台積美國廠良率為何能比台廠還讚?不只台積,力晶、德碁也知道的業界秘密
台積美國廠良率為何能比台廠還讚?不只台積,力晶、德碁也知道的業界秘密

台積電在美國亞利桑那州的第一座晶圓廠,試產的晶片良率比台灣同類型設施高出約4個百分點,讓許多人非常驚訝。是什麼原因成為台積電推動美國晶片製造的一大突破?關鍵就在於「孿生」的威力。

台積電美國廠良率竟能「輾壓台廠」,為什麼?

日前根據國際媒體報導,台積電美國總裁凱西迪(Rick Cassidy)於2024年10月24日表示,台積電在美國亞利桑那州的第一座晶圓廠,試產的晶片良率已高於在台灣同類型、類似製程的設施,成為台積電推動美國晶片製造的一大突破。

凱西迪在一場網路研討會上說,台積電鳳凰城晶圓廠生產的晶片,良率比台灣同類型設施高出約4個百分點。

這似乎顛覆大家的刻板印象。在很多人的想像中,在美國運作的晶圓廠良率一定較台灣同級晶圓廠低,否則台灣半導體製造的競爭力,怎麼能超越美國、技冠全球呢?

TSMC.jpg
孿生晶圓廠可以傳承原來的運作經驗,讓員工運作駕輕就熟,一開廠就有令人驚豔的良率。

先盤點台積電海外設廠歷程,全球龍頭累積了哪些經驗?

事實上,台積電亞利桑那州廠的優越表現,正突顯了台積電在晶圓廠的建造上,已經累積無數的經驗與know-how。儘管遠赴他鄉建廠,遭遇不少水土不服的阻饒,仍能夠循公司的SOP(標準作業程序)與經驗,有條不紊地興建晶圓廠。

在「地緣政治」的影響尚未發威之前,台積電主要的晶圓廠皆在台灣興建,不過為因應客戶需求,也有數度到海外設廠。

台積電海外設廠.jpg
圖/ 數位時代

1996年台積電與美國客戶ADI、Altera等合資成立WaferTech,到美國華盛頓州Camas市興建8吋晶圓廠,這是台積電首度踏出國門到海外設廠。

原先台積電對美國廠有美好的期待,無奈現實很殘酷,台積電美國廠營運遭遇很多困難,經營績效不佳,長期虧損居多。

之後,合資夥伴退出,WaferTech由台積電擁有100%股權。2023年12月,WaferTech改名為TSMC Washington,突顯是台積電轄下的子公司。

1999年,台積電與飛利浦半導體公司及新加坡經濟開發投資局,共同投資成立SSMC,在新加坡興建8吋晶圓廠。

2003年,台積電於到上海松江興建8吋廠,這是台積電首度到中國設廠。

2016年,台積電宣布投資30億美元,在南京興建12吋晶圓廠及設計服務中心,該晶圓廠導入16奈米製程,是當時中國最先進的晶圓廠。此時美中關係融洽,台積電到中國設廠,沒有受到美國的制肘。

有了這幾次到海外設廠的經驗,台積電累積不少海外設廠經驗,對台積電赴美國亞利桑那州設廠有一定的幫助。

除了前期因不熟悉美國及亞利桑那州的法令,以及對美國工會的運作不熟悉,讓台積電在亞利桑那州設廠之初,遭遇不少阻礙。之後,台積電一一克服,如「倒吃甘蔗」漸入佳境。台積電亞利桑那州廠於2024年年底開始試產,並傳出良率比台灣高的訊息。

延伸閱讀:開發分AB組、見家人得申請⋯軍事化管理造就「三星帝國」,如今獲利大衰退!三星怎麼了?

台積亞利桑那州良率比台灣高,是「孿生」的威力

最近媒體訪問曾到台灣受訓之後返回美國工作的美籍員工,該員工說台積電美國廠的設備、擺設與台灣的晶圓廠「一模一樣」,令人十分熟悉。

由此可見台積電美國廠與台灣台南的5/4奈米廠是「孿生晶圓廠」,亞利桑那州廠是台灣廠的「復刻版」,不僅所有的設備完全相同,而且擺設排線也完全相同,讓在晶圓廠內工作的員工,有種無法分辨「身在台灣或美國」的錯覺。

這種孿生晶圓廠可以傳承原來的運作經驗,讓員工運作駕輕就熟,一開廠就有令人驚豔的良率。

台積電美國新廠
圖/ 台積電LinkedIn

其實不只台積電,台灣許多跨出海外的科技公司都善用這樣的「復刻大法」。

記得力晶第一座8吋晶圓廠,與當時的技術授權三菱電機(MITSUBISHI Electric)在日本熊本的8吋廠也是「復刻版」。當時力晶的高層很興奮地說,力晶晶圓廠開出的良率非常好,勝過三菱電機的熊本廠。奠定台灣人在半導體製造的優良基礎。

目前已併入台積電的德碁半導體,當時德碁總經理陳心正曾跟我說,原本他以為只有像日本人那種一絲不苟的工作態度,方能使DRAM晶圓廠運作順利維持良好的良率,沒想到台灣員工也能讓DRAM廠的生產有高良率、高生產績效。

這是1990年代的故事,台灣剛大舉踏入半導體製造業,藉由技術母廠的幫助,加上台灣人的勤奮,讓半導體製造業在台灣生根茁壯。

台積電今天能笑傲晶圓代工產業,成為先進製程的領導者,昔日奠定的深厚基礎的「前輩」功不可沒。

延伸閱讀:
「老曹,你太不夠意思了!」一則聯電小故事,透露台積電難以取代的優勢
全球半導體產能40年大風吹!從茂矽創辦人蔡南雄身上,看見台灣崛起關鍵

關鍵字: #台積電(tsmc)
往下滑看下一篇文章
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁
總統科學獎揭曉!梁賡義院士、葉均蔚院士用創新與堅持,寫下臺灣科學光輝新頁

