晶片為什麼還能更小、更快、更省電？
台灣如何在一次次技術轉折中，走到世界前列？
從台積電首任技術長胡正明的研究與人生，讀懂半導體改變世界的歷程。
「拿出辦法來！」2001年，張忠謀送給胡正明一塊題著這句話的水晶牌。當時，台積電要從技術追隨者走向領先者，這位暫別柏克萊、回台出任技術長的教授，肩負著尋找出路的任務。2016年，在白宮接受歐巴馬頒授的美國國家技術與創新獎章。他與團隊多年來的研究，改變了晶片的設計與製造。
突破晶片極限，為台灣半導體開路
晶片能用多久？還沒製造出來，怎麼知道電路的表現？當電晶體愈做愈小，耗電與發熱的難題又該如何解決？胡正明與學生、同事從物理原理出發，逐一尋找答案。
他們的可靠性研究，讓業界能預測晶片的使用壽命；開發的電晶體模型BSIM，讓工程師能在製造前模擬電路的功能、速度與功耗。這套免費開放給業界使用的模型，成為設計與製造的共同語言，支撐台灣晶圓代工廠與全球設計公司的合作。
面對平面電晶體的微縮瓶頸，他與團隊提出三維電晶體FinFET，以新的結構改善漏電問題，延續晶片技術的進展。如今，從智慧型手機到AI資料中心，都能看見這項發明的影響。
在台積電的三年，胡正明也將研究經驗帶入企業，推動前瞻技術研究、強化專利布局，並建立技術人才升遷制度。從元件的創新到人才的培養，他協助台積電累積技術領先所需的實力。
婉拒英特爾的邀約，為何又走進台積電？
年輕時，胡正明一心想當大學教授，曾婉拒英特爾的邀約，選擇完成博士學業。多年後，為了回報教育他的台灣，他又暫別熱愛的校園，走進晶圓廠。從研究到產業，每一次轉折，都有他對「做有用的事」的思考。
在《拿出辦法來》中，他回顧發明從構想到應用的歷程，分享在台積電參與研發與管理的經驗，也談企業的競爭與合作、開放創新的價值，以及晶片與AI的未來。科技之外，還有父親的小工廠帶給他的啟發、教學相長的課堂，以及夫妻陪伴兒子成長、學習獨立的歲月。
當技術遇上難關，他如何找到出路？跟著他的經歷，看見「一個辦法」如何化為實際應用，推動產業突破，改變世界。
各界推薦
魏哲家，台積電董事長暨總裁
陳立武，英特爾執行長
金奇南，三星電子前副會長暨執行長
一致推崇
「讀完胡（正明）教授的回憶錄，我更加佩服他的學問與成就。他看事情的深度與廣度，也讓我印象深刻。胡教授並不只是一位在半導體專業領域有卓越成就的學者。他對產業、社會，乃至於國家的發展，都有自己的觀察與思考。」
——魏哲家，台積電董事長暨總裁
「多年前，半導體產業面臨一道看似無法跨越的難關：由於功耗過高、晶片過熱，電晶體與晶片無法再縮小到32奈米以下。幸好，業界找到了辦法，得以繼續為世界供應更快、更省電的晶片。這個辦法，就是採用胡正明博士革命性的電晶體發明FinFET。」
——陳立武，英特爾執行長
「胡正明博士在技術與學術上的原創成果，是半導體史上最具開創性的成就之一，也為今日的半導體產業奠定了基礎。……他還進一步建立FinFET的技術生態系統，包括用於電路模擬的BSIM電晶體模型，推動半導體元件從二維平面走向三維FinFET。憑藉這些貢獻，他被公認為FinFET之父，深受敬重。」
——金奇南，三星電子前副會長暨執行長
「臺灣半導體產業重要推手……臺灣半導體業領先世界，胡正明院士在科技研發上的助力功不可沒。」
——總統科學獎，得獎者介紹
「……表彰其在微電子領域的開創性創新，包括可靠性技術、第一個成為業界標準的電路設計模型，以及第一個三維電晶體，這些成就從根本上推進了半導體技術。」
