在1994 到2003年擔任臺灣工業技術研究院院長的史欽泰(Chintay Shih)先生在回憶臺灣半導體產業的往事時,這樣講道,“想法和建議都非常簡單(發展半導體產業以實現產業升級)。只是強調這項技術對手表、游戲機和電腦這樣的消費電子產品很重要,對軍事、國防和工業也很重要。在那個時候大家也不太清楚想要創建什么樣的公司,什么樣的產業。他們的想法就是,把技術轉移到臺灣來(transfer in),然后把技術利用好,再轉移出去(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)受當時的經濟部長孫運璿之邀編寫的。
臺灣半導體產業發展到今天,擁有最先進的工藝制造技術,占據全球代工50%的市場份額,離不開政府在頂層設計的產業政策和產業界一代代領軍人物的堅持不懈。
那么,臺灣在支持半導體產業方面,采取了哪些舉措,能從中汲取什么經驗?這些產業政策的今天還可以復制嗎, 還是曾經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展半導體產業到臺灣第一家半導體企業聯合電子的成立這段重要歷史。
科技之父李國鼎
李國鼎,擔任過臺灣經濟部長、財政部長等要職,是從戰略層面規劃臺灣半導體產業的總設計師,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(現東南大學)數學系破格錄取。在數學系待了一年后,李國鼎覺得實業救國,物理學更有用處,就轉入了物理系。20歲畢業于物理系之后,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,從事放射性物質粒子的研究。
1937年抗戰爆發,李國鼎尚未畢業就毅然回國參戰。1948年,輾轉入臺,被當時臺灣的經濟部長和財政部長尹仲容邀請加入“經濟安定委員會“,這是一個規劃產業發展、籌資并輔助開辦工廠的政府機構。
50年代末60年代初,臺灣經歷了幾次重大經濟變革,國民黨在執政方面更加注重經濟穩發展的議題。島內資源有限,工業歷史相對較短,60年代末到70年代初,中小企業是經濟發展的主要力量。在這20年里,臺灣實現了從以農業和非制造業為主的經濟,向以輕工業和勞動密集出口型企業為主的經濟轉型。
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。在封閉的區域內給予專營出口的企業政策和設施的便利,做到“投資人出入境簡便、物資進出口簡便、資金出入境簡便”,這在當時是非常創新的產業政策。此項建議于1965年落實,極大地促進了臺灣的出口導向型經濟。
1966年,時任經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秀的華人技術精英的論壇上,誕生了第一份“發展半導體產業以實現產業升級”的建議書。
50年代,在朝鮮戰爭的歷史背景下,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濟援助,尤其是開發貸款。由此美國援助政策開始由軍援為主向經濟援助轉換。
我們知道早期的半導體企業,比如英特爾、德州儀器等都是一家企業包攬了設計、制造、封裝測試所有環節,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節,轉移到人力成本更低廉的亞太地區。
李國鼎認為,臺灣的半導體公司越多,與美國的經濟關系越密切,臺灣地區就越“安全”。政府需要提供優惠的產業政策鼓勵外資企業在臺灣設廠。
于是,在美國對臺政策轉換、半導體產業鏈轉移以及臺灣產業政策的歷史背景下,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、科學工業園區的建設,倡導信息技術和半導體產業的發展,是臺灣經濟起飛的主要規劃者、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,臺灣經濟只有超越簡單地封裝,才能保持增長。而實現這個目標離不開他在經濟部的繼任孫運璿(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年任經濟部長,1978年任行政院長,國民黨中央常委。
李國鼎在經濟部只做了4年部長。很多人說,蔣經國調離李國鼎去做財政部長,是為了打散李國鼎在經濟界長期累積的人脈及影響力。
1969年陶聲洋接任經濟部長,但不久因患大腸癌赴美治療,四個月后孫運璿接手經濟部,一干就是9年。
1974年,在李國鼎創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”臺灣產業升級“為主題的研究報告。潘文淵建議,重點發展半導體產業,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,于是經濟部把重點放在了發展應用研究上。經濟部意識到,中小企業是當時經濟的主體,在產業升級過程中,他們的研發能力非常有限。孫運璿希望政府成立機構作為橋梁,從國外引進的技術,從事產業研發,再由本地企業進行商業化。
基于這種理念,臺灣工業技術研究院(ITRI)于1973年成立,由政府全額資助,隸屬經濟部。工研院最初是由三個研究實驗室重組而成:聯合化學實驗室、金屬工業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,突破當時的法規限制,高薪聘請科學家從事產業研發。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,以促進當地大學的工程師培訓,為人才輸送管道提供補給。
產業的整體規劃,一方面需要借鑒成熟的經驗,另外一方面需要頂尖的專家來參謀。1979年,已經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),美國總統科學顧問委員會成員,也是IBM System/360項目開發的關鍵人物鮑勃.埃文斯(Bob Evans),貝爾實驗室執行副總裁、通信工程先驅肯尼斯.G.麥凱(Kenneth.G.Mackay)。科學技術顧問團在半導體產業戰略布局方面發揮了關鍵作用,為實現產業升級的目標制定規劃細節。
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)發展半導體制造的計劃,經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,成熟的技術優勢更明顯:工藝穩定,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,并且在協議中還規定RCA必須回購產品。
1976派員赴美RCA訓練。
當時,工研院建立的試驗線負責生產電子表芯片,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之一。
1978完成國產自制的第一批電子表集成電路,開啟我國制造集成電路產品的歷史。
經濟部四年為工研院投資了1200萬美元,考慮到當時臺灣的經濟水平,這是一項重大而有爭議的投資。
1979年至1983年是臺灣半導體產業發展的新階段。有兩個開創性的事件:新竹科學工業園的建立,聯合微電子公司(UMC)從工研院的分拆。
新竹科學工業園的愿景是為中小企業提供標準的工廠設施和優質的基礎設施。這將降低初創企業創業的門檻,快速形成產業上下游的集群。加上關鍵設備和商品的免稅、低息貸款和研發補貼,園區很快吸引了大批企業。
當時公司制度遠不像現代企業制度那么清晰。產品生產出來了,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,沒想到工業園成為了初創企業學習經營管理的平臺。
當時孫運璿掌控著中國臺灣的整個經濟命脈,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。
聯電的誕生
2023年恰逢工研院成立五十周年(生日快樂!),走過半個世紀的工研院,其發展史就是臺灣經濟和科技成長的縮影。
“我們要借鑒工研院模式”,近些年在國內產學研的座談會上經常會聽到這句話。那么到底什么是(臺灣)工研院模式?
