第二章 從追趕到超越—積體電路產業技術在臺灣
第二節 政府與民間協力發展時期
臺灣積體電路產業發展的第二個時期,本論文整理為自1980年聯電成立之 後、至2000年政黨輪替做為第二個階段。這個時期可以說是積體電路產業在臺 灣蓬勃發展、落地生根時期。最具代表性公司就是聯電,聯電也是臺灣第一家民 營半導體公司,1982年1月使用7微米製程技術的四吋工廠開工,當年11月即突 破損益平衡。1983年營業額進入全國500大企業排名,獲利率排名第一。1985 年股票公開上市,是第一家上市的高科技公司。1989年六吋二廠落成啟用,1994 年八吋三廠正式開工,是全國首座量產之八吋廠。
在這個時期,有許多半導體設計公司成立。1982年起,包括太欣、矽統、
揚智等相繼成立。1987年電子所再衍生成立第二家積體電路公司—臺灣積體電 路製造公司(TSMC),從事半導體晶圓代工業務。同年華邦電子和華隆微電子公 司也相繼成立。1989年臺灣光罩公司成立。80年代成立的半導體製造公司還有 大王、漢磊、天下、茂矽、華智、國善、合泰、旺宏、德碁等。到了1994至1996 年間,又有另一波的半導體製造公司成立,包括由電子所次微米計畫所衍生的世 界先進公司,由聯華電子所衍生的聯誠、聯瑞、聯嘉以及力晶、南亞、茂德、世 大等。
臺灣在這個時期資訊與半導體產業蓬勃發展,受到1980年代IBM在個人電腦 (personal computer, PC)產品的市場策略影響。傳統上工業界都儘量保護自身產 品設計,IBM則是採用開放式策略,公開所有PC的設計資料與電路圖,歡迎業 界複製,在設計上也盡量採用業界常用的標準零件與電器規格,讓第三者容易以 快速與較低的成本複製,以圍堵當時PC的盟主蘋果電腦(陳熾成,2014:34)。
IBM這項策略為一向以模仿和製造見長的臺灣電子工業,創造了產業開枝散葉、
事業版圖大幅擴張成長的機會。
由於全球的PC需求迅速成長,與PC相容的資訊產品及零組件在臺灣生產製 造,同時也對半導體業帶來相當大資源挹注及成長的動能,尤其是PC的標準化 產生了無晶圓IC設計業(fabless IC design house),使得積體電路產業由設計製 造垂直整合(integrate device manufacturer, IDM)模式,走向水平分工(horizontal division),產生了對晶圓代工生產、IC封裝、測試等專業代工的需求。同時也促 成原有的IDM廠如聯電,將原有的產品設計事業部分分割獨立成幾個IC設計公司,
促成國內IC設計產業蓬勃發展。
有了前一時期技術引進的成功經驗,及全球PC產業的蓬勃發展,臺灣民間 開始具備蓬勃的產業發展動能,這可以從幾個面向來看,首先在於人才,有了聯 電成立的成功經驗,就積體電路產業對人才產生磁吸效果,國內相關大學科系畢 業生,以至工研院、電子產業工作為目標。除此之外,也吸引許多海外歸國學人 投入該項產業。其次國內外投資人對於該項產業發展具備信心,也願意投資該項 產業,使得產業發展資金不虞匱乏。所以相較於前一個時期,民間參與力量增加,
也促使產業日益成長茁壯,所以本論文稱這個階段為公私協力發展時期。
政府在這個階段的角色,除了繼續投注資源、扶植產業發展外,隨著民間部 門投入的情況越來越踴躍,產業架構的完備,也是這個時期政府必須介入推動的 重點,以因應產業投資規模日益龐大,建構日後可長可久的發展基礎。所以這一 節將分為兩個部分做討論,一是政府仿照聯電成立模式,繼續用大型計畫投入資 金,引進技術及培育人才部分,我們從這個時期政府推動的計畫,可以發現相較 前一時期RCA計畫,政府推動的力道及成效在轉變。
另一是產業發展架構部分,畢竟積體電路產品主要都是外銷,生產規格及技 術要求勢必要和國際接軌,甚至當國內生產達一定規模後,競爭對手將來自於世 界各先進國家,如何建構適合全球競爭的產業環境,將國內產業進一步由國內推
向國際,此部分國家也需要扮演重要角色,只是需求及改變的動力主要來自民間,
因為產業蓬勃發展之後,產業有其發展上的需求需要政府制定政策及遊戲規則,
以塑造更適宜產業發展的環境,包括健全的法規環境,這個部分我們將探討公私 部門如何合作,建構產業發展架構及基礎。
壹、 政府計畫引領產業發展
有了聯電的成功案例,對於政府扮演引領產業發展角色,透過研究計畫,匡 列經費及相關資源,以培育產業發展所需之人力及技術,進而移轉民間的技術引 進模式,官方及民間都抱持正面的態度。其次,該技術引進模式的建立確實也成 功地帶動國內產業發展,給予政府繼續提出大型產業發展計畫之信心及動機,民 間特別是剛萌芽的積體電路產業,也期待有新的政策及資源繼續投入、以扶植產 業發展,所以政府在這個時期,共推了四個大型計畫,包括:LSI技術發展計畫 (1979-1983) 、 VLSI 技 術 發 展 計 畫 (1983-1988) 、 次 微 米 製 程 技 術 發 展 計 畫 (1990-1995)、及深次微米製程技術發展計畫(1997-2000)。計畫時程及衍生公司 參見圖2-2框示部分,2000年以後之計畫將於下一節做討論。
圖 2- 2 政府推動積體電路大型研究計畫歷程圖
