追摩爾定律,問誰與爭鋒!讀胡正明《拿出辦法來》(下)

陳健邦
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陳健邦

2026-10-12

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FinFET發明人、中央研究院院士胡正明,曾任台積電首任技術長,一生始終在找「最有用的事情做」。蔡世豪攝
FinFET發明人、中央研究院院士胡正明,曾任台積電首任技術長,一生始終在找「最有用的事情做」。蔡世豪攝
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編按:承上篇。台積電憑什麼建立難以複製的技術護城河?陳健邦深度解析胡正明回憶錄《拿出辦法來》,從FinFET、開放創新平台到CoWoS先進封裝,揭開台積電從技術突破走向全球霸主的關鍵,以及鼎盛時期面臨的挑戰。

請先閱讀:追摩爾定律,問誰與爭鋒!讀胡正明《拿出辦法來》(上)

胡正明回憶錄《拿出辦法來》,天下文化出版

胡正明回憶錄《拿出辦法來》,天下文化出版

摩爾定律舊時路:光學微影推動的尺寸微縮

半導體產業長期依循「摩爾定律」(Moore's Law)的節奏前進:每隔18到24個月,單位面積上的電晶體數量大致倍增,成本則持續下降。在摩爾定律50週年的時候,加州理工教授米德(Carver Mead)接受訪談說:「摩爾定律不是物理定律。這是人的規律。任何事物要想像半導體技術那樣發展,都需要大量聰明人的創意努力。他們必須相信努力一定會成功,否則他們就不會付出努力。」

摩爾定律是指向一條由製程、設備、材料與設計共同推動的技術發展路線。在很長一段時間裡,這條發展路線的主要推動力,是以光學微影為核心的「尺寸微縮」(scaling down)。晶圓廠不斷把平面型電晶體(Planar MOSFET)的圖案線寬做得更細,逐步使用更短波長的光源;林本堅團隊推動的193奈米浸潤式微影,替全球半導體立下汗馬功勞。它不僅自45∕40奈米起主導量產,並助攻平面電晶體在28奈米節點寫下代工傳奇;更配合多重曝光技術,一路支撐FinFET世代走過16、10,乃至第一代7奈米先進製程,直到極紫外光(EUV)成熟接棒。」但是在光學微縮技術還沒有走到底之前,摩爾定律的發展道路上先出現了一隻擋在半路的攔路虎。

摩爾定律攔路虎:功耗管理的危機

摩爾定律真正遇到瓶頸,問題已不是微縮技術,而是做小之後,會不會太熱、太耗電、太難穩定生產。早期晶片只要把線路縮小,電壓就能順勢調低,晶片既跑得快又省電;但縮到90奈米以下時,絕緣層薄到幾乎擋不住電流亂竄,電壓再也降不下去。晶片雖然做得更小,但單位面積積聚的發熱量卻飆升,摩爾定律首度撞上了『高溫散熱』這堵高牆。

也就是說,一顆晶片即使測試時能運作,仍可能因耗電過高、散熱不良而不適合真正使用。從此以後,先進製程競爭的重點,不再只是「做得更小」,而是「做小之後還能不能省電、穩定、有穩定的良率」。

在胡正明加入台積電之前,台積電已有來自四面八方熟悉半導體元件物理的專家如:林茂雄(貝爾實驗室)、陳遠台(休斯、全錄)、楊平(TI)、胡正大(IBM、工研院)。到了1990年代後期,他們都很清楚下一步的最大難關是:功耗管理。

胡正明主導研究FinFET的意義,就在於替這個難題找到新的方向。它不是單純把晶片線路再縮小,而是把電晶體從平面『立』起來,做成像魚鰭一樣的薄片,讓開關閘門能從左、右、上三個面向緊緊『夾住』電流通道。這樣一來,關閉時電流漏不出去,開啟時控制更精準,大幅壓低了漏電與發熱。

2007年後智慧型手機快速普及,這個需求更被放大:手機晶片不能只跑得快,還要省電、不燙手、能長時間穩定使用。從這時開始,摩爾定律的挑戰已從「能不能做得更細」,轉向「不要發燒發燙」。

