台灣的晶片優勢終將易主，而全球化已成過去
訪談來源：MIT Manufacturing@MIT 傑出演講者係列(2023年11月）
主持人：John（開場介紹）、Cindy Barnhart（麻省理工教務長，致歡迎辭）
嘉賓：張忠謀（Morris Chang），台積電（TSMC）創辦人、前董事長兼執行長
原視訊：https://www.youtube.com/watch?v=r_8XClnnvIk
張忠謀 1931 年出生，先自哈佛轉入 MIT，取得機械工程學士與碩士（SB '52、SM '53、ME '55），後獲史丹佛大學電機工程博士。他曾在德州儀器（Texas Instruments）效力 25 年、執掌全球半導體業務，1987 年創辦台積電，以「純晶圓代工」這一開創性商業模式重塑了全球半導體產業——如今台積電是全球最大、最先進的晶片製造商，市值約 5000 億美元。這場 2023 年 11 月的演講，是年逾九旬的他對自己「晶片人生」的一次系統回望與前瞻。
TL;DR：張忠謀的核心觀點
- 台灣的晶片製造優勢，本質是「經濟發展階段的紅利」。美國在 1950、60 年代也享有過完全相同的優勢，這種優勢終將轉移到下一個國家——也許是印度、越南或印尼，時間在 20 到 30 年後。
- 對晶片產業而言，全球化、自由貿易、自由市場「已成為過去」。各國紛紛轉向補貼、本土化、回岸製造，而這會讓全球晶片業更低效、也更脆弱。
- 摩爾定律能撐 50 年，一半靠運氣。摩爾 1965 年做預測時 MOS 工藝尚未問世，是 MOS 的橫空出世才讓電晶體密度一路從 1000 漲到百億級。
- 台積電成功的秘訣極其簡單：只做「晶圓製造 + 先進封裝」這一小塊。把 IDM 全鏈條裡一度「最不性感」的環節做到極致，事後卻被證明是整個產業的心臟。
- 台灣真正的護城河不是工程師，而是「訓練有素的技師和操作員」。他們不輕易離職、流動率極低，這是製造業最難複製的部分（李錄近期在哥倫比亞大學演講提到，做晶片的都有一個共同點，“都使用筷子”）。
- 學習曲線只在「同一地點、同一批人」之間有效。台積電把工廠集中在三座以高鐵相連的城市，靠地理集中把經驗曲線吃到極致。
- 國家安全壓倒一切。儘管產業政策會損害效率，但「沒有國家安全，我們珍視的一切都會失去」，所以他寧可接受更貴的晶片，也要避免冷戰。
一、開場：兩次沒考過博士資格考試，竟成了一生最大的幸運
主持人： 這場演講屬於 Manufacturing@MIT 傑出演講者係列，由麻省理工教務長 Cindy Barnhart 做正式介紹。她回顧了張忠謀與 MIT 的深厚淵源：從哈佛轉入 MIT 取得機械工程學士與碩士，之後投身產業界並獲史丹佛電機工程博士；在德州儀器任職 25 年、執掌全球半導體業務，預見到亞洲先進製造的潛力，遂於 1987 年創辦台積電——如今這家公司已是服務蘋果、汽車與超級電腦的 5000 億美元級巨頭。
張忠謀： 我 1950 到 1955 年在 MIT，住過好幾個宿舍，包括 Graduate House、Baker House。今天午餐時，一位教授問我「台積電有沒有什麼事想重來」，我回答說沒有；但沒人問我「MIT 有沒有什麼想重來」——如果有人問，我會說有：「我會更用功一點。」（"I would have wanted to study harder."）我兩次沒考過博士資格考試，這已經是學校允許失敗的最大次數。當時我一點也不覺得幸運，但晚年回頭看，「這是我一生中最幸運的事。」（"That was the luckiest thing that ever happened to me."）因為那次失敗改變了我人生的核心走向。我還得坦白一件事：兩年半前我做了髖關節手術，一直沒完全恢復——「如果醫生告訴你髖關節手術能恢復，你年輕他說得對，但像我這樣 90 歲的人，他是在撒謊。」（"If your doctor tells you that you can recover from a hip joint surgery, he may be right if you're young — but if you're a 90-year-old like I was when I had the surgery, he was lying."）
二、晶片如何變得無處不在
張忠謀： 我 1985 年到台灣創辦台積電時，晶片遠沒有今天這麼普及。那時沒有手機，電腦通常也只有公司、大企業才買得起，而非個人。所以我向台灣商界和公眾做演講時，只能拿最樸素的東西打比方——「如果你有一塊電子錶，你就隨身帶著一顆半導體」（"If you have a watch — a digital watch — then you are carrying a semiconductor with you."）——而當時連有電子錶的人都很少。但過去 40 年，情況徹底改變了：「從國防上的導彈制導，到日常生活中的洗衣機，晶片無處不在。」（"In national defense — missile guidance; in daily life — smartphones, cars, even washing machines."）今天，國防要靠晶片制導，工業與商業靠電腦，日常生活靠智慧型手機、汽車甚至洗衣機，全都離不開晶片。「在發達國家，約 25 億人每天的日常生活都離不開晶片。」（"In the developed world — approximately two and a half billion people — nearly every person uses chip products in their day-to-day life."）
