台積電從技術落後2代到7奈米量產領先,紀錄片《矽島台灣》揭張忠謀的成功關鍵點
台積電從技術落後2代到7奈米量產領先,紀錄片《矽島台灣》揭張忠謀的成功關鍵點

可曾想過,是什麼東西驅動了手上那支智慧型手機,能在一個這麼小的體積裡創造出這麼多的服務?可曾想過,有天不用人駕駛的無人車是如何處理紅綠燈、事故障礙等這麼多繁瑣狀況?這當中所有的關鍵都藏在一個小到不行的晶片(IC)裡,打造出這些晶片的正是台灣引以為傲的半導體產業。

非凡電視台製播《矽島台灣》的節目,當中深入淺出的將台灣如何從人力密集的產業,在當時擔任經濟部長的孫運璿的推動下,轉而成為發展技術密集的半導體產業,在沒有技術、沒有人才,一切都從零開始的那個年代,比起IBM在美國蓋廠房,上班穿皮鞋梳油頭的模樣,鈺創董事長盧超群形容台灣半導體的發展就是從泥濘裡面展開的。

延伸閱讀:台積電拚5奈米關鍵技術!影片直擊極紫外光EUV微影技術是怎麼運作的

台積電創立之初,沒有技術如何搶下訂單?

稍微把時光倒轉到1985年、那正是台積電成立的前夕。台積電創辦人張忠謀在接受《矽島台灣》訪問時回憶起這個草創的開始,他說當時他收到人稱「科技界教父」的李國鼎出了任務,要在台灣置辦一個中型規模的半導體公司。

他反覆地思索這個中型規模的半導體公司要如何營運,肯定不能只靠內需的訂單、要放眼全球市場,但當時的台灣真有這番能耐去世界的舞台闖蕩嗎?「沒有!」張忠謀肯定地表示。

台積電晶圓十四廠外觀
被授命要打造一個中型規模半導體公司,張忠謀認為當時的時空背景,台灣在技術上與世界一流的半導體公司差了一大截。

然而從台灣整個半導體的歷史發展來看,1985年的時間點並非我們半導體的第一步。

在此之前,台灣已歷「積體電路工業發展計劃」。當時政府為發展半導體的技術,送了一批工程師們前往美國學習、並將技術移轉回台,當時的成員包括已經過世的旺宏董事長胡定華、聯電榮譽董事長曹興誠等人,這些日後在台灣半導體產業占有一席之地的人,都是當時西進取經、回台後開創台灣半導體的先鋒部隊。

只是在張忠謀的眼裡,當時的台灣不僅沒有具備與世界第一流半導體如英特爾、IBM等抗衡的技術撐腰,也沒有與客戶行銷的手腕與能力,但他看見台灣半導體在生產良率的表現相當出色,因為作業員的勤奮以及具有足夠的常識能接受生產線上領班的指示,因此他認為這是當時台灣在全球半導體下的競爭優勢。

良率高成優勢,張忠謀量身打造新商業模式

找到著力點,張忠謀為即將誕生的台積電量身打造一個改變全球半導體產業的商業模式: 晶圓代工(Foundry)

在晶圓代工的商業模式誕生之前,半導體產業的工作模式都是一條龍的產線:從IC設計、製造到封測、測試等都是一手包辦,這樣的方式稱之為整合元件製造公司(IDM),但半導體的每個環節技術都是相當困難,因此越往下走所需要的研發費用跟技術門檻都越來越高。

因此台積電代工角色的誕生,也替許多企業找到一個出路,應運而生像AMD、NVIDIA、聯發科這些無晶圓廠(Fabless)的企業。

台積電十二廠晶圓代工工作情況
找出了台灣半導體在良率上的優勢後,張忠謀為台積電量身打造了晶圓代工的新商業模式,不僅替台灣半導體找到出路、也改寫了半導體產業的遊戲規則。

「我們的客戶就是半導體的企業,」張忠謀肯定地說,但同為半導體產業,為什麼能安心將自家的技術交由台積電製造?「因為我們專心做代工這一件事情,」張忠謀解釋到。

「贏得客戶信任」,成為台積電旗開得勝第一步

他說現在的台積電擁有三大競爭優勢,依序是技術領先、卓越製造以及客戶信任,但台積電草創之初,技術其實是不如人的,反而是靠客戶的信任打下這片江山。因為不做設計所以能全心全意為客戶製造,才能獲得客戶的信任。在擁有信任基礎後、輔以優秀的良率,替台積電打下良好的第一步。「 不過一開始的技術依舊落後一流半導體公司至少兩世代, 」張忠謀補充當時台積電的狀況。