不過,實驗室裡做得出來,和工廠能大量生產,是兩回事。FinFET的魚鰭狀結構,對當時的設備能力以及製程量測和控制都是重大挑戰,需要一再的嘗試錯誤去加予優化,這需要設備跟材料廠商都配合投入大量的研究發展經費才可能有所進展。這種新的三維電晶體構造,要真正商業化,台積電必須重新調整製造流程,也要讓晶片設計公司有工具可以事先模擬與驗證。這時,胡正明團隊長期發展的BSIM模型扮演了重要角色:它把艱深的電晶體物理,轉成設計軟體能使用的共同語言,讓製程、設計工具與客戶之間能互相銜接。後來胡正明的學生許夫傑加入台積電,在設計平台上做整合,把製程、模型、設計工具、IP與客戶流程串起來,FinFET才逐步從「做得出來」變成「客戶敢用、工廠能大量交付」的技術。

開放創新平台 OIP 和半導體設計生態系

2021年,張忠謀90歲生日的宴會上,我走過去和蔡力行(前執行長)、秦永沛(當時副總經理)坐在同一桌,我問了一句:「張曉強,怎麼樣?」秦永沛回了一句:「他的角色,有點像以前的許夫傑。」蔡力行跟著說了一句:「許夫傑對我,比蔣尚義有用。」前一句是說,張曉強、許夫傑的工作,主要都是在面對客戶和IC設計生態系的伙伴。後一句是說,蔡力行在台積電執行長任上,找許夫傑於2006至2010年間擔任設計暨技術平台(Design and Technology Platform, DTP)副總兼研發副主管。這段期間,台積電設計方面的人員大擴充,設計支援的整體能力大躍進。強化台積電在「半導體設計生態系核心」的角色,許夫傑的「有用」,是就台積電要強化設計方面的階段而言。

相較之下,蔣尚義的「有用」則展現在另一個戰略維度。在出任精材、采鈺董事長期間,從接觸到的客戶需求,蔣尚義敏銳察覺到後段封裝的巨大潛力;等到張忠謀召他回台積電重掌研發兵符後,他便將先進後段封裝技術列為核心戰略,交給余振華去閉門修煉。才在大約10年之後,等到了AI邏輯晶片和記憶體晶片疊加在一起的需要,造就了現在的CoWoS供應鏈盛世。

短途差旅拿東西總手忙腳亂?如何用三開黑科技俐落收納全世界?

許夫傑負責的一個重大建構,是「開放創新平台」這個技術平台框架(Open Innovation Platform, OIP)。該平台有效串接了晶片設計端、電子設計自動化(EDA)、矽智財(IP)、製程設計套件(PDK)與可製造性設計(DFM),並透過「EDA∕IP 聯盟」推動設計標準化。

OIP的戰略意圖在於打通「設計—製造—上市」的完整鏈條:協助客戶縮短產品上市時程(Time-to-Market)、降低試錯成本,並確保在推進先進製程節點的過程中,兼顧量產的可製造性(Manufacturability)。

登高望遠之後:遠見、決斷與歷史的回眸

2024年聖誕節前,我收到劉德音(台積電上一任董事長,已退休)傳來的一則短信。他說,看著20多年前我送給他的花瓶上那幾句詩:「流水下灘非有意,白雲出岫本無心。當時若不登高望,誰信東流海洋深?」如今再回想,竟彷彿預言了他過去20年的職場生涯。

我隨即傳給他一張照片:那是他與黃仁勳在2022年底台積電亞利桑那廠進機典禮上的合影。照片出自韓國《朝鮮日報》,刊於2023年新年特輯一篇比較台積電與三星的系列報導;我猜,他本人未必看過。劉德音回覆我:「Amazing,你知道很多我自己也不知道的事情。那是一個值得紀念的時刻,可是並不是所有人都欣賞且肯定之。」這句話背後,旁觀者或當局者,可能會有不同的心緒和感觸。

