一顆晶片翻轉世界

　系統單晶片把過去三十年半導體工業各種發明，整合在一顆晶片上。人類將從以個人電腦為主的資訊時代，跨入全面數位生活的世紀。

晶片帶動三C整合

　完全的數位生活，需要輕便、簡單又能執行多功能的數位工具。這必須將現有的三大電子產品領域：電腦、通訊與消費性電子整合起來（所謂的三C整合）。系統單晶片，正是最重要的推動力量。

　光從行動電話的演變，就能看出系統單晶片的威力。

　台積電資深營運副總經理左大川描述，不過三、五年前，一支行動電話需要十多顆晶片，如今只需要一顆。整支電話因為系統單晶片，變得輕巧、省電又便宜。直接的效應是-- 人手一支。「晶片是最重要的推動力量，」左大川揚起手上的小手機說。

今天先進的行動通訊產品，除了打電話，還能夠隨身收發電子郵件、上網，還有個小鍵盤，可以做基本的資料處理。至於要在同一台小機器上看電視轉播、開視訊會議，或者用聲音下指令，三、五年內，都會成真。數位資訊，將隨處可得。

廣告

　這樣子的三C產品有多大？比鉛筆盒還小一點，因為整合是發生在消費者看不到的地方：半導體晶片裡。

　暫時放棄你肉眼所見，用半導體的眼光看世界吧。電腦、電話、電視、收音機、照相機、全球定位系統（GPS），這些「系統」的意義，不再是有個方正機殼的機器，而是數百萬顆肉眼看不到的電晶體。電腦加電話、收音機加照相機，這種原本因「單位不同、無法相加」的加法，在半導體的領域，只是一顆晶片上更多電晶體的組合。

　一個英文字「hybrid」(混血、混種)，在最近有關電子產品的報導中，愈來愈常出現。今年初，卡西歐（Casio）甚至推出附有全球定位系統的電子錶，讓喜歡戶外運動的人，能隨時連上衛星，確認自己的位置。新「品種」的數位工具將不斷推陳出新。「最大的限制，反而是人類自己的想像力，」工研院電子所副所長徐爵民說。

摩爾定律主宰發展

廣告

　系統單晶片雖然有如此威力，但不是突然發明的技術。半導體業界人士都強調，「這是演進（evolution），不是革命（revolution）。」

　即使是演進，速度也快得驚人，畢竟第一顆積體電路的發明，不過是五十二年前的事。

　推動晶片快速演進的力量，是半導體工業最重要的法則｜｜摩爾定律（Moore,s Law）。

　這個英特爾創辦人摩爾（Gordon Moore）在六○年代中期觀察到的現象：晶片上電晶體的數目，每十八個月會增加一倍。這種電晶體數目加倍的直接效果是：晶片的功能和速度增加一倍，成本、耗電量減一倍。「大概沒有其他科技像半導體一樣，有這種效果，」德州儀器副總裁林坤山說。

　三十多年來，摩爾定律主宰了半導體業的發展。一九七一年，英特爾第一顆微處理器只有二千三百顆電晶體，如今，在台積電生產線上的晶片，電晶體數目已經超過一千萬顆。

廣告

　專家估計，起碼未來十年，摩爾定律仍然正確。那麼十年後，一顆晶片上的電晶體數將是十億顆以上。「未來會做出什麼產品，我真的很難想像，」左大川說。　　

　製造技術創造了每年加倍的電晶體，工程師有更多設計空間。左大川分析，半導體製造技術進步太快，電晶體數量愈來愈多，必定會有新功能來消耗這些電晶體。「現在，將系統整合到晶片的製造技術，已經成熟了，」左大川說。　

　除了製造技術外，網際網路，是另一股推動系統單晶片的力量。

矽統科技總經理劉曉明指出，過去十五年，個人電腦和微處理器主宰了資訊電子工業，晶片設計強調運算速度和效能。但在網際網路時代，人們需要的不再是性能超強的個人電腦，反而是更方便、低價而且多元化的連網工具。系統單晶片開始滿足這種需求。

　「未來十年，摩爾定律和網際網路，會平行主導人類的進步。系統單晶片，是兩股力量合流的結果，」劉曉明說。

廣告

　諺語說：「一沙一世界」。指甲大小的系統單晶片，千萬顆電晶體執行複雜的功能，這不正像諺語所描述的？只不過這個微電子世界，即將再次顛覆真實的生活。

晶片發展史

1947 貝爾實驗室的蕭克利（William Schockley）和同事，共同發明第一顆電晶體。真空管的時代步入尾聲。

1952 日本新力（Sony Electronics）創辦人井深大和盛田昭夫，發明第一台電晶體收音機。往後日本建立了強大的消費性電子工業，這是第一塊基石。

1958 德州儀器工程師基爾比（Jack Kilby）發明積體電路。就像蒸氣機閞啟工業革命，這個簡單的裝置，啟動了資訊革命，並將人類帶入矽器時代（silicon age）。

1959 ＲＣＡ推出第一台完全採用電晶體的商用電腦。

1965 摩爾（Gordon Moore）在雜誌上發表文章，預測積體電路上的電晶體數量，每年將增加一倍，後修正為每十八個月增加一倍，此即著名的摩爾定律。直到今天，摩爾定律未曾失算。

1967 德州儀器推出第一台手持式電晶體計算機。

1968 諾伊斯（Robert Noyce）和摩爾（Gordon Moore）創立英特爾。這個半導體公司主宰了往後三十年，半導體工業的發展。

1970 英特爾推出第一顆1K記憶體晶片，開啟了如今年產值兩百億美元的半導體記憶體工業。

1971 第一顆微處理晶片──4004在英特爾誕生，只有兩千三百顆電晶體。目前英特爾微處理器的電晶體數量，將近八百萬顆。

1976 蘋果電腦推出第一台商業化的個人電腦──蘋果二號。龐大、昂貴的大主機電腦，逐漸淡出歷史。

1981 ＩＢＭ個人電腦上市，採用英特爾的微處理器和微軟的作業系統。個人電腦產業開始水平分工，加速個人電腦時代的來臨。英特爾和微軟的霸主地位，也從這一刻開始。

1985 英特爾黯然退出記億體事業。但就乘著這個策略轉折點，當時總裁葛洛夫，帶領英特爾轉型成個人電腦微處理器的霸主。

1987 台積電成立。董事長張忠謀策劃的全球第一家專業晶圓代工公司，創造了半導體產業的新分工模式，並促使ＩＣ設計公司蓬勃發展。

1993 英特爾推出Pentium微處理器，內含三百萬顆電晶體。

1996 韓國三星電子推出世界第一顆1G DRAM。這顆晶片可儲存的資料量，約等於八千張報紙或十六小時的聲音。記憶體進入嶄新時代。