🐹《晶片戰爭》解讀 5：生子當如張忠謀
本集介紹張忠謀創辦台積電的過程、中國晶片戰消失去哪了、ASML 的崛起以及 Intel 錯失的 iphone。
卷首語
有點擔心會不會部分讀者對於《晶片戰爭》興趣不大，所以在想怎麼解決近期都是晶片戰爭的內容問題，目前有想到的就是期間再多寫一些內容，但好燃燒阿XD
在想主題時還是不忘圍繞在一個面向上：『這對我的讀者有什麼幫助？』晶片戰爭這本書可以幫助讀者了解晶片的發展及地緣政治的影響，更能看懂中美來往在鬥什麼，也能連結回現在 AI 發展的趨勢。
上次內容中的投票大家對《馬斯克傳》也是有興趣的，不過一樣要為繞在『這對讀者們的幫助是什麼？』，閱讀部分內容後來想想怎麼呈現。
最近基本上沒什麼在更新 AI 的快資訊，因為看到另一位很有潛力的學子蔡旻錫也在寫類似的內容，基本上他分享的東西蠻大一部分跟我之前的重複度也算蠻高的，所以我就轉型到更想做的深度內容上去，只想追 AI 快訊的讀者可以轉到他那。這也是為什麼沒有叫『AI 知識倉鼠』的原因。
解讀系列
生子當如張忠謀！
背景時間：
簡單時間軸事件
1960 年代以來，台灣就開始融入半導體的供應鏈，以此提供就業機會、獲得先進技術、強化台美安全關係。
1968 年，張忠謀第一次造訪台灣時，台灣正與香港、南韓、新加坡、馬來西亞競爭。
1980 年代，三星與南韓的其他大財團正把大量資金投入最先進的記憶體晶片。
『全球化』一詞是在 1990 年代開始才被普遍使用，但是晶片業其實從快捷半導體成立不久之後就開始依賴國際生產與組裝了。
李國鼎：
臺灣現代科學研究的重要推手。
李國鼎計畫：這是一項旨在培育年輕科學家的計畫，至今仍在進行，並培養了許多優秀的科研人才。
臺灣曾經的經濟部長、國策顧問。
鴻海創辦人郭台銘的第一桶金，是拜他所賜才能獲得。
張忠謀：德州儀器半導體事業的重要功臣，也是台積電的創辦人。
張汝京：中芯國際創辦人，也被稱作中國晶片教父。
葛洛夫：90 年代 Intel 的CEO。
光刻機：也就是曝光機，光刻機是簡中翻譯版本，相比曝光機我認為更好懂，光刻技術就是就是透過光將電路圖刻在非常小的晶片上的技術。
EUV：極紫外光，一種波長非常短的光，是目前最頂尖光刻技術所用的光。
ASML：曾經是飛利浦的子公司，目前全球最頂尖的光刻機製造企業，也是台積電的好夥伴。
x86：一種管理晶片運算方式的規則架構。
1. 張忠謀的遠見 & 離開德儀來到臺灣
前面的篇章曾提到，張忠謀是德州儀器的重要功臣，不只在第一線建立了全球半導體產業，德儀的超高良率更是他強大的專業能力的成果。
1970 年代中期，張忠謀在德儀時就有個大膽想法：『創造一家半導體公司，生產客戶設計的晶片』。
要知道那個年代，自己設計、自己製作，是半導體業的主要模式，幾點原因很簡單：
技術密集度高：在當時，晶片設計和製程技術都非常專門化，並且經常是公司內部的商業秘密。
品質控制：當設計和製造都在同一家公司內進行時，更容易實施嚴格的品質控制。
市場規模有限: 70 年代，半導體市場相對較小，對晶片的需求也較為特定。因此，專門為特定應用或客戶設計和製造晶片是有道理的。
缺乏外部合作模式：當時還沒有成熟的供應鏈和外包模式，導致公司傾向於自行完成所有步驟。
張忠謀想法是這樣的：
低成本的運算力，將打開大量的新應用，是目前的半導體所無法支援的，為晶片創造出新的需求來源。晶片很快就會運用到所有領域，從手機到汽車再到洗碗機，無一不包。
隨著電晶體越來越小，製造研發的成本會越來越高，這些領域更希望將晶片外包給專業廠商。所以，只有能夠大量生產晶片的公司才具備成本競爭力。
不過這麼好的洞察在 1970 年中期德儀的同事們並不看好，畢竟當時每個設計晶片的公司都有晶片製造廠。
