；產業端則有機會獲得技術轉移，藉此大幅提升自己的競爭力。</p>
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<p>吳重雨教授認為，臺灣的半導體產業之所以能夠成功發展，離不開「眾志成城」這四個字，政府和研究機構在產業初創及成長時期，擬定正確策略，並致力推動發展，為整體產業提供極大助力。此外，大學院校等學術端組織則努力培養學生，投入半導體研發，為產業發展提供所需的技術及人才。他認為，正是由於產、官、學、研合作無間，方能共同造就臺灣半導體產業。</p>
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<h2><strong><span style="font-size: 20px;">全新挑戰，我們該如何面對？</span></strong></h2>
<p>如今的科技發展極為迅速，各國都緊盯著半導體產業，臺灣未來將面臨的挑戰勢必越來越嚴苛、競爭也將越來越激烈，不少人也會因此擔心我們的優勢有可能會被取代。</p>
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<p>對於這些疑慮，吳重雨教授認為，如果臺灣想要持續維持我們現有的優勢，必須要三管齊下。首先，是維持高品質人才培育，重中之重是要讓國內學生得以學習奈米高階半導體製程的相關知識，同時，在少子化衝擊下，可嘗試策略性招收其他國家的優秀人才加以培育。另一方面，除了維續垂直分工的優良產業模式，也可以透過異業結盟來達成水平合作，開拓更多可能性。吳重雨教授也指出，不妨鼓勵產業公司到國外設立研發分公司，積極擴展據點。</p>
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<p>而政府則在今年 1 月 7 日三讀通過了《產業創新條例》第 10 條之 2 及第 72 條修正草案。大家常稱相關條例為「臺版晶片法案」，最重要的目的便是要獎勵半導體相關發展，只要企業符合「國際供應鏈關鍵地位」，便能在研發前瞻技術、購買先進設備上享有各項優惠。</p>
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<p>至於未來，我們在半導體產業中究竟會站在哪裡呢？</p>
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<p>吳重雨教授認為，在製造方面，台積電將繼續維持領先全球的優勢，而這項優勢也會帶動封測產業逐漸配合發展出 3D IC 高階封裝技術。他也期望看到未來臺灣的 IC 設計從資通訊及消費性電子產品擴展到生醫電子、汽車電子、綠能電子等領域，「使臺灣晶片應用到全世界每個角落、每個產品及每個 3D 系統」，跟隨現代科技發展趨勢，在其中扮演不可或缺的重要角色！</p>
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<p><span style="font-weight: 400;">（客座總編輯｜國家實驗研究院台灣半導體研究中心 侯拓宏主任；研究顧問團隊｜陽明交通大學電子研究所 吳重雨終身講座教授；責任編輯｜曹盛威、劉品萱）</span></p>
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