編按:台灣產業從傳統製造產業到高科技產業,30多年來所打造科技島舉世聞名,尤其是台灣的半導體實力,在全球更占有舉足輕重的地位,讓台灣在美中新冷戰的局勢中,將台美關係推向史無前例的新地位。
隨著在美中貿易戰與後疫情時代,台灣的科技產業足以做為抵抗中國攻擊的堅強保障,在國際紛亂局勢下,台灣的未來會如何走?《蘋果新聞網》邀請微驅科技總經理吳金榮細說台灣科技產業發展歷史。
本文作者微驅科技總經理吳金榮
1946年2月,人類第一台通用電子計算機ENIAC在美國誕生,此台電子計算機(電腦)是由美國陸軍資助,由賓州大學的莫齊利(John Mauchly)及艾克特(John Presper Eckert Jr.)構思設計,在賓州大學穆爾電氣工程學院,偕同工程團隊,經兩年半左右方建造完成。
ENIAC是一台龐然大物的機器,長30.48米、寬6米、高2.4米,重量達27噸。它的運算能力讓當時的科學界及工程界驚訝,計算速度比機電式計算機快1000倍,它的數學能力與通用可程式能力,在當時皆為創舉,令當時的科學家、工程師、企業家心動不已。
儘管ENIAC在當時功能超強,但是與現代的電腦比較,卻是非常落後的電腦。目前個人電腦的運算速度約為ENIAC的一億倍左右,科技的進步真是一日千里,令人讚嘆不已。
ENIAC主要的元件為17468個真空管、7200個晶體二極體、1500個繼電器以及10000個電容器,無怪乎體積龐大。
1947年美國貝爾實驗室的肖克利、巴丁、布拉頓三位科學家發明電晶體,這是取代真空管的劃時代發明,這三位科學家也因為此貢獻,獲得1956年的諾貝爾物理獎。
1958年,美國快捷(Fairchild)半導體公司的諾伊斯,發明以矽為基板製成的積體電路(IC),同期間美國德州儀器(TI)的基爾比也發明積體電路。快捷半導體與德州儀器分別提出申請發明IC的專利,兩公司為此對簿公堂多年,直到1966年美國法庭裁定,將IC發明權授給德州儀器的基爾比,將IC內部連接及製造技術發明權授給快捷半導體的諾伊斯。之後快捷半導體與德州儀器達成協議,共享IC專利。
IC的發明開啟電子工業的新境界,IC將電晶體及相關電子元件縮小容納在小小的晶片內,更重要的是隨著電子科技及材料科學的進步,IC不斷地演進,單位面積可容納的電晶數目以幾何級數成長。
英特爾的創辦人戈登摩爾提出IC可容納的電晶體數目,約每隔兩年就增加一倍,這就是著名的摩爾定律。今日台積電的5奈米製程IC,每平方公釐(mm)約可容納1.73億個電晶體。
今日令人讚嘆的高科技,背後主要皆仰賴IC的強大功能,從實現「天涯若比鄰」的智慧型手機、個人電腦,到高畫質的平面顯示器等等,皆是有強大功能IC,方能有神乎其技的終端設備。
1968年IC的發明人之一,羅伯特諾伊斯(Robert Noyce),以及提出摩爾定律的戈登莫爾(Gordon Moore),連袂離開快捷半導體,創立英特爾公司。之後著名的安迪葛洛夫(Andy Grove)跟隨兩位大師,成為英特爾的第三位員工。葛渃夫後來成為英特爾的執行長,對英特爾的成長有非常大的貢獻。
由於創辦人的背景,英特爾在半導體的製造能力很強,公司創辦初期主力產品為SRAM記憶體,70年代英特爾主導多種記憶體的生產,當時英特爾在記憶體的業務很大。
1969年4月,日本Busicom公司,委託英特爾開發供計算機(Calculator)使用的單晶片IC。1971年11月15日,英特爾開發出人類史上第一顆商用微處理器4004,讓單顆IC具備運算功能,促成爾後微電腦、個人電腦的誕生。