三、晶片簡史：從電晶體到積體電路
張忠謀： 半導體這個詞，「1949 年我剛到美國時，只有物理學家和少數化學家知道它是什麼」（"When I first arrived in the United States in 1949, only the scientists — only the physicists and some chemists — knew what a semiconductor was."）。直到 1947 年，肖克利、巴丁和布拉頓在貝爾實驗室發明了電晶體——這項成果拿了諾貝爾獎。1952 年，AT&T 做了一個相當無私的決定：「認為電晶體太重要、不該只留給自己，於是把技術授權給了 RCA、通用電氣、IBM 等大公司」（"They decided that the transistor was too important to keep to AT&T, so they licensed the technology to various companies."），也包括當時名不見經傳的德州儀器。1958 年，傑克·基爾比（Jack Kilby）加入德州儀器——我們同一個月入職——幾個月後他就發明了積體電路；幾乎同一時間，仙童公司的羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）也獨立發明了積體電路。諾獎只頒給了基爾比，因為諾伊斯在 1990 年前後去世了；基爾比在獲獎感言裡說，「如果諾伊斯還活著，這個獎該由兩人分享。」（"If Bob Noyce were still alive, he would have shared the Nobel Prize with him."）
四、從雙極到 MOS：摩爾定律為什麼能撐 50 年
張忠謀： 1965 年，戈登·摩爾（Gordon Moore）預言，晶片上的電晶體數量每 1.5 到 2 年翻一番，這就是後來的「摩爾定律」，而且奇蹟般地成立了 50 年。我用一個例子說明它的威力：如果你兒子今天出生，你給他 1 美元，按「每年翻一番」的速度，50 歲時他就是億萬富翁，70 歲時就是兆富翁。到 1960 年代後期，幾乎所有晶片都是雙極（bipolar）工藝，美國公司主導製造；一顆典型的一平方釐米晶片，雙極工藝最多做到約 8000 到 1 萬個電晶體——「我試過在雙極晶片上放 1 萬個電晶體，失敗了」（"I tried to put 10,000 transistors on a bipolar chip — and I failed."），同一時期英特爾也失敗了，於是我們都轉向 MOS。MOS 是 1960 年代末才問世的，能做出比雙極更小的電晶體。「摩爾定律能成立 50 年，其實是摩爾的一點運氣」（"So in a sense, Gordon was a little lucky."）——他做預測時 MOS 還沒發明，是 MOS 工藝讓電晶體密度從 1970 年的 10³ 一路漲到今天的 10¹⁰。「現在台積電做得最密的晶片，單顆就有近 200 億顆電晶體。」（"The most dense chips that TSMC makes have almost 20 billion transistors on one chip."）
五、半導體人的兩代人：從物理學家到電腦科學家
張忠謀：隨著晶片變得複雜，技術的重心從「製造」轉向「架構與設計」，這是個非常重要的轉折。第一代半導體人主要是物理學家、化學家和電機工程師，研究怎麼把電晶體和積體電路做出來；「我是第一代」（"I'm the first generation."），我剛入行時晶片上只有寥寥幾個電晶體，我不想做那麼簡單的活，「就專攻怎麼把它們做得更複雜」（"I worked on how to make them — how to make them more complex."）。後來就得有人去設計、去架構這些複雜電路，這就是第二代——英特爾做微處理器的人、高通、博通的人，他們不再是物理學家，而是電腦科學家。「他們在家就能思考、做設計，甚至不必踏進工廠」（"They think at home — they don't have to work in the factory."）——而我們第一代人，是必須下工廠的。
六、日本挑戰為何熄火：廣場協議
