摘要：从晶体管诞生70年（集成电路诞生60年）以来，全球半导体产业以及主要厂商都经历了更迭起落。张忠谋回顾了这70年来全球半导体产业的十个重要创新，并指出现在与未来的创新成本与过去增加了很多，但该产业仍有创新空间，并会持续有厂商崛起与没落。
集微网消息，从1948年第一颗晶体管由贝尔实验室的 William Shockley , Walter Bardeen 和 John Brattain发明至今，可以说全球芯片产业迄今已有70年历史。而今年适逢集成电路发明60周年，张忠谋近日在SEMICON Taiwan 2018的“IC60 大师论坛”上回顾了他与集成电路发明人Kilby的一段往事。
60年前，27岁的他与集成电路发明人Jack St. Clair Kilby还是德州仪器(TI)的同事，1958年5月到9月期间，Kilby常常拿一杯咖啡到他办公室，通常是晚上5点半到6点的时候。当时Kilby说自己在做“integrated circuit”，1958年9月12日，Kilby展示了第一个集成电路。
图片来源：SEMI
从晶体管诞生70年以来，全球半导体产业以及主要厂商都经历了更迭起落。张忠谋回顾了这70年来全球半导体产业的十个重要创新：晶体管、Si晶体管、集成电路、摩尔定律、MOSFET/Si Gate/CMOS等MOS管技术、DRAM/闪存等存储技术、外包封装测试、微处理器、VLSI超大规模集成电路系统设计及IP和EDA设计工具兴起、晶圆代工模式兴起。
其中，1985年前后张忠谋就开始为专业晶圆代工业务模式开始奔走，当时正赶上许多就职于半导体大公司的设计工程师陆续出走创业，考虑到成本问题，他们通常不会再造一个晶圆厂。所以，找一家靠谱的晶圆制造厂合作成了他们的首选，这正好与台积电的商业模式对上。晶圆代工模式不仅带动了IC设计业者的兴起，也引导产业走向设计、制造、封测的专业分工模式。20多年来台积电成为该领域的绝对霸主，张忠谋也被誉为台湾的“半导体教父”、“芯片大王”。
Kilby发明的全球首款集成电路原型
“1948年贝尔实验室发表晶体管，让许多半导体公司受惠，早年成功的公司有德州仪器（TI）和仙童半导体(Fairchild)；TI 1954年发明硅晶体管，仅有TI得利；第三个创新为TI的Kilby在1958年发明集成电路，得利者为TI与Fairchild。第四个创新是摩尔定律，其最大意义是成为全世界半导体公司的监督者；而第五个创新是MOS管技术，此技术的出现让摩尔定律得以延续。”张忠谋解释说，“第六个创新为存储器。MOS管技术和存储器的创新让日本公司、英特尔和三星得利，但TI则因忽视了该技术而没落；第七个创新为外包封测试业务；第八个创新是英特尔于1970年发明微处理器，让英特尔脱颖而出；第九个创新则为超大型集成电路(VLSI)系统设计与IP及设计工具，让设计和制造制程得以分开，并由IC设计厂得利；而第十个创新就是我在1985年提出的晶圆代工营运模式，台积电为得利者，客户端IC设计公司则是更大的得利者，甚至整个社会都因此得利。”
从以上十大创新不难发现，这些创新技术活商业模式均发生在1985年以前。当运行近50年的摩尔定律即将逼近物理极限，终端市场对于芯片尺寸、效能及功能的要求却越趋严苛，产品生命周期节节缩短及少量多样且高度定制化的生产趋势，产业也将需要更多创新技术。
半导体产业未来变数看大陆和这些新兴技术？
张忠谋认为，在1985年之后，暂时没有看到能够与上述10个创新相提并论的，半导体业虽未再产生重要成果，但未来10到20年，半导体产业成长幅度会比全球GDP成长率高出200到300基点，整体半导体行业产值年增长率将达到5%~6%。
他指出，变数及变革主要来自几个方面。首先以中国大陆政府主导的补贴商业模式是否具有可持续性？阿布扎比也是这种模式。他举例说，阿拉伯联合酋长国中的阿布扎比，同样成立了ATIC创投公司专门并购海外优质半导体公司，包括买下AMD亏损的晶圆代工业务改名格芯，收购新加坡特许半导体与IBM半导体业务部门并于2010年合并，2014年宣布在纽约投资100亿美元建晶圆厂等。但就以上几个项目目前的状况，似乎都不能称之为成功的。
对于大陆，张忠谋质疑，技术不是大量投资就可以获得的。他表示，虽然大陆实施了一期大基金，二期大基金也即将推出，但目前中国半导体投资基金略显凌乱，很多基金没有落到实处，除了大基金和部分地方投资外，很多投资都严重缩水。作为大陆晶圆代工领头羊的中芯国际，与业内先进者仍有不小差距。
“真正的技术不见得是大量投资就可以获得的。”他表示。在面对各国政府大量投资并进行补贴的情形下，他对这些政策打上了一个大大的问号，“大陆，阿布扎比这两个地区的半导体厂商，到底谁能获利都还是未知数。”
不过变数也可能是另一个方向的，大陆半导体产业的崛起显然已不可阻挡。他指出，未来2.5D/3D封装、极紫外光EUV技术、人工智能、机器学习芯片(GPU、TPU)、芯片架构、C-tube和石墨烯等新技术的发展，不断演进未来可能出现的创新项目。
“虽然各项技术仍会面临盛衰，但未来创新的空间还是很大。”他强调。“现在与未来的创新成本与过去增加了很多，半导体产业料将出现更多的整并。但该产业仍有创新空间，并会持续有厂商崛起与没落。”
毫无疑问，集成电路的发明让科技有了进步的动能，更改变了文明的走向。通过智能化及数字化，半导体成长得以延续，但要使半导体产业持续保有改写历史的动能，更需要更多年轻一代人才的投入，传承过去这60年来永不设限的精神，无论他们是来自台湾，大陆，或是全球半导体产业。(校对/叨叨)
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