【總統科學獎】宗旨在於提升臺灣在國際學術界之地位,獎勵數理科學、生命科學、人文及社會科學、工程科學在國際學術研究上具創新性且貢獻卓著之學者,尤以對臺灣社會有重大貢獻之基礎學術研究人才為優先獎勵對象。

2025年11月11日,總統科學獎頒獎典禮於總統府正式舉行。2001年設立、每2年頒發1次的總統科學獎,今年已邁入第13屆,本屆的2位獲獎者,分別是生命科學組的院士梁賡義、工程科學組的院士葉均蔚。2位臺灣的科研泰斗,不僅全心全意投入創新,更樹立了典範,成為所有科研人員的榜樣。

總統賴清德在致詞時,引用諾貝爾和平獎得主曼德拉(Nelson Mandela)的話指出:「在事情完成之前,一切都看似不可能。這說明了2位院士的故事,他們對未知世界保持熱情、好奇,認真從基礎研究做起,並堅持努力到最後一刻,成功終將屬於他們。」

2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
2025年總統科學獎得主,生命科學組 梁賡義 院士(右)、工程科學組 葉均蔚 院士(左)。
圖/ 數位時代

梁院士開創廣義估計方程式 ,加速新藥問世,造福千萬病患

從數學跨足生物統計、再投身高等教育與國家衛生的梁院士,從小就喜歡數學的嚴謹,在美國華盛頓大學攻讀博士期間,因為接觸到當時炙手可熱的「存活分析」,進而對生物統計產生興趣,「投入『生物統計』是條不歸路,因為我發現,統計工具的發展,可以對人類健康有間接幫助。」後來,他前往美國約翰霍普金斯大學任教,又與同事Scott Zeger研發出新的統計方法「廣義估計方程式」,突破了傳統分析方法必須假設所有樣本獨立的侷限,讓長期追蹤資料的解讀更嚴謹,也成為全球健康研究不可或缺的工具。

梁院士研究做得出色,卻不只將心力擺在學術上,他更心心念念著臺灣的發展,持續關心高等教育、國家衛生等領域。他在美國任教的28年間,幾乎年年暑假,都返國舉辦研討會,分享國際生物統計和流行病學的新知。2010年,他乾脆辭去教職,回臺擔任國立陽明大學校長,將陽明大學打造成醫學、人文並重的全人大學。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予梁院士。
圖/ 數位時代

2017年,他又接下國家衛生研究院院長一職,並在新冠肺炎爆發期間,擔任中央流行疫情指揮中心研發組組長,與阿斯特捷利康(AstraZeneca)簽約,採購1千萬劑疫苗,完成防疫任務,「所以獲得總統科學獎,不僅是個人的榮耀,更是國家對全人教育的推動、公共衛生實踐,以及任務導向的研究重要性的肯定。能在其中有一些貢獻,我深感榮幸。」

高熵合金之父葉院士,堅持不懈打破材料學定律

被譽為「高熵合金之父」的葉院士,打破材料學界以1~2種主元素為基底的傳統,開創出能讓數十種元素混合的「高熵合金」,為元素週期表注入嶄新生命力,在半導體、智慧機械、綠能科技、國防與生醫等領域帶來突破性的應用。過去合金多以單一金屬為主,再加入少量元素微調性質,金屬種類愈多反而愈脆、延展性與硬度下降,使應用受限;然而高熵合金卻反其道而行,以4、5種以上金屬融合,展現出更佳的延展性、耐腐蝕性與硬度,重新定義合金的可能性。

令人驚訝的是,30年前葉院士提出高熵合金構想時,曾被質疑「觀念錯誤、毫無可能」。他不畏質疑,透過紮實的實驗與論證,於2004年一口氣發表5篇高熵材料論文,為高熵合金命名、定義並奠定理論基礎,後續更平均每年發表逾10篇研究,提出高熵效應、嚴重晶格扭曲效應、緩慢擴散效應與雞尾酒效應等核心概念,開創全新的材料科學典範。

數位時代
賴總統親自頒發「2025年總統科學獎」殊榮予葉院士。
圖/ 數位時代

如今,高熵合金不只在學界掀起熱潮,更成功落地產業。「學以致用非常重要!」葉院士強調,學術研究不該停留在象牙塔,而應投入產業、協助解決關鍵瓶頸。他不僅與國立清華大學共同成立「高熵材料研發中心」,也創辦全球首家高熵材料公司,推動技術轉移與產業升級,讓高熵合金真正走向世界舞臺。

所有總統科學獎得獎人的科學成就及重要貢獻,不僅提升臺灣學術聲譽及國際競爭力,對於增進人類生活福祉更有深遠的影響,實為臺灣學術界的最高典範。而本屆梁院士、葉院士2位得獎人終身投入科學探索、人才培育的成果,嘉惠了整個社會,更成就跨世代的深遠影響,為臺灣科學寫下光輝一頁。

【總統科學獎委員會 廣告】

登入數位時代會員

開啟專屬自己的主題內容,

每日推播重點文章

閱讀會員專屬文章

請先登入數位時代會員

看更多獨享內容

請先登入數位時代會員

開啟收藏文章功能,

請先登入數位時代會員

開啟訂閱文章分類功能,

請先登入數位時代會員

我還不是會員, 註冊去!
追蹤我們
進擊的機器人
© 2025 Business Next Media Corp. All Rights Reserved. 本網站內容未經允許,不得轉載。
106 台北市大安區光復南路102號9樓