Daripada susu soya kepada silikon: bagaimana Taiwan membina kuasa besar cip

Bagaimana sarapan sederhana mengubah ekonomi sebuah pulau

Pada suatu pagi pada Februari 1974, tujuh pegawai dan jurutera duduk di sebuah kedai sederhana di Taipei lalu berkongsi susu soya dan cakoi. Bilnya kurang daripada NT$400. Sebelum mereka beredar, mereka sudah mencapai persetujuan mengenai rancangan bernilai NT$400 juta yang bakal mengubah ekonomi Taiwan. Mereka akan mengimport teknologi litar bersepadu, melatih kumpulan perintis jurutera dan membina kilang demonstrasi. Usaha berani itu, yang kini dikenang sebagai Projek RCA, menjadi benih kepada asas pembuatan yang berkembang menjadi United Microelectronics Corporation, kemudian Taiwan Semiconductor Manufacturing Company. Lima puluh tahun kemudian, cip buatan Taiwan menggerakkan telefon pintar, pusat data dan sistem kecerdasan buatan di seluruh dunia.

Taiwan berdepan pilihan sukar. Kejutan minyak 1973 menekan model eksportnya dan meningkatkan kos. Kemunduran diplomatik mengasingkan pulau itu dalam politik dunia. Perdana Menteri Chiang Ching-kuo menugaskan para pembantunya mencari teknologi yang dapat meningkatkan potensi pertumbuhan Taiwan. Antara yang hadir di meja pada hari itu ialah Pan Wen-yuan, jurutera Amerika berketurunan Cina yang mengetuai kerja di RCA Laboratories di Amerika Syarikat. Beliau berhujah agar Taiwan membuat peralihan bercita-cita tinggi daripada pemasangan intensif buruh kepada litar bersepadu. Menteri ekonomi Sun Yun-hsuan menyokongnya, manakala Setiausaha Agung Yuan Eksekutif Fei Hua menggerakkan idea itu. Rancangan tersebut akan menumpukan pada teknologi semikonduktor logam oksida pelengkap, melatih sekumpulan jurutera di luar negara dan membawa pulang ke Taiwan setiap peringkat proses, bukan sekadar pembungkusan.

Krisis, pilihan dan taruhan berani pada cip

Keputusan itu lebih daripada sekadar menaik taraf industri. Ia merupakan pernyataan bahawa Taiwan akan mendaki rantaian nilai melalui sains dan kejuruteraan. Kerajaan melantik Institut Penyelidikan Teknologi Perindustrian untuk menyelia projek itu melalui Pertubuhan Penyelidikan dan Perkhidmatan Elektroniknya. Majlis Penasihat Teknologi yang terdiri daripada pakar luar negara ditubuhkan untuk membimbing pemilihan teknologi dan memastikan program itu selaras dengan keperluan pasaran. Kumpulan itu menyasarkan elektronik pengguna, yang membolehkan pengilang Taiwan menjual produk dengan pantas, dan memilih CMOS kerana penggunaan kuasanya yang rendah serta kebolehpercayaannya. Mandatnya jelas: memperoleh keupayaan pembuatan sepenuhnya, mempelajarinya, memperbaikinya dan menyebarkannya melalui firma baharu.

Siapa yang hadir di meja?

• Sun Yun-hsuan, menteri hal ehwal ekonomi
• Kao Yu-shu, ketua pengarah Pengangkutan dan Komunikasi
• Wang Chao-chen, presiden ITRI
• Kang Pao-huang, pengarah Makmal Telekomunikasi
• Fei Hua, setiausaha agung Yuan Eksekutif
• Fang Hsien-chi, ketua pengarah Telekomunikasi
• Pan Wen-yuan, pengarah RCA Laboratories

Pan mengurung diri di Grand Hotel selama sepuluh hari untuk menulis rancangan itu. Pada Ogos 1974, rancangan tersebut diluluskan. Pengkritik memberi amaran bahawa cip memerlukan modal yang terlalu besar dan terlalu rumit. Namun, Sun tetap memastikan rancangan itu diteruskan. Dua tahun kemudian, satu kontrak dengan RCA membolehkan pemindahan teknologi, dan pada 1976, 19 jurutera berangkat ke Amerika Syarikat untuk menjalani latihan. Mereka pulang ke Hsinchu dan membina kilang demonstrasi yang direka untuk tujuan pembelajaran, bukan sekadar menghasilkan produk untuk dihantar. Mesej daripada kepimpinan tidak berubah: ini projek nasional, dan matlamatnya ialah menguasai teknologi.