在一個大組織裡,人的發展與決策的形成,從來不是單一因素可以解釋。資歷、名聲、舞台、時機、組織氣候,乃至於偶然的機緣,都會交錯成一條難以預先辨識的路。回看台積電發展史上的幾個重大抉擇:投資世界先進、與客戶合資在美國成立WaferTech、新加坡設廠、南科設廠、三家公司合併、投資大陸、投入太陽能,再到亞利桑那與熊本布局,以及若干關鍵技術路徑的選擇;有些後來被看成遠見,有些則曾被質疑為冒進。可是,所謂遠見,往往不是當下就能被掌聲確認的東西;所謂決斷,也未必能在做出選擇的那一刻立刻分出對錯。只有等時間拉長,塵埃落定之後,人們才可能回頭看清:當年若不登高望,誰信東流海洋深?

台積電每個環節都是技術

2025年11月28日,輝達(NVIDIA)執行長黃仁勳結束訪台行程之前,媒體正熱議台積電前副總羅唯仁離職所引發的技術外洩疑慮。

面對記者提問,黃仁勳表示自己不清楚個案細節,但他特別強調:「作為一家為全世界生產晶片的公司,台積電的方方面面,其實都與技術息息相關。」(As a company that manufactures chips for the entire world, every aspect of TSMC is actually technology.)

他接著又補上一句:「TSMC is not just one person.」(台積電不是單靠一個人。)

這句話的意思是:台積電的價值,不應被簡化為某一位個人、某一項技術,或某一個單一事件。它真正的力量,來自一套高度整合的技術體系。

從技術研發、工廠製造、光罩、製程控管,到營運管理、市場開發與商業規劃,台積電的每一個環節都不是孤立存在,而是彼此交織、相互支撐,最後共同形成不可思議的量產能力與交付紀律。

若要理解台積電如何把這些環節整合起來,並展現出世界級的製造能力,可以從「6S」的角度觀察:

.Scale、Speed:規模與速度,是量大稱王、快速回應市場的基本條件。

.Synergy、Symbiosis:內部講求協力綜效,外部則與供應商、客戶與產業生態形成共生關係。

.Service、Spirit:以服務客戶為本,並以工程師精神與組織紀律支撐長期競爭力。

換言之,台積電的競爭者可能也擁有優秀人才與先進技術,單點能力未必相差太多;真正拉開差距的,是台積電能夠把規模、速度、協同、共生、服務與企業精神全面落實,維持日常穩定運轉的系統能力。這正是台積電難以被單一個人、單一技術或單一事件所概括的原因。

「沒有合約」說的是:未訂罰則,唯你是問

黃仁勳在2026年3月底發布的播客節目《Lex Fridman Podcast》(第494集)專訪中,談到和台積電生意來往的30年之間,說:「我不知道我們之間已經做了幾百億、甚至上千億美元的生意,但我們之間沒有簽合約。」一般解釋為:「因為彼此有深度信任,所以不用簽合約。」但是如果熟悉黃仁勳的話術以及他和台積電的互動模式,這話就有別的解讀。

有一次在台積電氣氛比較緊張的場合,黃仁勳就對著蔡力行、魏哲家說:「You are not liable, but accountable.」這意思是:「我才不擔心有沒有什麼合約或賠償條款,反正我就賭,你們會幫我搞定。」也就是「未訂罰責,唯你是問」的意思。

工程師技術魂淬錬之道:寶劍鋒從磨礪出

2005年時,台積電的前五大客戶貢獻了高達六成營收。這群客戶在產能上雖依賴台積電,但對技術、良率、產品出貨的要求,卻是極端的嚴苛,近乎是「終極奧客」。

外人看台積電的技術領先,常視為奇蹟;但拆解其底層邏輯,其實就是四個字母的體現。TSMC:Tempered Sharp by Master Clients(被頂級大客戶淬鍊至極致鋒銳)。

古語說:「鐵磨鐵,磨出刃來」。台積電與蘋果、輝達之間,既是供需,更是互相糾纏的技術同盟。世上最挑剔的客戶化為最堅硬的磨石,一次次磨礪工程師的技術魂,終讓工程技術臻於化境。工程師的專業素養就是:「吃苦耐勞、追根究底。」這是台積電一開始就灌輸給工程師們的信念。