張忠謀： 1970、80 年代，日本企業對晶片製造領導地位發起挑戰，但這場攻勢在 1990 年代初熄火了。原因眾說紛紜，但「最重要的原因之一，我認為是廣場協議（Plaza Accord）」（"One of the most important reasons, I think, was the Plaza Accord."）。這份協議在 1985 年達成——正好是我去台灣的同一年，兩者沒有關係，純屬巧合。「廣場協議讓日元匯率在兩年半里幾乎翻了一倍」（"The exchange rate was almost doubled in two and a half years."）：1985 年還是 250 日元兌 1 美元，兩年半後就變成了 100 出頭。面對這樣的匯率衝擊，「日本不得不收縮」（"The Japanese had to fold up with the exchange rate."）。當然還有別的原因，但日本攻勢就此在 1980 年代末、1990 年代初偃旗息鼓——這段「從德州到台灣、途經日本」的細節，因時間關係我今天就不展開講了。
七、台積電與晶圓代工模式：劃掉一條紅線
張忠謀： 台積電的貢獻，用一張圖就能講清楚。「舊的商業模式是 IDM（整合元件製造商）——同一家公司什麼都干」（"The old business model: the same company would do everything."）：既做研發與設計，又做晶圓製造，再做封裝測試，最後自己賣。這些 IDM 大多還自己開發設計工具，只有 Cadence、Synopsys 這類公司專門做 EDA 工具。「台積電做的，只是把那道紅線框住的部分挑出來：晶圓製造的研發與先進封裝。」（"The only thing TSMC did was to pick the part enclosed by the red line — wafer-fabrication R&D and advanced packaging."）當時人們並不認為這塊是「心臟」——「台積電靠它成功之後，大家才說，原來那才是 IDM 業務的心臟」（"After TSMC took it and succeeded with that business model, people began to say — that's the heart of the IDM business."），甚至開始有點眼紅。晶圓代工，就是那道紅線框住的全部。
八、台灣優勢一：不止工程師，還有技師和操作員
張忠謀： 台灣做晶片製造有什麼特別之處？首先是人才——工程師、技師、操作員的穩定供應，我特別強調後兩者。「我們談教育，總在談精英教育，像 MIT 給學生的那種」（"When we talk about education, we usually emphasize education of the elite — like the kind MIT gives its students."）；但台積電為什麼能在台灣成功？「因為它還能從大量職業學校，招到訓練有素的技師，甚至訓練有素的操作員。」（"TSMC also gets well-trained technicians, and even well-trained operators, from a lot of trade schools in Taiwan."）這些學校離 MIT、哈佛十萬八千里，他們的學生只想靠手藝謀一份體面的生活，成為技師甚至操作員。台灣其實沒有專門培養操作員的學校，但人們願意做操作員——「他們不輕易離職，幾乎像日本人一樣」（"They don't turn over — they're almost like Japan."），不會一有更高薪水的工作就跑。明天我將在亞洲協會談教育，屆時我會再強調這一點：精英教育之外，這批踏實肯幹的技師和操作員，才是製造業真正的底座。
九、台灣優勢二：低流動率——日本的經驗與德州的教訓
張忠謀： 我在德州儀器管工廠時深有體會。在休斯頓、達拉斯的工廠，我一走進去，操作員們就抬頭好奇地打量我這個新訪客；而「走進日本工廠，沒有一個操作員抬頭看我」（"When I walked into a Japanese plant, no operator ever looked at me."）。我問經理流動率多少，他說：這些年輕女操作員，「除非結婚，否則不會離職」（"They don't leave unless they get married."），一年只有約 2%。而德州呢？經濟不景氣、工作難找時是 15%，行情好時能到 25%——一有更高薪的工作，她們就跑了。這是致命的，因為「訓練一名操作員至少要三個月，25% 的流動率意味著你根本做不成製造業」（"It takes about three months at least to train an operator, and with a 25% turnover rate you can't do any manufacturing."）。我還記得基爾比當年的感嘆：那些女操作員裡，「有些人這輩子連一顆合格的積體電路都沒做出來過」（"Some of them have never made a single good integrated circuit in their lives."）——就是因為流動太快、訓練不夠。
