護國神山的破壞式創新：當摩爾定律到極限後，台積電是如何超越Samsung、Intel的？

一直以來，台灣的人才在國際上享有盛名，從硬體開發到軟體工程師都是世界頂尖級別，台灣跟著世界前行，也貢獻了改變世界的力量。《打造創新路徑》一書紀錄了1970年代以降，台灣科技產業的創新故事，宏碁、神通、大眾、台積電等大企業是如何看見世界趨勢的？他們的經驗可以現在的我們什麼借鏡？

超越摩爾：從虛擬晶圓廠變成高度整合的虛擬 IDM

超越摩爾，2011～2019年：28 奈米之後，台積電進入了另一個發展時期。在這之前，台積電以及他的主要晶圓代工對手，如聯電、Global Foundries、中芯國際等，都在由摩爾定律所制訂的藍圖上，努力追趕以拉近與國際大廠的距離。

在此之後，台積電遠遠的拋開他的過往對手，成為與 Samsung、Intel 等半導體大廠一起加入最先進製程的競逐賽中。在這過程中，台積電的策略行動重心就是在「超越摩爾」，除了強調要逐漸脫離甚至超越由 Intel 所發展與捍衛的摩爾定律之外，也要能透過對於自身技術能力與市場回饋的操控，發展出更能符合其自身利益的產業競合關係與未來發展藍圖。

相較於摩爾定律內涵強調的是技術的不斷更新，台積電所要推廣的超越摩爾，則更加強調新興應用與潛在功能的開發（Sydow and Müller-Seitz, in press）。如果我們把前述第一階段台積電的發展，當作是技術推動的時期，第二階段則正處在技術推動與市場拉動的交替過程，第三階段則是標誌著市場拉動的時期，這就已經和我們原本熟悉的摩爾定律有顯著的差異。

當然，即便許多人開始認為摩爾定律已經慢慢的逼近其物理極限（Huang, 2015），依附它而發展起來的台積電也不可能一夕之間就能自由自在的另謀他就，只是要設法讓它繼續走下去的難度越來越高。過去台積電還可以跟在 Intel 背後，但是自從 28 奈米以後，Intel 似乎也越來越跟不上摩爾定律的腳步，尤其到了 10 奈米之後，台積電只能在和 Samsung 的競爭過程中探索未來的方向。競合關係的轉變，也讓台積電的策略慢慢的從被動跟隨轉變而為主動出擊。例如台積電在 20 奈米採用雙重曝刻（double patterning），或是 3D 結構的鰭式場效應電晶體（FinFET）。另外如台積電所推出 3D 的封裝技術，可以整合多顆晶片的整合型扇形封裝（integrated fan out；InFO），並搭配自行開發的 CoWoS（chip-on-wafer-on-substrate）製程技術，都是延續台積電的過往能力軌跡再推展摩爾定律的重要事件。

然而，面對摩爾定律即將走到盡頭，或是說已經快要成為一把有點遲緩的「飛天掃帚」，台積電也必須找到能夠繼續驅動前進的力量，從純晶圓製造擴展到下游的封裝，就是一個嘗試。但更重要的則是因為客戶關係所建立的市場回饋力量，讓台積電能夠在摩爾定律之外，找到新興的發展軌跡。詳言之，台積電從以前的虛擬晶圓廠，逐漸演變成一個高度垂直與水平整合的虛擬 IDM，並與材料供應商、IC 設計業者、封測廠、設備廠之間保持著非常緊密的關係，甚至成為產業創新的核心，就如同 NVIDIA 的執行長黃仁勳所說：「沒有 Plan B，全部壓在台積電上。」 2012 年台積電所提出的「台積大同盟」，就是凝聚夥伴、開發市場力量的具體做法。良性的客戶關係，帶來更有價值的市場回饋與開放創新來源，進而讓台積電得以跳脫原本的產業束縛，找到其他的技術可能（Jacobides, Cennamo, and Gawer, 2018；Kapoor and McGrath, 2014；Lifshitz-Assaf, 2018）。

