在1994 到2003年擔任臺灣工業(yè)技術研究院院長的史欽泰(Chintay Shih)先生在回憶臺灣半導體產(chǎn)業(yè)的往事時,這樣講道,“想法和建議都非常簡單(發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級)。只是強調(diào)這項技術對手表、游戲機和電腦這樣的消費電子產(chǎn)品很重要,對軍事、國防和工業(yè)也很重要。在那個時候大家也不太清楚想要創(chuàng)建什么樣的公司,什么樣的產(chǎn)業(yè)。他們的想法就是,把技術轉(zhuǎn)移到臺灣來(transfer in),然后把技術利用好,再轉(zhuǎn)移出去(transfer out)。”
這份建議書是時任美國無線電公司(Radio Corporation of America,RCA)微波研究室主任的潘文淵(Wen-Yuan Pan)受當時的經(jīng)濟部長孫運璿之邀編寫的。
臺灣半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展到今天,擁有最先進的工藝制造技術,占據(jù)全球代工50%的市場份額,離不開政府在頂層設計的產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)界一代代領軍人物的堅持不懈。
那么,臺灣在支持半導體產(chǎn)業(yè)方面,采取了哪些舉措,能從中汲取什么經(jīng)驗?這些產(chǎn)業(yè)政策的今天還可以復制嗎, 還是曾經(jīng)有過一個獨特的時間窗口?
筆者嘗試以重要人物和歷史事件為主線,按時間脈絡回溯從臺灣決定發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)到臺灣第一家半導體企業(yè)聯(lián)合電子的成立這段重要歷史。
科技之父李國鼎
李國鼎,擔任過臺灣經(jīng)濟部長、財政部長等要職,是從戰(zhàn)略層面規(guī)劃臺灣半導體產(chǎn)業(yè)的總設計師,被譽為臺灣“科技之父”。
1910年1月28日,李國鼎出生于南京的一個家境殷實的大戶。16歲那年,被國立東南大學(現(xiàn)東南大學)數(shù)學系破格錄取。在數(shù)學系待了一年后,李國鼎覺得實業(yè)救國,物理學更有用處,就轉(zhuǎn)入了物理系。20歲畢業(yè)于物理系之后,李國鼎曾在劍橋大學學習,進入卡文迪許實驗室,師從諾貝爾獎獲得者盧瑟福教授,從事放射性物質(zhì)粒子的研究。
1937年抗戰(zhàn)爆發(fā),李國鼎尚未畢業(yè)就毅然回國參戰(zhàn)。1948年,輾轉(zhuǎn)入臺,被當時臺灣的經(jīng)濟部長和財政部長尹仲容邀請加入“經(jīng)濟安定委員會“,這是一個規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展、籌資并輔助開辦工廠的政府機構。
50年代末60年代初,臺灣經(jīng)歷了幾次重大經(jīng)濟變革,國民黨在執(zhí)政方面更加注重經(jīng)濟穩(wěn)發(fā)展的議題。島內(nèi)資源有限,工業(yè)歷史相對較短,60年代末到70年代初,中小企業(yè)是經(jīng)濟發(fā)展的主要力量。在這20年里,臺灣實現(xiàn)了從以農(nóng)業(yè)和非制造業(yè)為主的經(jīng)濟,向以輕工業(yè)和勞動密集出口型企業(yè)為主的經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。
1964年,李國鼎在考察了當時亞洲迅速崛起香港和新加坡之后,提議在高雄建立加工出口區(qū)。在封閉的區(qū)域內(nèi)給予專營出口的企業(yè)政策和設施的便利,做到“投資人出入境簡便、物資進出口簡便、資金出入境簡便”,這在當時是非常創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)政策。此項建議于1965年落實,極大地促進了臺灣的出口導向型經(jīng)濟。
1966年,時任經(jīng)濟部部長的李國鼎組織了兩年一次的中國工程師學會(CIE)論壇,匯集了臺灣和海外的華人工程師。十年后,也就是在這個云集了當時優(yōu)秀的華人技術精英的論壇上,誕生了第一份“發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級”的建議書。
