全球經(jīng)濟一片愁云慘霧，多數(shù)金融機構都預期2020年，將是金融海嘯以來經(jīng)濟表現(xiàn)最差的一年。

對臺積電4萬多名員工而言，前景卻是一片燦爛，如同11月2日，臺積運動會舉辦時，新竹秋高氣爽的艷陽天一般。

「明年，將會是大大成長的一年，」董事長劉德音在司令臺致詞時，慷慨激昂地說。這句話，第二天出現(xiàn)在各大報的頭條。如同呼應劉德音的喊話，外資券商也紛紛上調臺積的獲利預期。

例如，美商伯恩斯坦證券便在3天后，將臺積股價從285元上調到330元，并預期2020年、2021年，這兩年每股獲利將年均成長20%，遠高于過去幾年的個位數(shù)。美國《霸榮周刊》（Barron‘s）更在10月18日刊出頭條新聞，「臺積電奪走英特爾的皇冠」。開頭就寫，臺積電開足馬力，這對英特爾而言是壞消息。

為何景氣低迷時，臺積能大踩油門，在未來兩年，每年增加約40%的天文數(shù)字投資，甚至可望創(chuàng)造較過去高出2、3倍的成長？臺積的經(jīng)營層看到什么？分析師又看到什么？《天下》采訪多位相關人士。歸納出四個致勝關鍵。

致勝關鍵1 ? 率先突破技術瓶頸

第一個理由，也是最直接的，當然是劉德音在股東報告書寫的，成功量產(chǎn)七納米制程，領先其他同業(yè)至少一年。并且，今年6月成功量產(chǎn)業(yè)界首個商用極紫外光（EUV） 微影制程，也就是第二版本的七納米技術N7+。

此事意義深遠。因為這是史上第一次，臺積在一個重要技術轉折時，領先群雄。

上一次重要的技術轉折——導入3D電晶體（臺積、三星稱為FinFET，英特爾稱為Tri-gate ），臺積足足落后英特爾4年，落后三星半年。這回的極紫外光（EUV）之役，卻領先英特爾兩年，英特爾要到2021年才會導入。

很多改變歷史的關鍵，往往是一些一開始不被注意的小事。而臺積這次得以甩開三星、英特爾，關鍵其實是幾顆小到肉眼無法辨識的「灰塵」。

EUV微影制程，是半導體產(chǎn)業(yè)期待已久的「救世主」技術。

目前半導體制程的主流光源是氬氟雷射，波長為193納米，當電晶體尺度已微縮到幾十納米時，就像用一支粗毛筆寫蠅頭小字一般，生產(chǎn)起來有點力不從心。這也是近幾年，摩爾定律即將告終聲浪不斷的主因。

極紫外光的波長僅有13.5納米，這支「超細字小楷」波長已經(jīng)接近X光，世界上多數(shù)物體對它而言都是不透明，連空氣都會干擾EUV，因此生產(chǎn)機臺的內部得抽成真空。

半導體技術，也因此正式進入皮米（picometer）時代，即納米的千分之一。EUV只能用鏡子反射，由德國蔡司產(chǎn)制的反射鏡，得做到史無前例的完美無瑕，能容許的瑕疵僅能是皮米大小。這相當于，如果鏡面積有整個德國大，最高的突起處不能高于1公分高。

對抗制程的「老鼠屎」：納米灰塵

EUV對生產(chǎn)環(huán)境潔凈度的要求，更是前所未有的嚴苛。

例如，包括臺積自制的光罩基板（mask blank），是一片6吋大小的明亮圓鏡，造價數(shù)百萬。上頭80層多層膜反射層，跑進去幾顆納米級的灰塵，都會對芯片良率造成巨大影響。

獨家供應EUV機臺的荷蘭商艾司摩爾（ASML）研發(fā)副總經(jīng)理嚴濤南表示，現(xiàn)在已經(jīng)從一開始的100顆，慢慢減少到個位數(shù)。若從艾司摩爾的曝光機飄下灰塵，更是不能容忍。嚴濤南表示，技術規(guī)格是，每曝1萬片晶圓，只能掉1顆，「我們已經(jīng)非常接近?！?/p>