“為初創企業提供公共研發平臺”,“通過技術轉移將研發成果商業化”。似乎幾句話可以概括,國內許多地方學得也很像,但目前還鮮有成功的企業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華電子(簡稱聯電,UMC)。
聯電成立于1982年1月1日,是臺灣本土第一家半導體企業。國資持股44%,私營企業持股45%。工研院把從RCA引進的產品技術和工藝技術低價授權給了聯電,同時還向聯電轉移了四十多位技術人員,甚至還包括初步市場化的10種產品。
通過銷售產品,聯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強企業中排名第一。為了持續支持聯電,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。
但此時工研院繼續每月生產15,000片晶圓,這引起了聯電的強烈反對,因為雙方生產的是同樣的產品。
顯然,工研院和聯電對技術轉移后雙方的權利和義務劃分產生了分歧。聯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,不繼續生產就意味著要放棄巨大的經濟利益。
在深入地思考臺灣半導體產業的未來之后,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業技術的商業化。但對于已有的企業來說,這種模式可能會制造未來潛在的競爭對手。即使在已有的企業尚未進入的研發領域,他們也不喜歡工研院培育潛在競爭對手。甚至有企業抱怨,工研院向二線企業技術轉移嚴重損害了他們的競爭優勢,加劇行業“內卷”,政府資源使用不當。
這也迫使工研院在選擇研發方向的時候,要同時考慮已有的成熟企業和初創企業的利益。如果是開發已有成熟企業的計劃布局的技術,就會被挑戰,稱會擾亂競爭;如果是開發全新的技術,企業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的投訴,工研院定義了四類合作模式:
A類: 研發的技術已經成熟,并且為整個產業服務。全部或大部分預算來自所服務的業務。
B類: 研發的技術只被少數公司擁有。資金由相關方提供。由于行業競爭、政府補貼等爭議,這一模式很快就消失了。
C類: 研發的技術來源是外資公司。資金由經濟部提供,但需要調整它們的重點。
D類: 研發全新的技術,從事開拓性和創新性研究。這是工研院長期關注的重點,資金由經濟部提供。
合作模式隨著臺灣產業的變化也不斷地演化。1978年,中小企業占據主導地位,臺灣公共研發支出占研發支出總額的68.5%,到了1988年,這一比例降至56.5%。到了1998年,隨著臺積電、聯電成長為大型企業,推動了企業的研發資金增長,公共研發支出降到了39.2%。
在良性健康的機制下,一方面,工研院聚焦產業界共性的研發需求,不斷地為產業界提供創新性技術;另外一方面,少數企業在市場化競爭中脫穎而出,成長大企業后大力投入研發。
尊重人性:X + Y= 65
對于工研院來說,科研人員是生命線。通常科研人員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業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業界。
為了在向產業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定。
“X+Y = 65”就是其中之一:在工研院連續工作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。
這一規定首次提出是在1990年,工齡在5年以下的人員占職工總數64%。
規定的初衷是讓年輕的大學畢業生(25歲左右)工作20年,然后進入產業界。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。后來,為了加強這一規定的吸引力,還擴大到了所有從私營企業返回工研院的員工。
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,經驗豐富的工程師很容易被初創企業吸引,工研院人員流動率一度超過30%。
臺灣工研院開發新技術的效率和商業化能力被產業界廣泛關注。在實驗室提出想法,在中試線上進行研發,最后在量產線上實現,這一過程已成為臺灣半導體技術商業化的常規范式。
結語
臺灣在支持半導體產業方面,以政府為主導,發展出了獨特的技術戰略。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化融入到半導體產業中。
我們知道,半導體產業的特征是技術密集、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%。如今顯示面板產業已經向中國大陸轉移,半導體獨立支起了臺灣的科技產業(2021年臺灣GDP為21萬億,半導體產值4萬億)。
臺灣半導體產業的成功源自正確的選擇和持續的巨大投入。而在這背后,追求技術,敬畏市場,尊重人性的精神內涵更值得我們尊重和學習。
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