之後，有鑑於張忠謀良好的功績，他本人想，當個德儀的 CEO 沒問題吧！如果成功上任，張忠謀絕對是整個半導體產業的領導者，並且與諾伊斯及摩爾齊名。
於是張忠謀就向德儀的董事會提出他想擔任執行長這個想法，結果不只被否決，還被派到了不重要的職位上。灰心的張忠謀便於 1985 年離開德州儀器，當時正值 54 歲。
簡單一句話形容張忠謀的想法：『當個印書的人，而不是寫書兼印書。』直到他離開德州儀器，這個想法仍然在腦中不曾放棄。
離開德儀的這個時間，也是臺灣與德儀合作了 20 年之初，所以臺灣與德州儀器、張忠謀有著密切的聯繫。
1985 年，張忠謀離職之初，臺灣的李國鼎立刻要聘請張忠謀來領導臺灣的晶片行業，李國鼎就問張忠謀一句話『我們想推動臺灣半導體產業的發展，告訴我你需要多少錢？』
晶片業的多數利潤是由設計及生產最先進晶片的公司獲得。像李國鼎這樣的官員知道，只有當台灣不再只是組裝其他地方設計及製造的元件時，台灣的經濟才會持續成長。
李國鼎不是隨口講講的，台灣政府提供了 48% 的創業資金（政府還向臺灣最有錢的家族們募資），而張忠謀說服荷蘭的飛利浦出資 5800 萬美金，讓其轉移專業技術使用權（換取了台積電 27.5% 的股份）。
而飛利浦正是 ASML 早期的母公司，因此也為台積電未來與 ASML 的合作結下好的緣分。
1987 年，台積電正式建立！
有鑑於美國晶片與臺灣長時間的緊密連結，造就了台積電在拉攏美國客戶時輕鬆許多，也讓矽谷許多的小公司只要自己設計晶片，不用負擔建造晶圓廠的超高成本。
雖然原本晶片製造也可以外包給其它晶圓廠，但這些人都是競爭對手，他們設計兼製造，能不擔心他們偷偷學一下自己的專業技術嗎？
於是台積電的誕生，開啟了晶片業的『古騰堡時代』！
2. 中國去哪兒？
▎文化大革命
將時間到回退到 1949 年，當時中共剛取得政權，對外國的關係是保持極度懷疑的態度。像張忠謀這樣留美的人回到中國可能面臨貧困、監禁等命運，導致優秀人才當時都到了臺灣或美國工作。
而 1966 年到 1976 年，是中國史上的文化大革命，主張破壞社會主義平定的特權，白話文就是要破壞專業知識。成千上萬的科學家或是專家被迫回鄉務農。
對內破壞專業知識、對外阻隔西方思想及技術，導致這 10 到 15 年的時間，中國的晶片發展非常落後，不只被排除在全球化之中，技術更是落後了十萬八千里。
直到 1987 年，中國一家值得期待的公司誕生，任正非所創立的『華為』；2000 年張汝京創辦的晶片製造廠中芯國際（SMIC）。
▎中國版台積電
這邊先介紹中芯國際，張汝京大學畢業便赴美讀書，然後到了德州儀器上班，他是管理晶圓廠的專家，德儀在美國、日本、新加坡、義大利等地的工廠都是他所管理。
如果說要在中國打造晶片業，非張汝京莫屬。他經歷世界各地蓋廠的過程，打造世界級晶圓廠的知識都在他的腦子了。
他的策略也很簡單，『模仿台積電』。
台灣從美國找來的優質工程師、機台有哪些都照搬來做，他也從高盛、摩托羅拉、東芝等國際投資者募到了超過 15 億美元，並且也獲得政府的大力支持。
到了 2000 年代末期，中芯國際的技術僅落後於全球最頂尖技術 2 年！
到了此時，台積電多了許多來自全球（甚至臺灣本地）的競爭對手。
3. 光刻機之戰
▎光刻技術的地位
1992 年，在 Intel 的辦公室裡，兩個人（約翰．卡拉瑟斯及執行長葛洛夫）對話著：
John：2 億美元研發，押一波新技術研發如何？
葛洛夫：OK，沒問題。
John 心想『阿，這樣就說服成功了！？』
1992 年，Intel 成為最大的晶片製造商，因為他們將營運重心放在電腦的微處理器上，這項事業也帶來巨大的回報，此時有非常充裕的現金研發技術讓摩爾定律延續下去。