因為控制灰塵太難，EUV量產(chǎn)階段的最關鍵技術，是一片薄如蟬翼，厚度只有50納米，相當于一根頭發(fā)直徑千分之一的透明薄膜。這片「光罩護膜」（pellicle），用在晶圓生產(chǎn)的光罩上頭。用來隔絕細微的塵粒。否則，只要一顆塵粒掉到光罩上，可能導致整批芯片作廢。

在10月的法說，當分析師群起追問EUV的進度時。臺積總裁魏哲家胸有成竹地說，「我們已經(jīng)準備好了，」并強調，「臺積自己生產(chǎn)光罩護膜?！?/p>

因為光罩護膜太難做了，處處得挑戰(zhàn)物理的極限。要將矽磨到僅有50納米厚，但EUV照射時，瞬間局部溫度會升到數(shù)百度?！赣悬c震動，啪，就裂掉了，」一位供應商說。

光罩護膜一旦破碎，瞬間飄出的細微碎屑會污染生產(chǎn)機臺，得花7天整理，形同產(chǎn)線停擺1星期。臺積供應商透露，三星跟英特爾都卡在光罩護膜這關，導致EUV生產(chǎn)效率遲緩。

那臺積如何過關？

一位供應商表示，臺積另辟蹊徑，在光罩盒加上特殊的防塵設計，意外發(fā)現(xiàn)，可以不靠光罩護膜，就達到一定的良率，便大膽量產(chǎn)?！高@有可能，」嚴濤南表示，雖然他不知道臺積最新技術突破的細節(jié)，但臺積很早就投入研發(fā)「不用光罩護膜的方案」。技術瓶頸一突破，臺積就開始踩油門，大舉量產(chǎn)EUV制程。

EUV微影機每臺售價超過1億美元，是人類史上最貴的「工具機」。盡管臺積與艾司摩爾都不揭露臺積進了多少EUV機臺。根據(jù)財政部資料，***今年向荷蘭進口的「半導體生產(chǎn)設備」暴增，光是今年1到10月，就高達33.8億美元，相當于過去兩年全年進口量。

致勝關鍵2 ? 乘勝加碼投資，靠EUV狠甩對手

「張忠謀神話」當中，有個經(jīng)典篇章。時間是在2009年。

當時金融海嘯剛過，景氣還在谷底，張忠謀剛回任執(zhí)行長，看好智慧型手機的未來需求，竟大筆一揮，將翌年（2010年）的資本支出，倍增至59億美元，大蓋當時最先進的28納米產(chǎn)能。在眾人驚呼中，奠定臺積日后的高速成長。

10月的臺積第二季法說，里昂證券分析師便問臺積總裁魏哲家，臺積今明兩年的大手筆擴建，會不會預期產(chǎn)生，與2010年那次擴建28納米產(chǎn)能類似的榮景嗎？

這題其實是做球給魏哲家。

沒想到，魏哲家竟意外地切換到「深刻反省」模式?！肝抑滥阍谡f什么，」他說，「但我認為，臺積已經(jīng)更加聰明……我們這次擴充產(chǎn)能，經(jīng)過跟顧客的緊密合作與很詳細的分析，我有信心，我們不會再犯過去的錯誤?！?/p>

其實，魏哲家會「誤解」分析師的問題，背后另有原因。

「這次的擴產(chǎn)，其實臺積內部有不同聲音，」一位外資分析師解釋。28納米制程是臺積史上最成功的制程。但后期因過度擴建、同業(yè)殺價競爭，現(xiàn)在反而成了臺積最大的累贅。今年上半年毛利率偏低，主要就是28納米產(chǎn)能利用率「非常低」的拖累。

因為擔心如此大規(guī)模的投資，會重蹈28納米「先盛后衰」的覆轍，臺積內部規(guī)劃部門一開始抱持反對意見，「而且一路呈到最上面，」一位分析師說。但最后劉德音、魏哲家還是決定「大踩油門」。另一個重要理由是，競爭者追不上，因為「EUV的技術門檻遠遠比28納米的高介電金屬閘極（HKMG）要高，」魏哲家說。