——美國國家技術與創新獎章，頒獎詞
作者簡介：
胡正明
中央研究院院士，現任美國加州大學柏克萊分校榮譽講座教授、國立陽明交通大學終身講座教授。1968年畢業於國立臺灣大學電機工程系，後取得加州大學柏克萊分校電機及計算機碩士、博士學位，曾任教於麻省理工學院，並於1976年起在柏克萊任教。2001年至2004年擔任台積電首任技術長。
胡正明長年投入半導體元件研究，領導團隊開發鰭式電晶體（FinFET），突破傳統平面電晶體的微縮與功耗限制，延續摩爾定律；他所發展的BSIM電晶體模型則成為國際標準，廣泛應用於積體電路設計與製造。他著有及合著多本半導體專書，發表超過1000篇研究論文，並擁有150項美國專利。
胡正明曾獲美國總統歐巴馬頒授「美國國家技術與創新獎章」，2020年獲IEEE最高榮譽「IEEE榮譽獎章」，2023年獲總統科學獎。除了科研與教學，他也長期投入台灣半導體技術研發、產學合作與人才培育，是台灣半導體產業的重要推手。
章節試閱
第1章 一枚獎章的重量
▌歐巴馬總統的下一支手機
我頑皮地四下張望，想找找總統那支著名的舊款黑莓機。我曾在報導中讀到，為了維安，那支手機的許多功能都被拿掉了。我想像著他有一天會用上一支搭載我所開發技術的新手機。想到這裡，我不禁笑了出來。
回到東廳，總統以這段話為典禮揭開序幕：「不只是超級盃或NCAA錦標賽的冠軍值得慶賀。科展優勝者、發明各種產品與救命藥物的人，以及正在打造我們未來的人，也都值得慶賀。」
歐巴馬總統神情輕鬆地站在台上，獎章在軍事助理手中閃著光。現場原本瀰漫著期待的低語，禮賓士官的宣讀聲穿過其間：
美國國家技術與創新獎章，胡正明博士。表彰其在微電子領域的開創性創新，包括可靠性技術、第一個成為業界標準的電路設計模型，以及第一個三維電晶體，這些成就從根本上推進了半導體技術。
那些話在我耳邊迴盪。掌聲湧起，我起身向前走。然而在那一刻，在東廳明亮的吊燈下，我想到的不是自己，而是那些幫助我走到這一步的人。
那些傑出的學生，還有那些盡心盡力的同事，他們曾與我一同在柏克萊的實驗室與圖書館裡工作。我想起我們當年的決定：創新成果要透過公開發表迅速分享出去，而不是用一道專利高牆固守起來；要以免收權利金的開放業界標準形式散布出去，而不是當成受著作權保護的公司財產。這些選擇證明了，把知識分享出去，往往是改變世界最好的方式。
歐巴馬總統轉身把綬帶掛上我的頸間，仔細調整好。調整妥當後，他和我握手，說：「胡博士，恭喜。」
我握著他的手，湊近了些，笑著說：「總統先生，等您明年卸任，就能用上搭載我的技術的手機了，而且會附帶很多令人興奮的功能。」
他笑了，眼睛瞇成一條線，還用另一隻手連拍了幾下我們交握的手。
「我很期待。」
▌創新帶起的漣漪
這場典禮的象徵意義重大，但我們一起開玩笑的那一刻，也讓它顯得格外有人情味。當掌聲漸歇，我感受到頸間獎章的重量。那份重量，不只來自獎章本身，更來自它所承載的意義：創新若能開放而自由地分享，影響便會像漣漪一般向外擴散，遠遠超過我所能想像的範圍。我會懷著謙卑與驕傲，承擔這份重量。
第8章 拿出辦法來！
2001年，張忠謀為我設立台積電技術長一職。我上任後，除了日常職務，他還交給我兩道長期課題：第一，把台積電從技術追隨者變成技術領先者；第二，讓台積電在智慧財產權上的收支達到平衡。所謂收支平衡，就是在專利權利金與授權金等項目上，付出去的錢不應多過收進來的錢。
當時的台積電已經展現出實力，尤其是它獨特的商業模式，但在技術上還算不上領先者。