一家晶片企業會不會落後，很大的關鍵取決於其技術能力是否趕得上摩爾定律。
當時的微成影技術（光刻技術）快要無法製造出更小更精密的電路了。所以葛洛夫才會這麼阿撒力的同意 2 億美金的技術研發，目的就是要開發出更強的光刻技術。
光刻技術的關鍵在於光的波長，為了方便理解，用一個簡單的比喻來說明波長和光刻技術之間的關係：
想像你要在一塊木頭上刻畫一幅圖案。如果用小刀，可以刻出比較粗糙的圖案和線條，這就像使用較長波長的光來曝光光阻。
如果用更鋒利更精細的刀，就可以刻出更精細、更小的圖案和線條。這就像使用更短波長的光，可以曝光出更精細的結構。
波長就像刀片的鋒利程度。波長越短，就可以“刻畫”出更小和更精細的光刻圖案，就像更鋒利的刀刻出更精細的圖案一樣，可以製作出更小、更密集的電路。
當時用在光刻技術用的是波長 248 奈米或是 193 奈米的光，而 Intel 想要開發出的是 13.5 奈米的『極紫外光』（EUV）！
下一篇內容會跟大家聊到，到底極紫外光要做出來有多麼多麼困難。最終 Intel 花了數十億美元研發出 EUV，又花了數十億美元學習如何使用 EUV 來蝕刻晶片。
但 Intel 並沒有打算自己研發一台 EUV 機，而是確保市場上至少有一間公司可以推出 EUV 機，才能保證 Intel 可以光刻出更小的電路。
同時，光刻技術之戰非常重要，掌握最先進的技術，同時掌握晶片發展的話語權以及地緣政治上的重要角色。
最後承接了 EUV 技術的是 ASML 公司。
▎ASML 的崛起
其實在美國的 GCA（曾經是美國最強的光刻機公司）破產後，能在全球有發言權的就是 Canon 及 Nikon 了。
為什麼 ASML 可以打敗這兩間頂尖的光刻機公司並崛起呢，主要原因如下：
ASML 強大的供應鏈管理能力（85% 零組件外包）。
地理位置優勢，讓其處於中立，取代日本光刻機。
台積電的大火。
1984 年荷蘭公司飛利浦把微影成像部分給拆出來成為 ASML，當時正值晶片暴跌，ASML 沒有設備、也沒有錢，當時可謂非常淒慘。
所以換個思路，他們從世界各地外包零組件，高達 85% 的零組件來自全球供應鏈，這也造就了 ASML 超級強大的供應鏈管理能力。只要有哪間廠商不穩定或不受控，ASML 就會直接收購它。
然後是它的地理位置，因為日本在 80 年代到 90 年代期間是美國一大競爭對手，所以買或不買日本晶片都讓美國兩難，ASML 的出現讓美國多出了一個可替代選項，不用只依賴 Nikon 或是 Canon。
最後也是驚人的緣分，1989 年，台積電因為一場大火，向 ASML 購買了 19 台的微影機台，這個費用還是火險理賠承擔。
但這場大火讓 ASML 不僅獲得了一大筆資金，還與台積電開啟了長遠的合作關係。
後來因為技術難度太高，所以 Nikon 及 Canon 也放棄了 EUV 光刻技術及光刻機，所以 ASML 成為當今最強大的光刻機公司。
快速瀏覽光刻機（微影成像機）的歷史：
80 年代初：
美國 GCA 公司是微影製程領域的領軍企業。
80 年代中期：
GCA 公司在晶片價格暴跌中倒閉。
荷蘭的 ASML 公司從飛利浦公司分拆出來，初期資源有限。
80 年代末 90 年代初：
日本 Canon 和 Nikon 公司在微影製程領域佔據主導地位。
美國最後一家微影成像公司 Silicon Valley Group（SVG）開始落後。
90 年代中期：
荷蘭 ASML 開始崛起，與台積電建立合作關係。
SVG 在技術上顯著落後 Canon 和 Nikon。
2001 年：
ASML 收購了美國 SVG 公司，成為微影製程領域的獨大企業。