4004微處理器,採用10微米(Micron)製程,集成2300個電晶體,可一次處理4位元(Bit)資料,工作頻率為1MHz,能夠執行數學運算,成本低於100美元。這在當時是破天荒的創舉。4004是英特爾微處理器的始祖,後繼的微處理器產品系列,將英特爾推升到全球最大半導體公司的地位。
1972年英特爾推出8位元微處理器8008,這是為電腦終端機設計的微處理器。1974年4月英特爾推出商用8位元微處理器8080,這是被業界廣泛使用的微處處理器,許多早期的微電腦(如Altair 8800)都是利用8080作為中央處理器(CPU)。
除了英特爾外,多家美國公司也投入開發生產微處理器,摩托羅拉於1974年推出8位元M6800微處理器,這是摩托羅拉微處理器家族的第一位成員。
1975年美國MOS科技公司推出8位元6502微處理器,6502被譽為當時效能最佳的8位元微處理器,不僅功能強大,而且價格只有英特爾、摩托羅拉等大型公司相近產品的六分之一(或更低),因此廣泛受業者喜愛。許多電玩機台都使用6502微處理器,最值得一提的是蘋果公司的Apple II微電腦就是採用6502微處理器。
微處理器的誕生催生微電腦產業,早期微處理器供應商群雄並起,英特爾、摩托羅拉、MOS 科技、Zilog公司等,各有各的市場。微處理器從最早的4位元,進化到8位元、16位元、32位元、64位元,功能愈來愈強,供應商卻愈來愈少,成為寡占市場。
1981年美國IBM公司推出IBM PC,開啟個人電腦時代。IBM PC為避免托拉斯問題,因此採開放系統。硬體方面,CPU採用英特爾的8088微處理器,軟體方面採用美國微軟公司的MS DOS,這創造出龐大的生態系統,資訊工業開始成形茁壯。
個人電腦工業,軟體方面,台灣沒有參與的機會。硬體方面,台灣則大展身手,在新崛起的資訊工業扮演全球重要的供應鏈製造商。
微處理器的誕生,將原來龐大的電腦大幅微縮到可擺放在桌上的電腦。隨著半導體工業技術的進步,個人電腦愈作愈小,功能卻愈來愈強,從桌上型電腦演進到可隨身攜帶的筆記型電腦,台灣廠商扮演開發及製造的角色。
台灣掌握個人電腦及其週邊設備大部分產品的開發製造,電腦主機板、顯示卡、音效卡、光碟機等,台灣廠商合計市佔率,皆占全球第一。
從1980年代起,資訊工業成為台灣經濟重要的一環,產值快速上升,帶動其他電子業一起發展。
重要的是資訊電子產業需要很多半導體、電子零組件,早期皆仰賴進口,之後在政府的引導下,台灣開始建立自己的半導體產業鏈。藉由許多在美留學工作的台灣工程師返台創業,造就台灣半導體工業的蓬勃發展。尤其是IC設計產業,台灣很早就遙遙領先除美國外的各國,是世界第二大IC設計國。
台灣電腦工業的先驅宏碁電腦公司創立於1976年,當時主要的業務是代理微處理器。除此之外,也賣設計,協助客戶設計微處理器在不同領域的應用,同時兼賣零組件。
當時宏碁以「微處理器園丁」自許,篳路藍縷開拓台灣微處理器市場,不僅掌握微處理器的先機,並且運用微處理器開發、開拓個人電腦市場。台灣在微處理器萌芽的初期即介入,並且亦步亦趨,追隨科技進步的進程,創建主機板王國,宏碁的貢獻功不可沒。
宏碁對台灣高科技的影響不止於此,宏碁從代理做起,然後投入微電腦產業,自創個人電腦品牌,是台灣最早投入個人產業的先驅者,對台灣高科技產業的發展有重大的影響。