2001年9月，為了提醒我，張忠謀送我一塊厚重的水晶牌。牌上最醒目的題字是：拿出辦法來！
雖然張忠謀把這兩道課題訂為長期目標，我卻必須盡快拿出辦法，因為我原本只打算在台積電待兩年，最後待了三年才完成任務回到學校。我知道他要的不是計畫，而是辦法。我打算先把解法推動起來；即使不能親自帶到開花結果，我相信台積電那支能幹的團隊也能接手完成。
技術領先要怎麼達成，我一進去就知道，這也正是我加入台積電的動力。我的策略是趁產業下一次技術大轉向時提早起跑。這就像一場特殊規則的賽車：跑到某個里程碑，所有車手突然都得放棄開慣的車，換上一輛全新的實驗車。到了那一刻，台積電和其他公司都會進入一場新的賽局。過去的成績未必能預測結果，真正關鍵的，是各家公司駕馭那輛實驗車的經驗。
下一場技術革命會是什麼，我剛好看得最清楚：那會是FinFET，以及後續的三維薄體電晶體。我也知道，當FinFET技術競爭開始時，台積電該怎麼站到前排。這場技術轉換會迫使所有公司重新起跑。我的辦法是讓台積電提早投入FinFET研究，先累積三維結構的製造與良率經驗。等產業真正轉向FinFET，台積電就有機會憑藉製造強項成為領先者，甚至站到最前面。
台積電率先投入FinFET研究，也會帶動其他公司投入三維薄體電晶體的研發。晶片公司就是這樣一邊競爭，一邊把整個半導體產業往前推。當然，這個計畫沒有成功保證。它之所以適合台積電，在於台積電沒有更好的選擇，不嘗試不是選項之一。我對這個方向有足夠的信心，立刻推動，並且把它當成通往技術領先這條長路上唯一的一注。台積電必須敢於懷抱希望。
張忠謀同意了我的計畫。他和我的主管、時任台積電副總執行長曾繁城，都沒有追問細節。張忠謀一點頭，經營團隊每一個人都支持。那就是台積電典型的決策與執行方式。
張忠謀交給我的第二道課題，也就是讓智慧財產權收支平衡，完全是另一回事。當時我毫無頭緒。FinFET或許可以成為其中一環，但那還要好幾年。我們需要更多，也需要更快。我不知道辦法會是什麼，但沒有回絕。這是我該做的事，而且我對自己解決問題的能力很有信心。幾個月後，我才找到一條清楚的路。
要說明這兩道課題後來如何落實，得先回頭說說，我是怎麼走進台積電，獲得和半導體業裡經營得最好的公司之一，以及最好的執行長之一共事的機會。
▌我怎麼走進台積電
1996年至2000年那四年，我的事業一帆風順。我先後獲聘柏克萊加州大學校長講座教授與台積電傑出講座教授，後一個頭銜是台積電捐款給柏克萊加州大學設立的。這段期間，我也當選美國國家工程院院士，並獲得柏克萊加州大學最高的教學榮譽。FinFET也成功做出並發表。
2001年，我正好可以向學校申請研究休假。柏克萊的無薪產業休假通常只有一年，但我有把握再爭取到第二年。淑玲願意把時間分成兩邊，一邊在台灣陪我，一邊留在美國，離孩子和雙親近一些。
雖然台灣的大學一直對我敞開大門，我卻認為，要回報曾經教育我的台灣，最有效的途徑是投入台灣的半導體產業。台灣是個小國，天然資源有限，經濟成長與外匯收入很大一部分靠電子業支撐。在台灣的半導體公司裡，台積電是最突出的那一家。
台積電會怎麼想呢？我知道能拍板的人是張忠謀。
我認識張忠謀很多年了。1985年，他從美國搬到台灣，出任1973年成立的工業技術研究院（工研院）院長，後來又轉任董事長。1990年，工研院啟動「次微米製程技術發展計畫」，他邀我擔任指導委員會委員。共事期間，我看到也佩服他強勢而果決的領導風格，以及做出正確決定的能力。他也因此相當了解我。
