作为全球最大的半导体代工厂——台积电（TSMC）的故乡，台湾是如何成为全球电子产业领军者之一的？
多年来，半导体产业默默支撑着各个技术领域的发展，集成电路（IC）的供应也一直被视为是理所当然。然而，新冠疫情造成的供应中断，再加上需求侧的转变——对居家办公技术的需求、汽车行业的波动、5G基础设施的部署、人工智能硬件的升级，这些都让人们意识到集成电路产业对于我们的日常生活和全球经济发展有多重要1。
集成电路的产业链极其复杂，涉及不同的商业模式和供应厂商。一种模式是英特尔和三星这样的集成元件制造商（IDM），IDM能自行设计、制造和销售集成电路。
另一种模式是分离的无厂–代工（fabless–foundry）模式，在这种模式下，像联发科（MediaTek）这样的无厂设计公司承担了集成电路的设计和销售，制造任务则外包给只提供制造服务的集成电路代工厂，比如台积电。
台积电（TSMC）一家12英寸晶圆制造厂的内部场景。来源：Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd.
这两种模式都很成功，但分离模式在过去20年中发展得更快。值得一提的是，英特尔这家传统的IDM最近也开始了自己的代工服务2。
在集成电路的代工、封装和测试服务上，台湾的半导体产业一直保持着领先的市场份额；而在设计服务和更大的市场份额方面，台湾地区的半导体产业也仅次于美国。它的成功要归功于台湾在产业发展初期给予的大力扶持，产业对培养专业知识技能的重视，以及对fabless–foundry模式的先行探索。
2021年第四期《自然-电子学》的“聚焦”（Focus）版块探讨了台湾是如何跃升成为全球电子产业领军者之一的。
张孟凡（Meng-Fan Chang）和同事在一篇评论文章中指出，早在上世纪70年代，台湾就意识到半导体产业对经济发展的潜在重要性，并制定了一项战略，确保台湾拥有打造本土供应链所需的技术和工程学知识。
起初，台湾将重点放在促进美国的技术转让，建立研究机构和中心，以及支持衍生公司上；后来，随着企业开始自己招商引资，其重心转移到为学术界、研究机构和产业界提供资助、补贴和税收奖励，这些支持延续到了今天，当前的支持重点仍然是人工智能这类先进技术。
半导体产业刚刚在台湾兴起时，它在设计、知识产权和研发方面的能力都很有限，但制造厂却表现得很好。1985年，就职于台湾工业技术研究院（ITRI）的张忠谋（Morris Chang）应邀起草一份商业计划，争取创建一家具有竞争力的半导体公司。
张忠谋深知台湾在集成电路制造上的优势，于是提出了一种全新的纯代工商业模式：一家不做设计，但为有需要的fabless设计公司或IDM生产集成电路的企业。1987年，他创立了台积电——台积电目前是世界上最大的纯集成电路代工企业。
联发科的高级主管梁伯嵩（Bor Sung Liang）在另一篇评论文章中回顾了台湾集成电路设计产业在过去50年里的发展历程。台湾成功的关键是有能力鉴别和补足快速发展的技术领域，并与客户合作，将他们的想法变成现实。
通过不断发展设计和知识产权来满足对个人电脑、移动终端和智能手机日益增长的需求，到2019年，台湾的集成电路设计产业已经成为一个收入达224亿美元的产业。
从人工智能到机器人技术再到量子计算——新兴技术的成功离不开创新的集成电路设计。台湾已经认识到半导体产业是一个需要长期投入的高成本产业，而这种投入只有不间断地持续下去，才能为这些新兴技术提供所需的集成电路产品。台湾的半导体产业完全有能力满足这些需求，并值得新的入局者借鉴学习。
参考文献：
1. Fitch, A. & Koh, E. Chips are in hot demand—and that’s a problem. The Wall Street Journal https://go.nature.com/3a4c7Hm (14 January 2021).
2. Intel CEO Pat Gelsinger announces ‘IDM 2.0’ strategy for manufacturing, innovation and product leadership. Intel News Release https://go.nature.com/3g4xsUP (23 March 2021).
原文以Taiwan and the global electronics industry为标题发表在2021年第4卷第4期的《自然-电子学》的“聚焦”版块
? nature
doi: 10.1038/s41928-021-00581-1
点击“阅读原文”查看本期《自然-电子学》聚焦（Focus）合辑