Daripada pelan kepada silikon

Pada 29 Oktober 1977, Taiwan membuka kilang demonstrasi litar bersepadu pertamanya. Kilang itu menghasilkan wafer silikon tiga inci menggunakan proses tujuh mikrometer dan menyasarkan cip untuk jam digital serta peranti pengguna. Kilang itu berfungsi sebagai bilik darjah dan barisan pengeluaran. Pada peringkat awal, kegagalan kerap berlaku, tetapi dalam tempoh enam bulan, pasukan itu meningkatkan kadar hasil kepada kira-kira 70 peratus, mengatasi barisan pengeluaran asal RCA. Angka tunggal itu penting. Kadar hasil yang tinggi bermakna lebih banyak cip yang elok bagi setiap wafer, kos lebih rendah dan laluan ke arah keuntungan. Jurutera bukan sahaja belajar mengendalikan peralatan, malah cara memperbaikinya dalam keadaan tempatan, asas kepada budaya pembuatan di pulau itu.

Mengapa CMOS dan tujuh mikrometer?

CMOS ialah singkatan bagi semikonduktor logam oksida pelengkap. Teknologi ini digunakan untuk menghasilkan pasangan transistor yang menggunakan kuasa yang sangat sedikit ketika tidak aktif. Pada 1970-an, ciri itu menjadikan CMOS sesuai untuk jam dan kalkulator yang menggunakan bateri kecil. Proses tujuh mikrometer merujuk kepada saiz ciri yang dicetak pada cip. Pada masa itu, tujuh mikrometer merupakan teknologi canggih yang sukar dikuasai. Hari ini, cip tercanggih diukur dalam nanometer, ribuan kali lebih kecil, tetapi kaedah dan disiplin untuk meningkatkan kadar hasil tetap sama: bilik bersih, litografi yang tepat, kimia yang stabil dan kawalan proses yang ketat.

Kilang demonstrasi itu menghasilkan cip untuk jam elektronik pertama di pulau tersebut. Eksport meningkat pesat. Taiwan segera menjadi pengeluar jam elektronik ketiga terbesar, membuktikan bahawa teknologi baharu itu mampu memenuhi permintaan pasaran sebenar. Sama pentingnya, sekumpulan jurutera telah membina, menyahpepijat dan mengoptimumkan barisan wafer moden dengan tangan mereka sendiri. Bakat itu tidak lama kemudian mula berkembang ke bidang lain.

ITRI, ERSO dan kesan pengelompokan

Pada 1979, kerajaan menubuhkan Taman Sains Hsinchu untuk menghimpunkan kumpulan penyelidikan, syarikat baharu dan pembekal berhampiran universiti serta kampus ITRI. Taman itu menawarkan tanah yang tersedia, proses penubuhan yang dipermudah, kemudahan bersama dan komuniti yang bertukar idea serta menyelesaikan masalah dengan pantas. Di situ, jurutera yang mendapat latihan di barisan demonstrasi dapat membentuk pasukan, mendapatkan modal dan melancarkan syarikat dengan akses mudah kepada peralatan dan mentor. Taman itu menjadi tumpuan bagi mereka yang pulang dari luar negara dan syarikat multinasional yang mencari rakan kongsi yang boleh diharapkan.

Pada 1980, ITRI mengasingkan United Microelectronics Corporation sebagai syarikat komersial cip pertama di pulau itu. Pada awalnya, syarikat itu dibiayai oleh kerajaan dan bank tempatan, sebelum dibuka kepada pelabur swasta. Bekas kakitangan kilang demonstrasi kemudiannya menubuhkan atau menyertai firma baharu dalam bidang reka bentuk, pengujian dan pembungkusan. Syarikat seperti Winbond dan ASE memperluas ekosistem supaya Taiwan bukan sekadar menghasilkan wafer. Taiwan mereka bentuk, menguji, memasang dan menghantar produk siap. Rangkaian yang padat itu terbukti sama pentingnya dengan mana-mana syarikat peneraju.

Bagaimana Morris Chang menjadikan model faundri berjaya

Walaupun berjaya pada peringkat awal, kemajuan seterusnya memerlukan model perniagaan baharu. Pada pertengahan 1980-an, ITRI melancarkan projek integrasi skala sangat besar untuk membuat persediaan bagi cip yang lebih rumit. Pemimpin baharunya, Morris Chang, membuat kesimpulan tegas berdasarkan pengalaman berdekad-dekad dalam industri: banyak firma reka bentuk mahu menyerahkan pembuatan kepada rakan kongsi yang hanya melakukan kerja itu. Beliau mencadangkan faundri khusus sepenuhnya, iaitu kilang yang tidak mereka bentuk cip sendiri, sebaliknya menghasilkan cip untuk mana-mana pelanggan yang mempunyai reka bentuk.

