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台灣積體電路設計領域的前世、今生與未來

2005年5月16日,彭博商業周刊的封面以「台灣為何重要?」為標題,點出了台灣半導體產業在世界的份量。台灣半導體如何成功?台灣大學電機資訊學院教授張耀文指出:「產官學三位一體合作是成功原因。」
 
 

台灣大學電機資訊學院教授兼院長 張耀文
▲台灣大學電機資訊學院教授兼院長 張耀文

 

2005年5月16日,彭博商業周刊的封面以「台灣為何重要?」為標題,點出了台灣半導體產業在世界的份量。台灣半導體如何成功?台灣大學電機資訊學院教授張耀文指出:「產官學三位一體合作是成功原因。」

 

產官學合作無間,打下半導體半邊天

 

張耀文認為,台灣半導體產業是「台灣的矽盾,是鎮國之寶」,各方面都很強。半導體產值佔台灣的一半,佔全世界15%,位居第三,次於美國、韓國;IC設計產值在全世界佔17%,位居第三位;晶圓製造(72%)與封測(56%)則為全球第一。台灣半導體產業鏈的完整,也是世界少見的。

 

之所以如此成功,最主要的原因是產業界、學術界及政府三方面的合作。張耀文舉例,1996年,台積電張忠謀建議政府要注重半導體人才的培育,因而教育部推動了VLSI教改計畫,這是產官合作。2013年,成立台積電台大研究中心,研發5~7奈米處理技術,這是產學合作的例子。在官學合作方面,1993年在各大學教授齊聲建議下,成立晶片設計製作中心(CIC),提供學界免費實作晶片的管道,就算是國外也難以做到。

 

已逝的清華大學教授吳泉源曾說,台灣別的領域都是打打殺殺互搶資源,但IC設計領域很特別,是大家先合作爭取資源。正因為各界人士無私地設想,才使得產官學三界能夠密切合作,為台灣半導體打下了半邊天。因此張耀文說:「台灣半導體為何成功?關鍵在一個字:人。對的人就會做對的事情。」

 

各界的努力與挑戰

 

產業界以台積電為例,2000年,IBM研發出銅製程,想賣技術給台灣公司,當時台積電便決定走自力研發的路線,現任台積電研發副總余振華也說:「我不靠別人轉技術。」從此台積電靠著自行研發的技術,一直走在世界尖端。2002年,台積電研發出浸潤式微影技術,可以從65奈米做到10奈米;2003年的CMP技術,可以增加多層電路線;2016年的InFO封裝技術,讓台積電連續三年取得iphone封裝製程。2018年,運用EUV技術製作7奈米晶片,已在世界上遙遙領先。

 

學術界在2002年於ISSCC上還沒有任何論文入選,ISSCC是IC設計方面的國際頂尖會議。當時媒體嘲諷,台灣的IC設計產業雖然在世界佔有一席之地,卻沒有任何論文入選,不是因為學者不做這方面的研究,而是因為學者做得不夠好。學術界奮起,幾年後就進入前幾名,一直保持到現在,目前維持在第三、四名。

 

政府則提出了VLSI教改計畫,提供經費讓學校培育出許多IC方面的人才。另外也推出許多國家型科技計畫,讓半導體應用深入各個領域。

 

然而,未來還面臨許多挑戰。技術複雜度越來越高,而台灣的創新能量有衰退現象,資本也減少;政府支援力道減弱,博士生人才減少,教育部推動的108課綱也減弱了科學工程方面的素養;學術界過於重視表面上的論文數量,研究注重應用導向,忽略物理、數學等基本功;最後台灣還夾雜在中美衝突中,面對中國崛起的競爭。

 

張耀文提出結論:「Together, we can go far!」(一起走,我們能走得更遠!)一定要合作,才能創造輝煌的成就。

 

(本文由科技部補助「科學短講(Tech Talk)計畫」執行團隊整理)
 
 
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