50年代,在朝鮮戰(zhàn)爭的歷史背景下,美國對臺灣大力軍事援助。但到了60年代,肯尼迪上臺,建議削減軍事援助金額以將更多的錢用于經(jīng)濟援助,尤其是開發(fā)貸款。由此美國援助政策開始由軍援為主向經(jīng)濟援助轉(zhuǎn)換。
我們知道早期的半導體企業(yè),比如英特爾、德州儀器等都是一家企業(yè)包攬了設計、制造、封裝測試所有環(huán)節(jié),被稱為垂直集成模式或者IDM模式(Intergrated Device Manufacture)。但從上世紀60年代開始,半導體大廠為了降低人力成本,開始把像封裝測試這種勞動密集型的后段環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)移到人力成本更低廉的亞太地區(qū)。
李國鼎認為,臺灣的半導體公司越多,與美國的經(jīng)濟關系越密切,臺灣地區(qū)就越“安全”。政府需要提供優(yōu)惠的產(chǎn)業(yè)政策鼓勵外資企業(yè)在臺灣設廠。
于是,在美國對臺政策轉(zhuǎn)換、半導體產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移以及臺灣產(chǎn)業(yè)政策的歷史背景下,1965年,美國芯片大廠Microchip在臺灣設立高雄電子,從事芯片封裝,成為封裝發(fā)展史上的一個里程碑。飛利浦、德州儀器等外國公司很快也在臺灣建立封測廠。
李國鼎是高瞻遠矚的學者型官員,為官清廉有風骨。他的一生推動了臺灣加工出口區(qū)、科學工業(yè)園區(qū)的建設,倡導信息技術和半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,是臺灣經(jīng)濟起飛的主要規(guī)劃者、決策者和實施者之一。
2001年,李國鼎去世。生前他沒從任何一家公司拿過股票和報酬。最大的遺愿只有一個:魂歸故里,歸葬大陸。
孫運璿與工研院的成立
李國鼎知道,臺灣經(jīng)濟只有超越簡單地封裝,才能保持增長。而實現(xiàn)這個目標離不開他在經(jīng)濟部的繼任孫運璿(xuán)。
孫運璿也是神童,14歲考取哈工大的預科。他從電氣工程師做起,在臺灣電力公司擔任過總工程師和總裁。1967年至1969年任交通部長,1969年至1978年任經(jīng)濟部長,1978年任行政院長,國民黨中央常委。
李國鼎在經(jīng)濟部只做了4年部長。很多人說,蔣經(jīng)國調(diào)離李國鼎去做財政部長,是為了打散李國鼎在經(jīng)濟界長期累積的人脈及影響力。
1969年陶聲洋接任經(jīng)濟部長,但不久因患大腸癌赴美治療,四個月后孫運璿接手經(jīng)濟部,一干就是9年。
1974年,在李國鼎創(chuàng)辦的中國工程師學會(CIE)論壇上,孫運璿遇到了美國無線電公司(RCA)的潘文淵,并委托后者撰寫一份關于以”臺灣產(chǎn)業(yè)升級“為主題的研究報告。潘文淵建議,重點發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè),技術從國外收購,政策上由政府成立專門機構實施。
當時,臺灣幾乎沒有大學能夠進行基礎科學研究,于是經(jīng)濟部把重點放在了發(fā)展應用研究上。經(jīng)濟部意識到,中小企業(yè)是當時經(jīng)濟的主體,在產(chǎn)業(yè)升級過程中,他們的研發(fā)能力非常有限。孫運璿希望政府成立機構作為橋梁,從國外引進的技術,從事產(chǎn)業(yè)研發(fā),再由本地企業(yè)進行商業(yè)化。
基于這種理念,臺灣工業(yè)技術研究院(ITRI)于1973年成立,由政府全額資助,隸屬經(jīng)濟部。工研院最初是由三個研究實驗室重組而成:聯(lián)合化學實驗室、金屬工業(yè)研究實驗室和采礦研究實驗室。孫運璿給與工研院高度的自主權,直接向他負責的經(jīng)濟部匯報。
孫運璿也因此被稱為“工研院之父”,但工研院的成立頗受非議。
孫運璿建議仿效韓國的“科技研究院”,成立以政府資金為主的半官方機構,突破當時的法規(guī)限制,高薪聘請科學家從事產(chǎn)業(yè)研發(fā)。當時臺灣當局的立法部門認為工研院市由政府出資,卻是公司法人地位,當局并沒有管理權而大力反對,“立委”稱此為“化公為私”,認為此例一開,將后患無窮。孫運璿多方奔走,與立法部門溝通,最后該案僅以勉強超過50%獲得通過。