2001年春天，我寫電子郵件給張忠謀，說我一個月後會到台灣，想跟他見個面。我沒有說明來意。一個月後，我坐在他台北的辦公室裡，開口表示願意為台積電工作兩年。
張忠謀邊聽邊點頭。他抽了一口雪茄，只問我一個問題：台積電想跟IBM組成技術聯盟，一起開發最先進的技術，可是IBM開的價碼太高；那麼，跟德州儀器合作呢？
我知道他大半輩子都在德州儀器度過，也一直認為那是家很優秀的公司。但我老實告訴他，台積電要開發未來的先進技術，需要一個比德州儀器更強的技術夥伴。與IBM結盟太貴，英特爾又沒有理由跟台積電合作，剩下的選項只有兩個：一是找東芝，或另一家研究實力強、晶片業務卻在流失的日本公司合作；二是靠自己。他一邊抽著雪茄，一邊聽我回答。那與其說是一個問題，不如說是一場考試。我講完，他又抽了一口，點頭表示同意。
張忠謀拿起電話，安排我與當時擔任執行副總經理的蔡力行見面。
過程中沒有討論過我的職稱、待遇或其他條件。一週後我收到聘書，也沒有議價。台積電為我設了一個新職位：技術長。
2001年5月，柏克萊加州大學當學期結束，我成為台積電第一任技術長。
第1章 一枚獎章的重量
▌歐巴馬總統的下一支手機
我頑皮地四下張望，想找找總統那支著名的舊款黑莓機。我曾在報導中讀到，為了維安，那支手機的許多功能都被拿掉了。我想像著他有一天會用上一支搭載我所開發技術的新手機。想到這裡，我不禁笑了出來。
回到東廳，總統以這段話為典禮揭開序幕：「不只是超級盃或NCAA錦標賽的冠軍值得慶賀。科展優勝者、發明各種產品與救命藥物的人，以及正在打造我們未來的人，也都值得慶賀。」
歐巴馬總統神情輕鬆地站在台上，獎章在軍事助理手中閃著光。現場原本瀰漫著期待的低語，禮賓士官的宣...
目錄
推薦序 他的研究，改變了半導體產業／魏哲家
序 晶片技術從哪裡來？
第一部 通往白宮之路
第1章 一枚獎章的重量
第2章 半導體有什麼特別
第3章 在柏克萊找到自己的路
第4章 我愛教書
第二部 拯救摩爾定律
第5章 我的三維電晶體，化解晶片過熱危機
第6章 為什麼摩爾定律值得延續
第7章 去台積電之前，我繞道聖母峰
第8章 拿出辦法來！
第9章 我在台積電的三年
第10章 FinFET改變了晶片產業
第11章 不要放掉手裡的鳥
第三部 我眼中的晶片產業
第12章 英特爾的崛起、失足與希望
第13章 商業模式改變命運：英特爾、台積電、輝達
第14章 我做的模型，成為晶片產業的共同語言
第15章 把沙子變成晶片
第16章 晶片還能走多遠
第17章 開放與封閉的創新
第四部 我的家人與信仰
第18章 從豆芽胡同出發
第19章 我們的兒子安宇
第20章 父親教我的事
第21章 我的自我發現
第五部 為人類的未來倡議
第22章 我們要用晶片與AI創造什麼未來？
附錄 生活中的半導體
推薦序 他的研究，改變了半導體產業／魏哲家
序 晶片技術從哪裡來？
第一部 通往白宮之路
第1章 一枚獎章的重量
第2章 半導體有什麼特別
第3章 在柏克萊找到自己的路
第4章 我愛教書
第二部 拯救摩爾定律
第5章 我的三維電晶體，化解晶片過熱危機
第6章 為什麼摩爾定律值得延續
第7章 去台積電之前，我繞道聖母峰
第8章 拿出辦法來！
第9章 我在台積電的三年
第10章 FinFET改變了晶片產業
第11章 不要放掉手裡的鳥
第三部 我眼中的晶片產業
第12章 英特爾的崛起、失足與希望
第13章 商業模式改變...
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