鼎盛:重器臨淵,倚天履薄

一般說護國神山,也可以說是台積電被視為「國之重鼎」,而現在在新竹的「全球研發中心」,就成了重中之重,將決定未來20或30年台積電技術能推進的程度。魏哲家說:「台積多年來謹守張創辦人要求『不誇張、不show off(炫耀)』的原則,可是這次盛大邀集各界前來參與,是要跟台灣人民表達,台積電根留台灣的決心。」這在持續擴大海外投資的關頭,是一個重要的宣示。

台積電即將邁入第40個年頭。若以人的年齡譬喻,正是春秋鼎盛之時。賈誼《新書.過秦下》有言:「春秋鼎盛,行義未過,德澤有加。」這三句話,恰可作為台積電的關照點:盛時不可自滿,強時尤須持正守義;既已成為國之重器,更當使德澤外溢、惠及產業與社會。

一、春秋鼎盛:獨步全球之際,常存臨淵履薄之念

今日台積電在先進製程與先進後端封裝上,幾乎承載了AI算力時代最核心的製造平台。其技術鋒芒,確有「倚天既出,誰與爭鋒」之勢;但寶劍在手,最忌驕矜。當TSMC成為台灣最閃亮的名片,也成為全球科技秩序中不可忽視的樞紐,各種嚴苛而不可測的考驗可能都會出現。

二、行義未過:誠信經營、專注代工本業,嚴守行為規範

台積電能取得全球客戶長期信任,靠的不只是技術領先,更是專業晶圓代工的本分:不與客戶競爭,不輕忽承諾,不逾越角色邊界。規模愈大,誠信、保密、紀律與利益衝突管理,就愈不是內部規章而已,而是整個半導體生態系願意把未來交給它的理由。所謂強者之義,在於有為有守。

三、德澤有加:完善半導體產業生態系,成果共享、厚實台灣

台積電的價值,早已超越一家公司的財務報表。它透過先進製程、先進封裝、設計平台、供應鏈管理與客戶協作,帶動工程師、供應商、設備商、材料商、設計公司與終端客戶共同成長。這種外溢價值,才是「國之重器」真正的重量:不只支撐一家公司持續壯大,也讓台灣在全球科技分工中擁有更厚的產業韌性與更有利的談判位置。

因此,回到TSMC這四個字母中的C:Commitment,承諾,或許最能概括台積電在鼎盛時期應有的自我要求。這份承諾,不只對客戶,也對股東、員工、供應鏈、整個產業,更對台灣社會。台積電的故事,從來不只是財富、市值或股價的故事;它更是一群工程師、企業家與產業伙伴,長年在摩爾定律的窄門前「拿出辦法來」的故事。鼎盛不是終點,而是更高責任的起點;重器臨淵,必須步步謹慎;倚天履薄,更必須念念不忘本分與初心。

TSMC傳奇:成功、咆哮、絢爛……鼎盛

“No. I didn't build it myself. But it's based on an idea of mine.”

—Jack Kilby,積體電路,2000 諾貝爾物理獎演講

「今天大家給我這麼大的榮譽,我實在承受不起。我個人不過是適逢其會,提出了一個草案、貢獻了一個計畫而已,我不敢居功。這個功勞,是屬於大家的。」

—潘文淵,1994年

A global platform on which the world's tech industry is built. 

—黃仁勳,輝達

「構成我黃金時代最重要因素是:台積電成功了!台積電咆哮了!從一個幾乎沒人看好的開始,在30年光景,它成為一個沒人能忽略的公司。」

—《張忠謀自傳》下册

It did exceed my expectations; TSMC's size and importance exceeded my expectations, but not by an order of magnitude. 

—張忠謀,《Acquired》podcast,2025 年 1月,經黃仁勳引薦,主持人在台北張忠謀辦公室進行訪談錄影

本文章反映作者意見,不代表《遠見》立場

(作者為台積電文教基金會顧問)

張忠謀自傳全集。天下文化提供

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