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台積電的成功祕訣 「用水怪獸」遇挑戰


臺灣水情拉警報,台積電已啟動水車載水備戰。台積電在竹科、中科和南科三個廠區的用水量,合計每天超過15萬噸,如果全都用水車載水,每天要運輸8000次。(中央社)

在中國大陸鬧芯片荒的2020年,台積電成了明星, 被美國金融研究公司評論為世上最重要公司,市值在全球從第23名衝上了第9名。 而今年一場創50年紀錄的水荒,也給台積電帶來很大的挑戰。

文:何仁慧

水荒給「用水怪獸」帶來困境

儘管四面環海,但臺灣一直缺乏淡水,每人每年能分配的降雨量不到全球均值的20%,這對某些企業的發展來說,形成一種巨大的挑戰。

2021年2月23日,全球晶圓代工龍頭「台積電」表示,由於水庫水位只是過去的20%,北中南部分廠區開始執行水車載水,來維持正常生產。

台積電《2019年企業社會責任報告》顯示,台積電在竹科、中科和南科三個廠區的用水量,合計每天超過15萬噸。這樣的水量如果全都用水車載水,每天要運輸8000次!

據大紀元《財商天下》節目介紹,在晶圓的生產過程中,需要用超純水來清洗半導體零配件,從而得到高品質產品。超純水的純淨程度是自來水的1000倍。以往晶圓廠需要用上1400至1600加侖的自來水,才可能轉化出1000加侖的超純水。如果在一片12吋晶圓上製造集成電路,需要使用大約2200加侖的水,包括1500加侖的超純水,所以晶圓廠是「用水怪獸」。

為了節約用水,台積電在水處理上已經投資幾十億,企業水回收率高達95%,25種不同方式使用過的水,就有25種不同的處理方式,平均一滴水使用3.5次。

不過,即使這樣反覆使用,目前台積電還是面臨缺水問題,專家預測,要等到5、6月梅雨季節之後,水荒才可能緩降。

1美金造就台積電輝煌


在美學成後,張忠謀本欲到福特汽車工作,但因福特給的待遇比另一半導體公司少了1美金,使他毅然決然地投入半導體行業,從而有機會創造了台積電。(Sam Yeh/AFP)

台積電是臺灣人的「護國神山」與驕傲,其創辦人張忠謀(Morris Chang),被譽為臺灣的「半導體教父」。目前台積電占據全球50%以上的晶圓代工市場,而排名第二的三星的市占率只有16.4%。

張忠謀1931年生於浙江寧波,1949年,18歲就讀於哈佛大學,次年轉讀麻省理工學院,並在1954年獲得了機械系碩士學位。

碩士畢業後,張忠謀本希望到福特汽車工作,但是因為福特的待遇比一家叫Sylvania的半導體公司少1美金,所以他就打電話給福特的面試官要求提薪,被冷冷拒絕後,年輕氣盛的張忠謀就選擇了Sylvania。

自學能力很強的張忠謀,一年後就從半導體的門外漢成了行家裡手;1958年,27歲的張忠謀跳槽到德州儀器(TI),成為德州儀器的第一名中國員工。公司還送他到斯坦福大學攻讀了博士學位,最後張忠謀在25年內成為了德州儀器的資深副總裁。

1983年,他跳槽到通用儀器公司擔任總裁,兩年後,54歲的張忠謀以在美華人最高企業主管的身分,應邀出任臺灣工業技術研究院院長。

在臺灣政府的策劃下,臺灣「國科會」出資1億美元,與飛利浦及一些民間資本,共同創建了全球第一家專業積體電路製造服務企業——台灣積體電路製造公司(tsmc),簡稱「台積電」。

隨後的30年,張忠謀帶著台積電做到了全球最大的晶片代工製造商,被譽為臺灣的「護國神山」。

創立全球半導體產業模式

在台積電創辦之前,全球半導體產業均採取IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件製造)模式,就是包辦設計、製造、封裝測試以及銷售,全部都自己做的「垂直整合型」公司,代表廠商包括:英特爾(Intel)、IBM、德州儀器(TI)、三星(Samsung)等。

而張忠謀卻另闢蹊徑,開創了晶圓代工(foundry)模式,就是不生產自己的產品,只幫助半導體設計公司生產製造他們的產品。

哈佛大學著名管理學教授麥可.波特(Michael Porter)評論說,台積電不但創造了自己的產業——半導體製造代工業,也創造了客戶的產業——半導體設計產業。

從一開始,張忠謀就定位要面對全世界,要把台積電打造成世界級的企業,為此,台積電前三任總經理都是土生土長的白種美國人,方便推銷美國市場。

與此同時,張忠謀還建立了一整套的規章制度,讓一切有章可循,賞罰分明,將人治色彩減至最低。雖然員工99%是華人,但台積電堅持要求將英語作為公司的絕對主語,逼著大家要有世界觀。

公司的四大核心價值——誠實(Integrity)、守信(Commitment)、創新(Innovation)、客戶信任(Customer Trust)。這四個字的英文縮寫「I.C.I.C」,就是台積電成功的軟實力。


台積電的四大核心價值是誠實、守信、創新及客戶信任。這四個字的英文縮寫「I.C.I.C」,就是台積電成功的軟實力。圖為台積電新竹總部大廳。(Sam Yeh /AFP)

創業之初,張忠謀請來「矽谷教父」、英特爾行政總裁格魯夫(Andrew Grove)對台積電的產品質量開展認證,當時還沒有ISO 9000,拿到英特爾的認證,就等於拿到全世界的認證。

最初,格魯夫發現台積電的產品有多達200個缺陷,但是台積電的團隊幹勁沖天,幾周後將缺陷減少到20個,再過幾周後減少到4個。

晶片的設計廠商發現,將晶片交給日本公司生產至少需要12周,交給新加坡公司需要6周,交給台積電生產只要4周。

於是,矽谷的晶片設計公司逐漸把高層次的晶片交給台積電生產,低層次的留在美國生產,至此台積電把代加工業做成了一個行業。

成功祕訣研發速度遠超摩爾定律

半導體行業有個摩爾定律(Moore's law),大意是:積體電路上可容納的電晶體數目,每18到24個月就會增加一倍,也就是說,芯片運算速度大概每兩年增加一倍。

不過,張忠謀帶領的台積電,已經用遠快於摩爾定律的速度,來倍增電晶體密度,並把這個高速度維持到至少2025年以前。

為了保存技術領先,台積電做了大量的保密工作。所有人上班不准攜帶照相手機及隨身碟,不准將公司文件email到私人信箱。為了保障絕對的信息安全,台積人連進廁所也要刷卡。

另外,台積電大規模投入科研,2019年的研發費用高達近30億美元,年增4%,並創歷史新高,約占總營收8.5%;研發組織人數增為6500多人,年增5%。

台積電的研發投資規模,甚至超越許多公司。美國金融研究公司InvestorPlace在2020年9月1日發表評論稱,毫不誇張地說,台積電是世界上最重要的公司。

理由是:英特爾宣布7奈米延遲,而台積電已經交付客戶超過10億個7奈米晶片,而且台積電的5奈米良品率,甚至比7奈米更高。到2022年底,台積電將加速3奈米製程的生產,並著手進行2奈米製程。

對比大陸,儘管中國提出了「全民造芯」的口號,但是中國的半導體比台積電整整落後了兩代,中國還在為14、12奈米努力,而台積電早已掌握了7奈米的技術。◇

 

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