在人才培養(yǎng)方面,政府大力投入。70年代中期,臺灣國家科學委員會(NSC)曾啟動了一項計劃,以促進當?shù)卮髮W的工程師培訓,為人才輸送管道提供補給。
產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)劃,一方面需要借鑒成熟的經(jīng)驗,另外一方面需要頂尖的專家來參謀。1979年,已經(jīng)是行政院長的孫運璿成立了科學技術顧問團 (Science and Technology Advisory Group - STAG)。由于島內(nèi)沒有半導體專家,這個智囊團全部由外國顧問組成,包括德州儀器公司前董事長帕特.哈格蒂(Pat Haggerty),美國國家科學院(National Academy of Sciences)院長弗雷德里克.塞斯 (Frederick Seitz),美國總統(tǒng)科學顧問委員會成員,也是IBM System/360項目開發(fā)的關鍵人物鮑勃.埃文斯(Bob Evans),貝爾實驗室執(zhí)行副總裁、通信工程先驅(qū)肯尼斯.G.麥凱(Kenneth.G.Mackay)。科學技術顧問團在半導體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局方面發(fā)揮了關鍵作用,為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的目標制定規(guī)劃細節(jié)。
此后,臺灣確定了從國外引進技術(主要是消費類芯片,例如電子表)發(fā)展半導體制造的計劃,經(jīng)濟部下屬的技術評估委員會(TAC)負責對國外技術進行評估。
當時有RCA的CMOS技術和休斯公司的集成注入邏輯(I2L)技術可以選擇。但無論是哪種技術,美國公司只愿意轉(zhuǎn)讓成熟的7微米技術,而當時美國最先進的技術是3微米技術。對于臺灣來說,成熟的技術優(yōu)勢更明顯:工藝穩(wěn)定,技術文檔豐富、技術人員熟練和制造設備成熟。
TAC選擇了RCA的CMOS工藝,而后來CMOS工藝的發(fā)展也證明這是一個富有遠見的選擇。
臺灣出資350萬美元,派出40多位研究人員去美國RCA引進全套技術,包括電路設計、光罩制造、晶圓制造工藝、封裝和測試技術,并且在協(xié)議中還規(guī)定RCA必須回購產(chǎn)品。
1976派員赴美RCA訓練。
當時,工研院建立的試驗線負責生產(chǎn)電子表芯片,制造良率很快就超過了 RCA,臺灣也一度成為電子表三大出口地區(qū)之一。
1978完成國產(chǎn)自制的第一批電子表集成電路,開啟我國制造集成電路產(chǎn)品的歷史。
經(jīng)濟部四年為工研院投資了1200萬美元,考慮到當時臺灣的經(jīng)濟水平,這是一項重大而有爭議的投資。
1979年至1983年是臺灣半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新階段。有兩個開創(chuàng)性的事件:新竹科學工業(yè)園的建立,聯(lián)合微電子公司(UMC)從工研院的分拆。
新竹科學工業(yè)園的愿景是為中小企業(yè)提供標準的工廠設施和優(yōu)質(zhì)的基礎設施。這將降低初創(chuàng)企業(yè)創(chuàng)業(yè)的門檻,快速形成產(chǎn)業(yè)上下游的集群。加上關鍵設備和商品的免稅、低息貸款和研發(fā)補貼,園區(qū)很快吸引了大批企業(yè)。
當時公司制度遠不像現(xiàn)代企業(yè)制度那么清晰。產(chǎn)品生產(chǎn)出來了,隨之而來的就是一系列收入、成本、利潤或者虧損歸屬的問題。政府可以劃撥研發(fā)預算,但是決不能虧錢;工廠運營,庫存管理,市場推廣,入駐的公司都是摸著石頭過河,沒想到工業(yè)園成為了初創(chuàng)企業(yè)學習經(jīng)營管理的平臺。
當時孫運璿掌控著中國臺灣的整個經(jīng)濟命脈,可他立下“不應酬 、不題字、不剪彩”三原則 ,并告訴子女不得從商。孫運璿終身沒買過一套房子。
聯(lián)電的誕生
2023年恰逢工研院成立五十周年(生日快樂?。哌^半個世紀的工研院,其發(fā)展史就是臺灣經(jīng)濟和科技成長的縮影。
“我們要借鑒工研院模式”,近些年在國內(nèi)產(chǎn)學研的座談會上經(jīng)常會聽到這句話。那么到底什么是(臺灣)工研院模式?