斷捨離 CISC，搶下 Apple、Qualcomm 訂單

就客戶的種類而言，與系統廠商日趨密切的關係更是關鍵點，特別是因為 Apple 對於微處理器的選擇不同，因此讓由後來智慧型手機所驅動的半導體以及台積電成長，也能夠據此慢慢的發展出不同於原有摩爾定律所建構的產業韻律（Lee and Malerba, 2017）。微處理器根據指令集的編寫方式，有複雜指令集（complex instruction set computing；CISC）以及精簡指令集（reduced instruction set computing；RISC）兩種，前者通常用於個人電腦的微處理器，最具代表性的是 Intel 的 x86 晶片，後者則通常用於移動裝置，最具代表性的則是 ARM 架構。當初 iPhone 在選擇要用哪一種指令集編寫微處理器時，為了達到省電的目的（而這也是手機最需要的功能之一），選擇了 RISC，之後大部分的智慧型手機也都是採用 RISC，這個市場的變化對於原本專注在個人電腦與 CISC 技術上的半導體廠商，帶來很大的挑戰（Courtland, 2012）。在個人電腦有絕對優勢的 Intel，因為仍堅持 CISC，不斷試圖在智慧型手機市場中推銷 x86 晶片，但始終無法迎合這個新興的市場（Ennas, Marras, and Di Guardo, 2016）。

相對地，已經走在技術前端的台積電，卻能立刻就建立起 RISC 處理器的產線。剛開始台積電取得 Qualcomm 手機晶片的訂單，而早期 iPhone 的晶片則是都由 Samsung 代工，但是自從 2014 年的 A8 晶片開始，台積電藉由先前 28 奈米順利切入智慧型手機市場，因此得以打入 Apple 的供應鏈。自此之後，台積電在高階的 ARM 架構手機晶片中擁有超過一半的市佔率，2019 年時，華為首款的 5G 晶片麒麟 990、Qualcomm 的 Snapdragon（驍龍）855 晶片、Apple 的 A13 晶片等，都是由台積電生產，幾乎是 ARM 架構的陣營中最大的製造商。

延續既有的技術軌跡（Herriott, Levinthal, and March, 1985；Sydow, Schreyögg, and Koch, 2009）與發展製程上的「轉換能力」（transformative capacity）（Garud and Nayyar, 1994），台積電在此階段深度開發 28 奈米，推出像是低耗電版本（low-power）以及高效能版本（high-performance），來滿足各種不同的客戶需求，低耗電主要鎖定低階智慧型手機，高效能則是鎖定高階智慧型手機以及 GPU，28 奈米就像是座大山，不僅改變半導體產業的遊戲規則，也打亂了產業中推出新技術的節奏，趁機擴大差距，間接導致在 10 奈米以下完全甩開 Intel。也因為更先進的技術能力，帶來更多的客戶加入（包括主流產品智慧手機和平板電腦半導體元件供應商等），而更多的客戶組成，讓位居電子產業供應鏈的最上端的台積電可以看到資訊產業發展軌跡以及更多的市場可能（至少相較競爭對手Samsung而言），進而更大膽的推進製程技術的創新，達成「換道超車」的效果（Helfat and Raubitschek, 2000；Holmqvist, 2004）。更好的製程引領客戶開發更多的產品創新，而這就這樣形成一個良性循環，進而讓台積電可以慢慢離開原有摩爾定律的束縛，而發展出更符合其利益與良性客戶關係的嶄新產業制度與遊戲規則。這樣的技術超越過程，一方面讓產業不會因為摩爾定律逐漸失效而呈現停滯，另一方面也讓台積電能夠更有機會以製程創新者的角色，來引導產業的走向與產品的創新。

綜合以上的分析，我們可以看到，台積電面對摩爾定律的規範，從最一開始的被動服從，到後來的維持、強化、擴大，直到最後的積極挑戰、超越，也代表著一系列的制度維持、破壞、創造的行動過程。