Canon 和 Nikon 放棄開發 EUV 技術。
雖然製作 EUV 的科學來自全球各地，但 EUV 的製造並沒有全球化，而是壟斷在 ASML 的供應鏈手上。
4. 創新者的兩難
▎x86 護城河
創新者的兩難，由哈佛商學院教授克里斯汀生所提出：
創新者的兩難是指成功企業因過於專注於現有市場和高利潤產品，而忽視或無法適應顛覆性的新產品或技術，最終可能被新進競爭者取代的困境。
由於早期微處理器的發明，Intel 直接定義了一種管理晶片運算方式的規則架構『x86』，這也成為了個人電腦的標準。
但 x86 能主宰個人電腦僅僅只是因為這是第一個被提出的晶片架構，就像微軟是第一個提供作業系統給大眾的一樣，Intel 因為 x86 這個架構，在 1990 年代擁有了一座非常高大的護城河。
而且在 2000 年代，x86 的架構還主宰了伺服器領域，因為像 AWS、Azure、GCP 這樣的資料中心被 Intel 搶下，讓雲端剛出現時，Intel 便成為了資料中心晶片的壟斷者。
1990 年蘋果與兩個合作伙伴成立了 ARM，並設計了另一種架構來設計處理器晶片，那就是更簡單的 RISC 架構。
ARM 的創辦人薩克斯比的夢想是顛覆英特爾的商業模式，可惜 1990 到 2000 年代 Intel 及 Windows 的合作太強大了，ARM 一直沒有機會。
正是因為這份強大，讓 Intel 就算什麼都不做也擁有兩座 x86 建構難以撼動的護城河：『個人電腦』及『伺服器晶片』。
▎錯過的手機處理器
當賈伯斯看見個人手機的趨勢時，他找上了 Intel，詢問是否能製作手機上的晶片，就像在電腦上的晶片一樣運作。結果，Intel 拒絕了 iphone 的合約！！！
於是賈伯斯找上了 ARM 架構開始來針對行動裝置製作節約省電的手機晶片，也因此 Intel 正面錯過了這個巨大的市場與機會。
多年後，蘋果在手機上的獲利已經超過了 Intel 在電腦處理器上的獲利了，就算 Intel 投入了數十億美元也沒什麼成果。
當時 Intel 的執行長也表示之所以拒絕 iphone 晶片的合約，是擔心財務影響。
其實這對任何一家成熟的公司都是最理性的策略，什麼都不做就會有巨大的利潤，為什麼要冒險讓財報變的不好看呢？
有技術、有人才、事業成功，但是就是不願意放棄些許的利潤，這就是『創新者的兩難』。
當初 Intel 可以捨棄 DRAM 業務，是因為市場競爭非常激烈，Intel 也不是市場龍頭，所以賭一把或是試錯的機會更大。如今成熟了，為何要冒險呢？
結語
台積電的成立，讓所有的晶片設計公司有一個可靠的合作夥伴。張忠謀承諾台積電永遠不會設計晶片，只專注於製造晶片。
台積電不與客戶競爭，只要客戶成功，台積電就會成功。
正是這種洞察遠見及合作模式造就了台積電的成功，看看韓國三星，身兼設計與製造晶片就很難讓其它純粹設計晶片的廠商信任。
你說，如果能夠生出一位張忠謀這樣的人才，是不是燒了 10 輩子的好香！
而中國雖然晶片發展錯過了 10 年，卻因為同在德州儀器的優秀人才張汝京，憑一己之力建立了一間非常有競爭力的晶片廠。
光刻機之爭也在地緣政治的牽引下，誕生了可以生產最頂尖光刻機的 ASML。
回頭看，反而是最成功的 Intel 被自己的護城河給絆倒了，活生生錯過了一個大市場『手機市場』，現在蘋果電腦也將晶片換成 ARM 架構的晶片了。
下一期帶大家看看極紫外光刻機（EUV）到底有多複雜，為什麼它連動晶片產業會如此重要，也能因此知道為什麼台積電跟 ASML 有好的合作關係非常重要。
感謝分享，十分有趣及清晰
我有看過晶片戰爭，但你真的整理的很好，原本稀里糊嚕翻過去的地方都清晰了起來❤️ 謝謝