“為初創(chuàng)企業(yè)提供公共研發(fā)平臺”,“通過技術轉(zhuǎn)移將研發(fā)成果商業(yè)化”。似乎幾句話可以概括,國內(nèi)許多地方學得也很像,但目前還鮮有成功的企業(yè)是通過這種模式走出來的。
工研院模式下第一個分拆的公司是聯(lián)華電子(簡稱聯(lián)電,UMC)。
聯(lián)電成立于1982年1月1日,是臺灣本土第一家半導體企業(yè)。國資持股44%,私營企業(yè)持股45%。工研院把從RCA引進的產(chǎn)品技術和工藝技術低價授權給了聯(lián)電,同時還向聯(lián)電轉(zhuǎn)移了四十多位技術人員,甚至還包括初步市場化的10種產(chǎn)品。
通過銷售產(chǎn)品,聯(lián)電當年就達到收支平衡。1982年營收達新臺幣15億元(500萬美元),盈利能力在臺灣500強企業(yè)中排名第一。為了持續(xù)支持聯(lián)電,工研院將價值 4.1 億新臺幣的示范工廠從 7.5 微米升級到 3.5 微米,還將晶圓的尺寸擴大到 6 英寸。
但此時工研院繼續(xù)每月生產(chǎn)15,000片晶圓,這引起了聯(lián)電的強烈反對,因為雙方生產(chǎn)的是同樣的產(chǎn)品。
顯然,工研院和聯(lián)電對技術轉(zhuǎn)移后雙方的權利和義務劃分產(chǎn)生了分歧。聯(lián)電從消費級芯片中賺得盆滿缽滿,工研院作為技術的引入者,不繼續(xù)生產(chǎn)就意味著要放棄巨大的經(jīng)濟利益。
在深入地思考臺灣半導體產(chǎn)業(yè)的未來之后,工研院決定專心研究半導體工藝技術,不與分拆的公司(也是客戶)爭利。
工研院模式
工研院模式主導了臺灣半導體產(chǎn)業(yè)技術的商業(yè)化。但對于已有的企業(yè)來說,這種模式可能會制造未來潛在的競爭對手。即使在已有的企業(yè)尚未進入的研發(fā)領域,他們也不喜歡工研院培育潛在競爭對手。甚至有企業(yè)抱怨,工研院向二線企業(yè)技術轉(zhuǎn)移嚴重損害了他們的競爭優(yōu)勢,加劇行業(yè)“內(nèi)卷”,政府資源使用不當。
這也迫使工研院在選擇研發(fā)方向的時候,要同時考慮已有的成熟企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)的利益。如果是開發(fā)已有成熟企業(yè)的計劃布局的技術,就會被挑戰(zhàn),稱會擾亂競爭;如果是開發(fā)全新的技術,企業(yè)同樣也會批評是浪費公共資源或脫離實際。
為了平衡利益并減少企業(yè)的投訴,工研院定義了四類合作模式:
A類: 研發(fā)的技術已經(jīng)成熟,并且為整個產(chǎn)業(yè)服務。全部或大部分預算來自所服務的業(yè)務。
B類: 研發(fā)的技術只被少數(shù)公司擁有。資金由相關方提供。由于行業(yè)競爭、政府補貼等爭議,這一模式很快就消失了。
C類: 研發(fā)的技術來源是外資公司。資金由經(jīng)濟部提供,但需要調(diào)整它們的重點。
D類: 研發(fā)全新的技術,從事開拓性和創(chuàng)新性研究。這是工研院長期關注的重點,資金由經(jīng)濟部提供。
