從半導體製造的學習曲線看台積電的策略 | 竹科管理局常見問答

2021年2月25日—晶片荒的延燒從車廠到電子產業，從研發到半導體製造，台積電究竟有什麼魅力讓國際反過來求台灣？

最近台積電真的是扭轉了很多我們在外交上努力卻很難達成的事情。讓很多國家反過來尋求晶片產能，而不是我們去求別人。究竟台積電是怎麼在先進製程的競賽中逐漸形成這麼大的競爭優勢呢？

先進製程的競賽比的是研發能力，但這個研發能力不只是把製程研發出來的能力，而更是提升良率的研發能力。先進製程的工序極為大量，動不動就是1,000道等級的製程數目。只要每道製程稍有一點不符合標準，整片晶圓基本上就可以直接報廢了（良率近乎0）。這個差距在早期還不明顯，全世界還有不少玩家可以玩這個遊戲。但到了最近先進製程越來越逼近極限，不少玩家已經開始掉隊（Global Foundry、UMC……），沒有足夠的經驗以及資金開發下一世代的製程。而台積電就是目前這個遊戲的佼佼者，先以製程研發和良率提升的執行能力拉開和對手的差距，在獲得市占以及賺取資金後，再度大量投入研發拉開與對手製程上的差距。

感謝最近台積電讓台灣最近在全球重要性十足，所以在這篇，我們會介紹半導體製造的幾個階段，半導體製程開發裡很重要的良率學習曲線。再來分析台積電在先進製程開發做得好的原因，以及它在這三十幾年來是怎麼漸漸的甩開其他競爭對手到現在成為晶圓代工的龍頭的。

新的節點（node）的半導體製程開發主要分成三個階段，R&D、Ramping和High Volume。半導體製程開發的三個階段，主要就是為了在R&D階段把製程研發出來以及在Ramping階段快速地提高良率後，能夠在最短的時間內以高良率的放量生產（如圖1所示）。

如之前所提，其實在半導體製程開發的每一階段都有非常多的東西需要去測試和調整，每天不斷不斷的學習，造就了先進製程的良率從R&D到High volume階段每天一點一點的提升。而這個良率提升的曲線，我們叫做半導體製造的良率學習曲線，如圖2所示。

要在先進製程競賽中獲勝，最主要的就是要盡量的縮短良率學習曲線。

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