研發(fā)眼光長遠，種下好因

但奇怪了，EUV早年可是英特爾一手扶持的技術，2012年，艾司摩爾研發(fā)進度延宕，臺積還與英特爾、三星三巨頭各出102億元臺幣資助。大家都出錢出力。為什么臺積對該技術特別有信心？

答案是：因為臺積對這個夢幻技術量產(chǎn)的實質投入最多。

艾司摩爾的研發(fā)副總嚴濤南是活生生的見證。他曾是臺積20多年的研發(fā)老將，曾任主導臺積EUV研發(fā)的資深處長，兩年前才加入艾司摩爾。他早在1990年代后期，就跟當時長官林本堅赴美觀察EUV的進展?！改菚r臺積不大，但是研發(fā)就已經(jīng)看得很遠了，」嚴濤南說。

接下來，他派一個研究員去比利時的愛美科（Imec）半導體研發(fā)機構，參與和艾司摩爾合作的開發(fā)案，一開始狀況很不樂觀，實驗機臺有大部份時間，都處于故障狀態(tài)。兩年時間，只寄回來20片晶圓?！傅抢L制的線圖非常漂亮，」所以當時剛回鍋的資深研發(fā)副總蔣尚義，就批準買一臺樣機研究。

要讓EUV實際上陣量產(chǎn)，難題無數(shù)，其中最棘手是如何產(chǎn)生足夠強度且穩(wěn)定的光源。目前的方法，簡直像是做高能物理實驗一般。在真空環(huán)境用超高能量的雷射，射擊一滴滴僅有細菌大小的錫滴，錫滴會瞬間氣化，變成高熱的電漿，同時產(chǎn)出EUV光線。

整個反應過程，浪費許多能量，因此最后輸出功率極低，甚至有好幾年停留在40瓦，距離250瓦的量產(chǎn)目標甚遠。業(yè)界不少人因此質疑，EUV永遠無法進晶圓廠量產(chǎn)。

2014年9月，是一個分水嶺。嚴濤南牢牢記得那個晚上，他在新竹廠里加班，跟艾司摩爾工程師一起嘗試，最后看到90瓦輸出功率，大為振奮。

「這是我這輩子最興奮的一個晚上，」他回憶。

他立刻將結果帶到10月在美國華盛頓舉行的業(yè)界盛會EUVL Symposium發(fā)表，引起臺下聽眾一陣驚呼。為了確認穩(wěn)定性，研發(fā)資深副總羅唯仁立即要求，每天用EUV生產(chǎn)500片晶圓，連續(xù)生產(chǎn)1個月。

達成之后，嚴濤南總算松了口氣，EUV量產(chǎn)應該是八九不離十了。

為什么不是在三星，或者英特爾？

一位業(yè)界資深人士分析，三星與英特爾主要生產(chǎn)自家產(chǎn)品，尤其是英特爾處理器毛利率高達70%，可以忍受緩慢的生產(chǎn)速度，因此「英特爾（對EUV）的態(tài)度比較保守?！?/p>

但是為客戶產(chǎn)品代工的臺積無法如此，因此全力協(xié)助艾司摩爾研發(fā)，要提升到每小時125片的量產(chǎn)速度，也就是250瓦的輸出功率。

「如果一直只有40瓦，那（臺積）就沒有戲唱啊，我們就一直push、一直push，」嚴濤南說，多數(shù)艾司摩爾的EUV技術突破，都是千里迢迢地從美國或荷蘭，拿到竹科12廠的研發(fā)工廠，完成首度量產(chǎn)測試。

致勝關鍵3 ?臺積高良率力克對手

盡管如此，一個封裝大廠主管透露，臺積的EUV版7納米雖已量產(chǎn)，但良率其實不佳，只有50%左右，形同切割出來的芯片，兩片只有一片能用。這也是臺積7納米產(chǎn)能吃緊的一大原因。

因此，臺積在今年追加的40億美元左右的資本支出，其實有15億用來擴增7納米產(chǎn)能，其他25億，才是用在明年第一季就要量產(chǎn)的5納米產(chǎn)能。