起初台積電的技術來源主要是向國外半導體廠取得技術授權,是直到2000年台積電婉拒與IBM共同合作開發0.13微米銅製程,由時任研發副總的蔣尚義帶領技術團隊自行研發,替台積電奠定了擁有自主研發技術的能力基礎。0.13微米銅製程也替台積電迎來摩托羅拉、德州儀器等客戶,爭取到IDM廠的委外訂單,使台積電不再只是一個代工廠的角色。

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張忠謀回想起一開始輸人2代不止的技術,台積電最初靠的是客戶的信任才能走到今天這一步。
圖/ 蔡仁譯/攝影

因此張忠謀說,台積電在2000年技術已經可以趕上當時一般半導體公司的水準,但離最好的半導體公司仍有一段距離。同(2000)年,台積電也出手併購德基半導體和世大積體電路,一舉躍升全球最大的晶圓代工廠。

雖然2000年的台積電還無法與張忠謀口中一流的半導體公司如英特爾等競爭,但2000年起台積電有了技術自主研發的基礎後,在張忠謀的帶領下與2009年開始市場上對智慧型手機的需求逐步攀升,讓台積電靠著技術的領先,營收有如倒吃甘蔗。

到了2020年的今天,台積電的技術已經成為張忠謀口中最好的半導體公司,導入EUV(極紫外光刻)的N7+為全球最先量產、5奈米的量產時程也是業界最先。

何謂半導體?鈺創董事長傳神定義

科技部部長陳良基說,全台半導體從業人員約有27萬人,總產值上看2.66兆元新台幣,台灣得以在資通訊等產業搶下半壁江山的原因,靠的是台灣半導體產業的能量。

半導體就是人才,加上決心、加上士氣、加上技術,還有永遠不承認失敗的努力, 」當時也是西進成員之ㄧ的鈺創董事長盧超群,如此傳神定義這個為台灣打下半片江山的半導體產業。

責任編輯:陳映璇

關鍵字: #張忠謀 #科技部
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科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來
科技創新守護海洋!犀牛盾以循環創新思維破解塑膠危機、賦能永續未來

全球每年約生產4億噸塑膠垃圾,只有不到10%有被回收,其中約有1100萬至1400萬噸最終流入海洋。在十分有限的回收量中,約 8 成來自相對單純、流程完整的寶特瓶回收;反觀,同樣是高頻消費品的手機配件,回收率卻不到 1%。這個現象,對長期從事材料研究的犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫來說,是他反思事業選擇的開端,也是突破的轉捩點。

「手機殼產業其實是塑膠產業的縮影!」他在2025 亞馬遜港都創新日的專題演講上直言。手機殼本質上類似一種快時尚商品,每年有超過十億個手機殼被製造,但產業並未建立材料規範,多數產品混用多種複合塑膠、填料與添加物,既難拆解、也沒有回收機制。結果是,一個重量相當於超過二十個塑膠袋的手機殼,在生命周期終點只能被視為垃圾。

王靖夫指出,連結構複雜的資訊科技產品,回收率都能達 45%,但手機殼明明是最簡單、最應該回收的產品,為什麼無法有效回收?這個命題讓他意識到,與其只做手機殼,不如正面處理塑膠問題本身,從材料設計、製程到後端回收再生,開創循環之道。

犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
犀牛盾共同創辦人暨執行長王靖夫於2025 亞馬遜港都創新日分享犀牛盾如何回應塑膠挑戰、開創循環模式。
圖/ Amazon Web Services 提供

以材料工程打造手機殼的循環力

若塑膠要進入循環體系,前提是「材料必須足夠單純」。王靖夫很快意識到,問題不在回收端,關鍵在最開始的設計端。多數手機殼由多款不同塑膠、橡膠件甚至金屬等複合材料組成,無法被經濟化拆解,也難以透過現有流程再製。為此,犀牛盾在2017年起重新整理產品線,希望借鑑寶特瓶成功循環的經驗,擬定出手機殼應有的設計框架。

