影響半導(dǎo)體歷史的三大人物

來(lái)源：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫編譯自數(shù)位時(shí)代

半導(dǎo)體橫跨材料、電子、物理和化學(xué)等領(lǐng)域，相當(dāng)復(fù)雜，但在中國(guó)臺(tái)灣卻成了國(guó)民產(chǎn)業(yè)，多數(shù)人都能朗朗上口，像是晶圓尺寸和制程用幾納米技術(shù)等，如同聊體育和電影。

這要?dú)w功于臺(tái)積電在晶圓代工市場(chǎng)過(guò)半的統(tǒng)治地位，以及過(guò)去一年多的全球芯片荒，給半導(dǎo)體業(yè)和中國(guó)臺(tái)灣創(chuàng)造極高的國(guó)際能見(jiàn)度。對(duì)于非相關(guān)背景、但想了解半導(dǎo)體業(yè)的讀者，可以透過(guò)三個(gè)有代表性的人物經(jīng)歷開(kāi)始。 

01

摩爾，為科技革命確立核心動(dòng)力

第一位是1965年提出摩爾定律的高登·摩爾（Gordon Moore）。今年93歲的摩爾，是半導(dǎo)體業(yè)的活字典，從早期實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)到工業(yè)應(yīng)用時(shí)就參與。

他整理大量相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)約莫間隔差不多的時(shí)間，透過(guò)研發(fā)達(dá)成的進(jìn)步，可以將放置在芯片上的電路之間的距離縮小一半，也就是同樣面積可以放進(jìn)多一倍的電路。從摩爾提出這個(gè)發(fā)現(xiàn)（Moore's law），迄今已經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)，這個(gè)定律依然適用，只是電路加倍的時(shí)間有時(shí)是一年，有時(shí)是二年，平均是一年半。

電路的數(shù)目和運(yùn)算能力成正比，電路間距能持續(xù)縮小，意味著運(yùn)算能力持續(xù)提高。這表示半導(dǎo)體（最常用也最大量的是硅）這項(xiàng)材枓能夠帶來(lái)的生產(chǎn)力進(jìn)步，每18個(gè)月就可以加倍，相比之下，水泥、鋼鐵和石化等在工業(yè)時(shí)代應(yīng)用廣泛的材料，在生產(chǎn)力的進(jìn)步幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及。

摩爾原先的老板威廉·夏克利（William Shockley）發(fā)明了電晶體，并因此得到諾貝爾物理獎(jiǎng)；摩爾的事業(yè)伙伴羅伯·諾宜斯（Robert Noyce）以電晶體為基礎(chǔ)發(fā)明了積體電路，也就是今日熟知的IC，（他本來(lái)也可得諾貝爾物理獎(jiǎng)，不過(guò)因早逝而錯(cuò)過(guò)，后來(lái)頒給積體電路另一位發(fā)明人Jack Kilby）。

夏克利和諾宜斯實(shí)現(xiàn)了科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)，為后來(lái)的半導(dǎo)體應(yīng)用打開(kāi)大門(mén)，但摩爾定律找到半導(dǎo)體的商業(yè)意義：實(shí)現(xiàn)每18個(gè)月運(yùn)算力加倍，并找到創(chuàng)新與關(guān)鍵應(yīng)用的企業(yè)，就能成為贏家，如果被對(duì)手掌握，就等著出局。

摩爾定律催生硅經(jīng)濟(jì)，這種速度感和危機(jī)感，主導(dǎo)了科技業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)生知名的Only the paranoid survive概念，而概念的提出者安迪．葛洛夫（Andrew Grove）也是摩爾定律的最佳執(zhí)行者。摩爾、諾宜斯和葛洛夫在1968年共同創(chuàng)辦的英特爾，目前仍是半導(dǎo)體業(yè)具影響力的公司。

02

張忠謀成就產(chǎn)業(yè)分工

讓運(yùn)算無(wú)所不在

第二位是1987年創(chuàng)辦臺(tái)積電的張忠謀。臺(tái)積電是全球第一家專(zhuān)業(yè)做晶圓代工的公司，沒(méi)有自有產(chǎn)品，完全按客戶(hù)訂單生產(chǎn)。在那之前，部分半導(dǎo)體公司會(huì)利用空閑產(chǎn)能接零星訂單，但產(chǎn)能供應(yīng)不穩(wěn)定，提供的制程技術(shù)選擇也有限，客戶(hù)技術(shù)資料存在外泄風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)法成為一種商業(yè)模式。

專(zhuān)業(yè)晶圓代工釋放半導(dǎo)業(yè)的成長(zhǎng)動(dòng)能。芯片生產(chǎn)依序可分為設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試等環(huán)節(jié)，其中設(shè)計(jì)和客戶(hù)端關(guān)系緊密，要先了解并預(yù)測(cè)客戶(hù)需求，再轉(zhuǎn)化成電路設(shè)計(jì)放到芯片上；制造和封測(cè)則是和工廠有關(guān)，追求制程、成本、良率和交貨期等，和設(shè)計(jì)非常不同，要在一家公司內(nèi)兼顧很難，特別是蓋一座新廠的費(fèi)用，一路從幾億、幾十億上升到百億美元，龐大而持續(xù)的資本支出和折舊攤提是極高負(fù)擔(dān)。

年輕時(shí)從上海到波士頓求學(xué)，畢業(yè)后留在美國(guó)工作，張忠謀親歷半導(dǎo)體業(yè)從1950到1980年代的發(fā)展，與摩爾、諾宜斯和葛洛夫是朋友也是對(duì)手，夏克利則是張忠謀在史丹佛讀電機(jī)博士時(shí)的老師。

當(dāng)半導(dǎo)體走向?qū)I(yè)分工，設(shè)計(jì)和制造拆開(kāi)，而制造往亞洲移動(dòng)，一如先前的電腦和其他產(chǎn)品，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)變化的一部分。來(lái)自亞洲、卻有完整美國(guó)業(yè)界經(jīng)歷和人脈的張忠謀，屬于極少數(shù)，在中國(guó)臺(tái)灣官方的多次邀請(qǐng)下，先加入工研院后成立臺(tái)積電，其中有個(gè)人機(jī)遇、也有大環(huán)境助推。

03

創(chuàng)辦NVIDIA的黃仁勛

第三位是1993年創(chuàng)辦NVIDIA的黃仁勛。NVIDIA一如其他芯片設(shè)計(jì)公司，受惠于專(zhuān)業(yè)晶圓代工提供的制造服務(wù)而持續(xù)成長(zhǎng)。不同之處在于，黃仁勛不斷拓展新領(lǐng)域，打開(kāi)芯片應(yīng)用的場(chǎng)域和產(chǎn)業(yè)

從最初的圖形處理技術(shù)，再到發(fā)展AI運(yùn)算架構(gòu)進(jìn)到自動(dòng)駕駛汽車(chē)系統(tǒng)和加密貨幣挖礦，再到結(jié)合VR／AR技術(shù)跨入最近熱門(mén)的元宇宙，NVIDIA始終在熱門(mén)產(chǎn)業(yè)話(huà)題上，黃仁勛相當(dāng)于當(dāng)代半導(dǎo)體業(yè)的頭號(hào)傳教士，持續(xù)傳播芯片福音給更多使用者，跳出技術(shù)和產(chǎn)業(yè)人士的特定圈子。

芯片和土豆片的英文都叫chip，也都進(jìn)入一般普羅大眾生活。讓芯片像土豆片般簡(jiǎn)單易懂，這條路還很長(zhǎng)，但存在的想像空間也因此巨大。