這四個計畫都是由政府投入資源,透過學研單位及海外學人來推動,目的在 引進國外產業技術、特別是國內產業界需要的關鍵技術,成果產出都是希望能夠 成立公司,將技術發展成熟,將產業人才及設備一同移轉民間。有趣的是,這四 個計畫政府投入金額是越來越龐大,但是產業化效益卻是遞減,所以在這個時期 之後,就再也不見政府投入的大型資金、以成立公司為目的來扶持產業發展的大 型計畫,之後政府的計畫主要在於補助產學研單位的個案計畫,目的以人才培育、
及技術改良與新產品開發為主。從這個時期政府政府推動計畫的成效來看,可以 看出政府主導產業發展的能力逐漸在衰退。以下將依序介紹四個計畫,推動目的 及成果。
一、 電子工業研究發展第二期計畫(1979-1983)
電子工業研究發展第二期計畫,顧名思義,就是延續前一期計畫,也是與 RCA公司的合作計畫成功設置示範工廠後,協助聯華電子股份有限公司發展之 外,主要的進展就是發展IC設計及測試技術的開發,CAD能力的構建,光罩製 造能力的養成,高科技的開發,人才的培育工作等(陳修賢,1987:107)。這些 都是移植半導體產業鏈必要的部分,在前一個時期重點放在製造技術,包括晶圓 製造良率提升及引進光罩技術等,第二期除繼續強化製造技術外,也開始向前段 設計及後段測試相關技術延伸,以發展完善整體產業架構及培育相關人才。
(一)共同設計中心
工研院第二個四年的IC技術研發計畫,以設計自動化技術為主題。積體電路 產品的研發,往往需要透過設計技術,依照未來產品的功能及規格需求,開發出 新的IC產品,所以IC設計比起製程技術,對於新產品的開發,扮演更重要的關鍵 角色。這個計畫的成果就是1985年工研院成立「共同設計中心」,臺灣這時才 算正式開始訓練IC設計人才(張如心等,2006:123)。
(二)技轉光罩技術
光罩部分則是電子所在1980年與美國Electromark公司簽約,購買光罩製造 設備,並進行製造技術移轉。經過一年的準備期,在1981年7月正式對國內業者 提供光罩服務。同時為了配合國內發展VLSI製造技術之需要,又在1985年引進 更為精密的電子束(E-beam)光罩技術(楊丁元、陳慧玲,1996:174)。建立自主 的光罩製造技術,對於IC產業而言,一方面可以制衡國外光罩製造公司價格,另 一方面,由於有本土提供的光罩製造服務,也使廠商可將製程縮短至兩星期左右 (Meaney, 1994:180),大幅提升了產業競爭力。
1979年政府投資15億元,分四年建立積體電路及微處理器的一貫作業體系,
計畫內容包括維護加強工研院電子工業研究中心任務,加強國科會對各大學的電 子科技研究計畫支援,邀請有技術與經驗國外學人,回國與政府共同投資,鼓勵 在新竹科學工業實驗園區設廠等(吳政憲,2016:201)。透過計畫的推動,吸引 如美商王安電腦公司、德州儀器等公司來台投資。
在這個時期,IC設計衍生太欣半導體及合德積體電路兩家企業(楊丁元、陳 慧玲,1996:174),兩家公司的技術及成員都是由工研院電子所衍生而出的,
其中太欣半導體是國內第一家成立的IC設計公司,創辦人之一王國肇先生也是 RCA人才培育計畫赴美成員之一。IC設計公司的成立除了代表臺灣積體電路產 業規模的擴大,往產業鏈上游延伸;同時比起前一階段製程技術,此階段又多引 進幾項半導體產業鏈的關鍵次產業,像IC設計及光罩等半導體產業關鍵技術,使 整個產業鏈更形完備,減少對國外技術的依賴。最重要的也是與前面RCA計畫 相同,透過計畫的推動培育多元的產業人才,為未來的產業發展奠定良好的基 礎。
二、 VLSI 技術發展計畫(1983-1988)
經過前兩個計畫的推動,國內半導體產業開始蓬勃發展,聯電等幾家新成立 的公司都發展得不錯,像1983年因為電話IC熱賣,聯電業績不斷攀升,國內對 發展積體電路產業深具信心。為趕上世界的主流水準,1982年行政院科學技術 顧問組建議政府將IC技術提升至「超大型積體電路」(very-large-scale integration, 簡稱VLSI)的1微米。這項建議得到行政院長孫運璿的支持,但是研究主題還是科 學技術顧問組及工研院電子所爭論的對象,科技顧問組認為應開發記憶體IC,並 量產DRAM等標準型記憶體,但電子所主張應延續第一期與第二期計畫,開發特 殊應用IC(ASIC)等邏輯型IC(Mathews and Cho, 2000: 169)。最後考量當時臺灣 半導體產業技術基礎薄弱,還是延續前兩期計畫軌道,繼續發展邏輯型IC。
經過前兩個計畫的推動,國內半導體產業開始蓬勃發展,聯電等幾家新成立 的公司都發展得不錯,像1983年因為電話IC熱賣,聯電業績不斷攀升,國內對 發展積體電路產業深具信心。為趕上世界的主流水準,1982年行政院科學技術 顧問組建議政府將IC技術提升至「超大型積體電路」(very-large-scale integration, 簡稱VLSI)的1微米。這項建議得到行政院長孫運璿的支持,但是研究主題還是科 學技術顧問組及工研院電子所爭論的對象,科技顧問組認為應開發記憶體IC,並 量產DRAM等標準型記憶體,但電子所主張應延續第一期與第二期計畫,開發特 殊應用IC(ASIC)等邏輯型IC(Mathews and Cho, 2000: 169)。最後考量當時臺灣 半導體產業技術基礎薄弱,還是延續前兩期計畫軌道,繼續發展邏輯型IC。