Pada 1987, dengan Philips melabur kira-kira 27.5 peratus dan kerajaan memberikan pegangan penting, TSMC memulakan operasi di Hsinchu. Model faundri membebaskan pereka bentuk daripada kos memiliki kilang dan menyediakan rakan kongsi yang neutral dari segi teknologi. Model itu juga membolehkan TSMC mencapai skala dengan menggabungkan pesanan daripada ramai pelanggan. Skala tersebut menyokong pembangunan proses yang lebih pantas, kawalan kos yang lebih ketat dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi berbanding kebanyakan pengeluar peranti bersepadu. Hasilnya ialah kitaran yang saling mengukuhkan: lebih ramai pelanggan membawa lebih banyak jumlah pesanan, yang membiayai kemajuan proses lebih pantas, lalu menarik lebih ramai pelanggan.

Menjelang awal 2020-an, TSMC menghasilkan sebahagian besar cip kontrak dunia dan kebanyakan pemproses canggih yang digunakan dalam telefon pintar, kad grafik dan pelayan kecerdasan buatan. Syarikat itu menghasilkan cip tiga nanometer secara besar-besaran dan membuat persediaan untuk teknologi dua nanometer. Kerjasama erat syarikat itu dengan pembekal peralatan penting, termasuk pengeluar peralatan litografi ultraungu ekstrem, menjadi kelebihan strategik. Tumpuan faundri itu pada satu misi, iaitu menghasilkan cip untuk pihak lain, mengubah seluruh industri.

Rangkaian rentas negara, bukan pencurian

Kisah cip Taiwan dibina atas kontrak pemindahan teknologi rasmi, latihan dan usaha jurutera yang menghubungkan ilmu yang dipelajari di luar negara dengan kilang di tanah air. Ini kisah kerjasama, bukannya pengambilan tanpa izin. Kontrak RCA ialah urus niaga jual beli, bukannya rahsia. Majlis Penasihat Teknologi memanfaatkan kepakaran diaspora untuk membimbing pemilihan teknologi. Pulau itu membina keupayaan melalui barisan demonstrasi, kemudian menyebarkannya melalui syarikat terbitan dan taman sains yang mengalu-alukan rakan kongsi asing. Hasilnya, industri ini bersifat rentas negara, dengan reka bentuk dari California, peralatan dari Eropah dan disiplin pembuatan yang diasah di Hsinchu.

Dua perdebatan semasa menunjukkan betapa pentingnya asal usul itu hingga kini. Pertama, sama ada pembuatan canggih boleh dibangunkan semula di tempat lain dengan pantas. Kedua, sama ada Taiwan akan melepaskan nilai strategik yang disebut sesetengah pihak sebagai perisai silikon. Penganalisis memberi amaran bahawa usaha meniru kelompok industri Taiwan memerlukan masa, wang dan tenaga kerja yang terlatih dalam pelbagai bidang khusus.

Honghong Tinn, seorang profesor madya yang mengkaji sejarah industri teknologi Taiwan, telah menghuraikan cabaran ekonomi utama dalam membina semula pembuatan cip di Amerika Syarikat.

Menghasilkan cip secara besar-besaran di A.S. jelas akan lebih mahal, jadi mereka mungkin memerlukan subsidi yang sangat besar.

Jonas Parello-Plesner, seorang penganalisis dasar yang mengkaji strategi teknologi, merumuskan tekad Taipei untuk mengekalkan keupayaan canggih di dalam negara.

Tidak mungkin Taipei akan melepaskan perisai silikonnya.

Geopolitik dan peraturan perdagangan baharu

Perubahan dasar global sekali lagi meletakkan Taiwan di tengah-tengah perdebatan mengenai cip. Pada 2025, pusingan baharu tarif Amerika Syarikat mencetuskan ketidaktentuan baharu bagi pengeksport. Taiwan mendapat pengecualian sementara bagi semikonduktor, tetapi tekanan terhadap syarikat supaya memindahkan sebahagian pengeluaran dan memperketat kawalan jualan masih berterusan. Ketegangan perdagangan antara Amerika Syarikat dengan China telah mengalihkan rantaian bekalan dan pelaburan, dengan syarikat memindahkan sebahagian pemasangan akhir dari tanah besar China. Syarikat Taiwan yang menjual kepada kedua-dua pihak terpaksa mengimbangi daya tahan, kos dan akses pasaran.

China kemudian menjelaskan cara negara itu akan menentukan asal usul cip bagi urusan kastam. Pendekatan baharu itu menetapkan asal usul berdasarkan lokasi fabrikasi wafer, tanpa mengira tempat cip itu direka bentuk atau dibungkus. Oleh sebab pihak berkuasa China menganggap Taipei sebagai wilayah domestik, cip yang difabrikasi di Taiwan tidak dikenakan tarif hukuman yang dikenakan China terhadap banyak barangan Amerika Syarikat. Peraturan itu merugikan syarikat yang memfabrikasi cip di Amerika Syarikat dan menguntungkan faundri di Taiwan serta tanah besar China. Peraturan itu turut menunjukkan bagaimana ketetapan tentang asal usul boleh mengarahkan pesanan kepada kilang tertentu.