新框架以「單 1 材料、0 廢棄、100% 循環設計」為核心,犀牛盾從材料工程出發,建立一套循環路徑,包括:回收再生、溯源管控、材料配方、結構設計、循環製程、減速包裝與逆物流鏈等,使產品從生產到回收的每一階段,皆與核心精神環環相扣。

王靖夫表示,努力也終於有了成果。今年,第一批以回收手機殼再製的新產品已正式投入生產,犀牛盾 CircularNext 回收再生手機殼以舊殼打碎、造粒後再製成型;且經內部測試顯示,材料還可反覆再生六次以上仍維持耐用強度,產品生命週期大大突破「一次性」。

另外,今年犀牛盾也推出的新一代的氣墊結構手機殼 AirX,同樣遵守單一材料規範,透過結構設計打造兼具韌性、耐用、便於回收的產品。由此可見,產品要做到高機能與循環利用,並不一定矛盾。

犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
犀牛盾從材料學出發,實現全線手機殼產品皆採「單 1 材料」與模組化設計,大幅提升回收循環再生效率。
圖/ 犀牛盾

海上掃地機器人將出海試營運

在實現可循環材料的技術後,王靖夫很快意識到另一項挑戰其實更在上游——若塑膠源源不斷流入環境,再強的循環體系也只是疲於追趕。因此,三年前,犀牛盾再提出一個更艱鉅的任務:「能不能做到塑膠負排放?」也就是讓公司不僅不再製造新的塑膠,還能把已散落在環境中的塑膠撿回來、重新變成可用原料。

這個想法也促成犀牛盾啟動「淨海計畫」。身為材料學博士,王靖夫將塑膠問題拆為三類:已經流落環境、難以回收的「考古塑膠(Legacy Plastic)」;仍在使用、若無管理便會成為下一批廢棄物的「現在塑膠(Modern Plastic)」;以及未來希望能在自然環境中真正分解的「未來塑膠(Future Plastic)」。若要走向負排放,就必須對三個路徑同時提出技術與管理解方。

其中最棘手的是考古塑膠,尤其是海洋垃圾。傳統淨灘方式高度仰賴人力,成本極高,且難以形成可規模化的商業模式,因此無法提供可持續的海廢來源作為製造原料。為突破這項瓶頸,犀牛盾決定自己「下海」撿垃圾,發展PoC(概念驗證)項目,打造以 AI 作為核心的淨海系統。

王靖夫形容,就像是一台「海上的掃地機器人」。結合巡海無人機進行影像辨識、太陽能驅動的母船作為能源與運算平台,再由輕量子船前往定位點進行海廢收集:目的就是提升撿拾效率,同時也累積資料,為未來的規模化建立雛形。

從海洋到河川,探索更多可能

淨海計畫的下一步,不只是把「海上的掃地機器人」做出來,王靖夫說:「目標是在全球各地複製擴張規模化、讓撿起的回收塑膠真正的再生利用。」也就是說,海上平台終究要從單點示範,走向可標準化、在不同海域與國家部署的技術模組,持續穩定地把海廢帶回經濟體。

犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
犀牛盾CircularBlue™海洋廢棄物過濾平台初號機將出海試營運,盼解決沿岸海洋廢棄物問題。
圖/ 犀牛盾

他進一步指出,「其實這套系統不限於海洋,也可以在河川上。畢竟很多海洋垃圾是從河流來的。」未來若能推進到河川與港灣,將塑膠在進海之前就攔截下來,不僅有助於減少海洋污染,回收後的材料也更乾淨、更適合再生,步步朝向終極願景——隨著時間推進,海中垃圾愈來愈少,被撿起、回收後再生的塑膠會越來越多。

「我們已經證明兩件事的可行性:一端是產品的循環設計,一端是 AI 賦能海廢清理的可能性。」王靖夫笑說,塑膠管理命題不只為自己和公司找到新的長期目標,也讓他順利度過中年危機。「選擇改變,留給下一代更好的未來。」他相信,即便是一家做手機殼的公司,也能創造超乎想像的正向改變。

AWS 2025 亞馬遜港都創新日,集結產業先行者分享創新經驗。
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圖/ Amazon Web Services 提供

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