合作模式隨著臺灣產(chǎn)業(yè)的變化也不斷地演化。1978年,中小企業(yè)占據(jù)主導地位,臺灣公共研發(fā)支出占研發(fā)支出總額的68.5%,到了1988年,這一比例降至56.5%。到了1998年,隨著臺積電、聯(lián)電成長為大型企業(yè),推動了企業(yè)的研發(fā)資金增長,公共研發(fā)支出降到了39.2%。
在良性健康的機制下,一方面,工研院聚焦產(chǎn)業(yè)界共性的研發(fā)需求,不斷地為產(chǎn)業(yè)界提供創(chuàng)新性技術;另外一方面,少數(shù)企業(yè)在市場化競爭中脫穎而出,成長大企業(yè)后大力投入研發(fā)。
尊重人性:X + Y= 65
對于工研院來說,科研人員是生命線。通??蒲腥藛T的貢獻與其工齡成正比,所謂越老越吃香。但為了提高臺灣的半導體產(chǎn)業(yè)的技術能力和促進新技術的傳播,工研院希望保持一定程度的開放性和流動性,不僅允許而且鼓勵科研人員帶著科研成果進入產(chǎn)業(yè)界。
為了在向產(chǎn)業(yè)界開放技術和保有技術人才之間取得平衡,工研院制定了一些特殊的規(guī)定。
“X+Y = 65”就是其中之一:在工研院連續(xù)工作10年以上的,只要工作年限(X)加上年齡(Y)大于等于65歲,人員就有資格申請退休,并提前領取退休金。
這一規(guī)定首次提出是在1990年,工齡在5年以下的人員占職工總數(shù)64%。
規(guī)定的初衷是讓年輕的大學畢業(yè)生(25歲左右)工作20年,然后進入產(chǎn)業(yè)界。后來,從美國或其他技術先進國家的公司回來的中高級工程師或管理人員(通常在45歲左右)也可以加入工研院,并在那里工作10年左右,再回到臺灣的私營企業(yè)。后來,為了加強這一規(guī)定的吸引力,還擴大到了所有從私營企業(yè)返回工研院的員工。
雖然提前退休的金錢獎勵很有吸引力,但鄰近的新竹科技園內(nèi)的公司提供的股票期權往往更為誘人。隨著越來越多的科技公司的成功上市,經(jīng)驗豐富的工程師很容易被初創(chuàng)企業(yè)吸引,工研院人員流動率一度超過30%。
臺灣工研院開發(fā)新技術的效率和商業(yè)化能力被產(chǎn)業(yè)界廣泛關注。在實驗室提出想法,在中試線上進行研發(fā),最后在量產(chǎn)線上實現(xiàn),這一過程已成為臺灣半導體技術商業(yè)化的常規(guī)范式。
結語
臺灣在支持半導體產(chǎn)業(yè)方面,以政府為主導,發(fā)展出了獨特的技術戰(zhàn)略。政策上強大的激勵,一代官員的勤勉,成功把私人資本和商業(yè)化融入到半導體產(chǎn)業(yè)中。
我們知道,半導體產(chǎn)業(yè)的特征是技術密集、人才密集和資本密集。最初的技術來源是美國成熟的技術,隨后政府投入了巨大資本。2000年,臺灣就有了兩兆雙星,一個是半導體,另外一個是顯示面板。兩兆新臺幣相當于當時臺灣GDP的30%。如今顯示面板產(chǎn)業(yè)已經(jīng)向中國大陸轉(zhuǎn)移,半導體獨立支起了臺灣的科技產(chǎn)業(yè)(2021年臺灣GDP為21萬億,半導體產(chǎn)值4萬億)。
臺灣半導體產(chǎn)業(yè)的成功源自正確的選擇和持續(xù)的巨大投入。而在這背后,追求技術,敬畏市場,尊重人性的精神內(nèi)涵更值得我們尊重和學習。
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