搶不到臺積產(chǎn)能，「前陣子很多人跑到三星看，去找備胎，」這位封裝大廠主管說，「但是臺積老神在在?！?/p>

盡管三星「宣稱」已在去年底量產(chǎn)采用EUV的7納米制程，但卻因為良率問題?！杆源蠹铱戳酥?，又回來臺積排隊，」他表示。

因為記憶體景氣低迷，三星近來加碼晶圓代工事業(yè)。在今年4月發(fā)表「半導體愿景2030」，宣布要在2030年達到記憶體之外的半導體業(yè)務世界第一的目標，打敗英特爾、臺積。

三星更隨后預告，將跳過5納米，直接在3納米制程導入全新的「環(huán)繞式閘極結構」（Gate-All-Around，GAA），借著重新設計電晶體底層結構，可讓尺度減少45%、性能提升35%、電力消耗減少50%——幾乎等于摩爾定律微縮一個世代的好處。

而且，三星公告的量產(chǎn)時間是2021年，竟然比臺積3納米的預定量產(chǎn)時間還早一年。

當真孰可忍孰不可忍。7月份的臺積法說，劉德音當眾吐槽三星，他指出，臺積的5納米跟3納米，都是貨真價實的「全節(jié)點微縮」（full-node shrink），「這跟我們競爭對手的技術藍圖不一樣喔，所以你如果比較他們的『3』，其實是跟（臺積的）『5』比較接近。」

一位外資分析師解釋，劉德音這段話暗示，三星「偷斤減兩」，利用換上全新的電晶體結構，效能大幅提升之際，假裝再微縮一個世代，稱為3納米，其實實際尺度僅較7納米微縮一個世代，與臺積明年第一季量產(chǎn)的5納米同一等級。所以臺積還是領先三星。

而且，一位臺積前任研發(fā)主管透露，臺積研發(fā)GAA結構已有10多年歷史。

甚至早在2004年，臺積就在半導體業(yè)界知名的「國際超大型積體電路技術研討會」（VLSI）發(fā)表論文，公開以GAA技術設計的5納米電晶體?！钢豢磁_積要不要在（3納米）這時候就拿出來，」這位主管說。

致勝關鍵4 ?抓緊AI強大需求，直攻1納米

所有高科技公司最大的夢魘，就是所處的領域的技術演進已到盡頭，即將進入「傳產(chǎn)化」（commoditization）的枯燥地獄，原本落后的追兵會一擁而上，價格一落千丈。例如現(xiàn)在的太陽能、LED。

2016年，當時還擔任臺積董事長的張忠謀，接受《天下》專訪時表示，摩爾定律停止的時間點，可能會在2025年左右，停在2納米制程。

現(xiàn)在，距離這個「大限之日」只剩6年，臺積也已經(jīng)著手研發(fā)2納米。（延伸閱讀：地表最接近工業(yè)4.0！臺積電兩大獨門武器首度公開）

在臺積運動會后的記者會，《天下》再問心情很好的張忠謀，還堅持他當年的末日預言嗎？他笑咪咪地回答，他已經(jīng)不再預測摩爾定律的結束日期，「這種東西要怎么說呢，就是『山窮水盡疑無路、柳暗花明又一村』?！?/p>

劉德音隨后補充，臺積有信心做到1納米以下，更重要的是——他舉了微軟執(zhí)行副總沉向洋前一周在***半導體協(xié)會（TSIA）年會的演講為例，「沉向洋的keyword就是，『在AI的世界，計算能力永遠是不夠的』（computing power is never enough）?！?/p>

「永遠不夠，」劉德音又強調一次，「這是我們驅動最尖端科技的一個confirmation（保證）?！惯@其實呼應張忠謀過去的說法，摩爾定律其實是個經(jīng)濟定律，如果市場不愿付錢買最新技術，摩爾定律自然走不下去。

例如，過去一直有人質疑，除了蘋果、高通，還有誰用得起、或者需要用昂貴無比的3納米技術？

但進入AI、5G（AI的通路）的時代，登時「柳暗花明又一村」。答案變成：每一家公司。