【機械cax360第356期】“在半導體產業不知道張忠謀，相當於在軟件業不知道比爾·蓋茨。”昨天，被譽為臺灣“半導體教父”的臺積電董事長張忠謀正式退休。
由於半導體不像手機、電腦等產品那樣直接面向普通消費者，張忠謀的認知度沒有像喬布斯那麼高，但是他身上有諸多極具傳奇色彩的故事，不得不提。
01 執掌臺積電30年
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張忠謀領導的臺積電囊括全球逾半的晶圓代工市場，公司員工已從初期的100多名擴增至4.8萬人，2017年獲利3431.1億元新臺幣，是臺灣最賺錢、繳稅最多、市值最大的企業。
張忠謀1931年生於浙江寧波，為避戰亂，年少時隨家人輾轉遷徙。18歲考入美國哈佛大學，後轉學至麻省理工學院，專攻機械工程。1955年，張忠謀進入一家電器公司的半導體部門擔任工程師。此後，張忠謀加入德州儀器，勤懇工作二十多年，後出任資深副總裁，成為公司第三號人物，期間獲美國斯坦福大學電機系博士學位。
▲德州儀器工作時期的張忠謀
1985 年，張忠謀聽從時任臺灣行政院院長孫連璿的勸導，辭去了美國通用儀器公司首席運營官的工作，回到臺灣擔任工業研究院院長，直接負責晶圓生產事務。
晶圓是芯片製造的根本，大規模生產晶圓涉及到的步驟和工序非常複雜。簡單來說，是先從二氧化硅礦石，使用一系列化學和物理冶煉的方法提純出單晶硅片。
▲單晶硅片
這些硅片還要經過多次蝕刻、光罩等處理，將微型電路覆蓋到表面上。最後還要通過嚴格的測試、切割、封裝、再測試等工序才形成了一枚最終可用的邏輯芯片。
張忠謀仔細考察過後，決定創辦一家只從事芯片製造和封裝測試的公司，命名為臺灣積體電路製造股份有限公司，TSMC。
張忠謀知道，又做設計又做製造，顯然無法跟規模較大的傳統半導體公司競爭。他想出了一個新的商業模式：首創半導體晶圓代工服務。讓半導體公司專注於設計，而製造就交給臺積電。跟普通的代工不同，臺積電也要自己開發新技術，並保證製造水平一直保持領先地位。
在創辦的第一年，臺積電的工廠只有 3 微米和 2.5 微米兩種生產工藝，全年產能不到 7000 片六英寸晶圓，良率也不高，基本接不到大公司的晶圓訂單，整個公司在以虧損的狀態運行。
▲年輕的安德魯·格魯夫
轉機發生在 1988 年，英特爾 CEO 換成了更年輕的安德魯·格魯夫。他和張忠謀私交甚好，受邀到臺灣參觀臺積電的晶圓工廠。他發現臺積電晶圓生產工藝比當時的英特爾落後兩代半，但最終還是將一部分生產任務分派給臺積電。這個消息在整個半導體行業形成了示範效應，主動來找臺積電的半導體設計公司也多了起來。
1998 年，英偉達同臺積電達成戰略合作，將所有的圖形加速顯卡交給臺積電生產。雙方合作的第二年，英偉達率先提出了 GPU（圖形處理器）概念，可以幫助 CPU（中央處理器）分擔一部分圖形動態渲染等計算任務。這個概念後來被整個半導體行業所採用。
▲臺積電收入額（單位：百萬美元）
有了英特爾、英偉達等成功的客戶案例，臺積電的晶圓代工模式迅速被半導體行業接受，接到的大訂單也越來越多。
經過30多年的發展，臺積電已成為半導體代工行業的霸主。“一個讓對手發抖的人”，外媒曾這樣介紹張忠謀。作為全球晶圓代工產業的開拓者，他在半導體產業界擁有不可磨滅的地位。
02 臺積電面臨諸多挑戰
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2005年，74歲的張忠謀曾宣佈退休，但由於受金融危機影響，臺積電經營陷入困境，他只得於2009年重新復出。
重回前線的張忠謀不僅面對金融危機引起的IT支出下降，還有40納米（相當於一根頭髮的1/2000）製程良率低的問題。經過努力，40納米原來僅為30%的生產良率兩個月內即攀上60%的正常水平，臺積電的收入和利潤隨之回升。
臺積電面臨挑戰其實在這幾年張忠謀領導下就已出現。2009年臺積電的重要技術人才梁孟松出走，梁孟松為臺積電在研發0.13微米以及更先進工藝作出了重要的貢獻，也是16nmFinFET工藝的技術領導者之一。
三星在14/16nmFinFET工藝上領先臺積電約半年時間，自那之後它在10nm工藝上再次取得率先投產的優勢，在當下雙方競爭激烈的7nm工藝上三星較臺積電先1年時間引入EUV技術，EUV技術對於5nm及更先進的工藝製程極為重要，這意味著三星很可能在接下來的5nm工藝上將再取得對臺積電的領先優勢。
中國大陸在芯片代工市場有中芯國際（2017年是全球第五大芯片代工廠），梁孟松加入了中芯國際擔任聯合CEO負責技術研發，在梁孟松的領導下中芯國際正努力推進14nmFinFET工藝的研發，基於本地化優勢中芯國際在中低端市場上給臺積電帶來壓力。
張忠謀退休之後，外部競爭和內部人力將成為臺積電的兩大挑戰。三星在技術上緊緊追趕臺積電，中芯國際雖然暫時落後，但是在大將的帶領下技術推進也很順利，未來分食臺積電市場的可能性很大。
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