Walaupun keadaan politik bergolak, projek rentas sempadan tetap diteruskan. TSMC sedang membangunkan kampus pembuatan di Arizona. Pada 2025, Nvidia memperkenalkan wafer pertama buatan Amerika Syarikat bagi generasi Blackwell di tapak itu. Wafer tersebut masih memerlukan pembungkusan canggih, iaitu peringkat rumit yang dilakukan TSMC secara besar-besaran di Taiwan menggunakan teknik seperti cip atas wafer atas substrat. Kerjasama pembungkusan dengan firma Amerika Syarikat yang menyediakan perkhidmatan pemasangan dan pengujian secara penyumberan luar sedang dijalankan, dengan operasi dijangka bermula pada pertengahan dekad ini. Aliran dua peringkat ini, iaitu fabrikasi wafer di Amerika Syarikat dan pembungkusan canggih di Taiwan, menunjukkan bahawa sesebuah kilang hanyalah sebahagian daripada rantaian yang lebih besar.

Pengajaran daripada kisah asal-usul ini

Mesyuarat sarapan itu berjaya kerana menggabungkan matlamat nasional yang jelas dengan langkah-langkah konkrit. Para pemimpin memilih teknologi khusus sebagai titik mula, mereka bentuk barisan demonstrasi untuk membina kepakaran dan mewujudkan taman yang menarik bakat, pembekal serta modal. Mereka mempercayakan masalah paling sukar kepada jurutera dan membolehkan firma baharu membawa idea ke pasaran. Sokongan kerajaan pada peringkat awal tidak berterusan selama-lamanya. Pegangan awam dijual secara beransur-ansur apabila pelabur swasta semakin yakin, dan perbelanjaan industri itu sendiri untuk penyelidikan meningkat apabila sektor tersebut semakin matang.

Cabaran hari ini masih besar. Pembuatan cip canggih menggunakan banyak tenaga dan air serta memerlukan kemahiran yang jarang ditemui. Namun, unsur yang mengangkat Taiwan pada 1970-an masih penting: pelaburan jangka panjang, kawasan perindustrian yang padat dan jurutera yang belajar dengan membina. Legasi sarapan sederhana itu bukan sekadar nostalgia. Ia merupakan pelan tindakan untuk mengubah krisis menjadi kemakmuran dalam bentuk baharu.

Perkara yang perlu diketahui

• Pada 1974, tujuh pemimpin bersetuju membiayai program litar bersepadu bernilai NT$400 juta selepas mesyuarat sarapan di Taipei.
• Kerajaan memilih ITRI dan unit ERSO-nya untuk mengendalikan pemindahan teknologi RCA serta melatih kumpulan pertama yang terdiri daripada 19 jurutera di Amerika Syarikat.
• Kilang demonstrasi IC pertama Taiwan dibuka pada 29 Oktober 1977, mencapai kadar hasil kira-kira 70 peratus dalam tempoh enam bulan dan mengatasi barisan pengeluaran asal RCA.
• Produk awal termasuk cip jam, yang membantu menjadikan Taiwan pengeksport jam elektronik ketiga terbesar di dunia.
• Taman Sains Hsinchu dibuka pada 1979 dan UMC diterbitkan daripada ITRI pada 1980, menjadi asas kepada kelompok industri yang lebih luas dalam reka bentuk, pengujian dan pembungkusan.
• Morris Chang mengasaskan TSMC pada 1987 dengan sokongan kerajaan dan Philips, sekali gus melancarkan model faundri khusus sepenuhnya untuk memenuhi keperluan pereka cip tanpa kilang.
• Menjelang awal 2020-an, TSMC menerajui pasaran faundri global dan menghasilkan kebanyakan pemproses canggih dunia pada tiga nanometer, sementara teknologi dua nanometer sedang dibangunkan.
• Peraturan perdagangan baharu dan tarif telah meningkatkan kos serta mengubah laluan rantaian bekalan, manakala pendekatan kastam China memihak kepada cip yang difabrikasi di Taiwan.
• Pengembangan TSMC di Amerika Syarikat sedang berjalan, dengan wafer dihasilkan di Arizona sementara pembungkusan canggih masih tertumpu di Taiwan.
• Kejayaan Taiwan berasaskan bakat, sistem taman perindustrian yang kukuh, kerjasama rentas negara dan pelaburan semula berterusan dalam kecemerlangan pembuatan.