十、台灣優勢三：地理集中與學習曲線
張忠謀： 台灣的另一個優勢是地理集中。台灣是個小島，但台積電在三座城市有主要工廠，三座城市之間都有高鐵相連。任何時候，都有上千名工程師被派駐到非家鄉的另一座城市——公司提供宿舍，他們周一早上去、周五下午回，周一到周四晚上都住在宿舍。「這不是什麼有趣的生活，但對企業非常有效」（"It's not a fun life, really, but it's effective for the company."），而他們願意這麼做。這一點為什麼關鍵？因為「學習是本地性的：學習曲線只有在同一地點、同一批人之間才會發生」（"Learning is local — the learning curve works only locally."）——「如果你到處開分廠、人分散在各處，學習曲線就不起作用了。」（"It doesn't work if you have a lot of branches all over the place."）
十一、台灣優勢四：三十年的生態系
張忠謀： 台灣的第三個優勢，是「過去三十年間建立起來的晶片生態系」（"The chip ecosystem has been built over the last three decades."）。上游，像 ASML、應用材料（Applied Materials）、泛林（Lam Research）這些全球重要的半導體裝置商，「都在台灣設有服務中心、訓練中心和實驗室」（"They have service centers, training centers, and labs in Taiwan."）；下游，則有封裝、測試等公司。「整條上下游的生態，是圍繞台灣慢慢長出來的。」（"The whole upstream and downstream ecosystem grew up around Taiwan."）
十二、教訓一：製造優勢終將遷移
張忠謀： 如果一定要談「教訓」，第一條是：「一個國家能否做晶片製造，似乎與這個國家的經濟發展階段有關。」（"The susceptibility of a country to chip manufacturing seems to be related to the status of its economic development."）坦率地講，「台灣今天享有的這些優勢，就是美國 1950、60 年代享有的優勢」（"The advantages that Taiwan enjoys today were enjoyed by the US in the 50s and 60s — because I witnessed them."）——我親眼見證過，那時候我先後在波士頓 Route 128 附近的西爾瓦尼亞（Sylvania），以及 1958 年加入的德州儀器工作。台灣現在享受這些優勢，但「我認為它終將失去，讓給另一個國家——也許是印度、越南，也許是印尼，時間在 20 到 30 年後。」（"I think they will lose the advantage — they will lose it to another country, maybe India, maybe Vietnam, maybe Indonesia, in another 20 or 30 years."）
十三、教訓二：對晶片來說，全球化已成過去
張忠謀： 第二條教訓：我們長期以來遵循的經濟模式——自由市場、自由貿易、全球化——「對晶片產業而言，基本都已成為過去」（"All those are really in the past now — for chips, no globalization, no free trade, no free market."）。當然不是絕對沒有，還剩一點，但大量的自由市場、自由貿易競爭已經消失了，而這些恰恰是最有效率、最有韌性的模式。偏離它的產業政策——補貼、本土化、回岸製造——「會讓全球晶片業更低效、也更脆弱」（"Industrial policy, subsidization, reshoring will make the world chip industry less efficient and less resilient."）。為什麼？看看冷戰時期的蘇聯，他們搞計畫經濟，結果人們真正需要的東西總是短缺，因為沒人能高明地規劃整個經濟。「有韌性的路，是自由經濟、自由市場。」（"The resilient way is the free economy, the free market."）晶片的普及依賴供應鏈效率，一旦晶片成本上升，它的普及程度就會下降。 (晨聊網際網路)