工研院首批派往美国RCA公司学习的种子选手一共是37名，他们每天泡在工厂和实验室，把每一个技术细节都记录成册。后来，他们回到台湾，在工研院建立了首个集成电路示范工厂，竟在第六个月就实现了70%的良率，比他们的RCA公司的50%还要高。这一次的成功，为台湾半导体产业注入了强心剂。
这个集成电路示范工厂并不是一个独立的公司，它主要作用不是商业化盈利，而是消化吸收从RCA引进的CMOS集成电路制造技术，并为台湾培育第一批本土的半导体制造人才。所以它既是一个厂，也是一个实验室，还是一个学校。
1987年，张忠谋提出了一个想法：创建一家只做芯片代工的企业。当时的半导体公司都是自己设计、自己制造，就像餐厅既有厨师又有厨房。而张忠谋的台积电却说：“把厨房交给我们，你们专心研究菜谱就好。”
1988年，通过私人交情，时任工研院董事长的张忠谋邀请英特尔前董事长兼CEO安迪·格鲁夫对台积电进行认证，这对当时的台积电至关重要。格鲁夫的考核团队向台积电提出了超过200个改进问题，在张忠谋的带领下，台积电快速完成了改进，最终成功通过了英特尔的认证，并拿到了为其代工的订单。这次认证为台积电拿到了世界级的品质背书，帮助台积电建立起国际化的企业制度与标准。
张忠谋曾经说过，假如没有台积电，就不会有那么多晶圆厂芯片设计公司，也不会有那么多创新。从台积电成立的1987年到2016年，全球芯片设计公司数量从不足50家猛增至约1500家，行业产值也从约2亿美元膨胀到920亿美元。
专业的代工模式让芯片设计公司可以专注于产品和设计。台积电则利用从代工中获得的巨额资金，持续投入制造技术的研发，这又吸引了更多的代工订单，形成了强大的正向循环，进一步巩固了其行业地位。
2000年左右，0.13微米制程之战是非常关键的一次战役。台积电在副总裁蒋尚义带领下成功突破，并率先攻克了铜制程技术，而它的竞争对手联电的0.13微米铜制程却迟迟达不到量产水平。此役后，台积电在先进制程上开始显著领先。英伟达总裁黄仁勋也曾说过0.13微米之战改造了台积电。
如今，7nm及以下更先进的制程贡献了台积电63%的营收。其3nm制程产能利用率达到100%，2nm制程也已进入试量产阶段，预计2026年实现快速量产，并已获得苹果、高通等核心客户的订单。据估计，到2026年，台积电在全球晶圆代工市场的份额有望达到惊人的75%。
芯片制造的核心是制程微缩，就是在硅片上雕刻出极其精细的电路。这个过程有多精细呢？想象一下，如果把一个纳米放大到一米长，那一根头发的直径就差不多是一个足球场的长度，而工程师要做的是在这个尺度上雕刻出复杂的立体城市，还要保证每条道路都能通畅。这对极致的追求，让台湾在先进制程上占据了全球领先地位。
现在AI在爆发式增长，给台湾半导体带来了新的机遇。AI芯片需要极强的计算能力，这刚好是台湾半导体产业的强项。
但也有挑战，地缘政治就像天气一样说变就变，台积电在美国、日本、德国等地设厂，是不把鸡蛋放在同一个篮子里的决策。能源消耗也是实实在在的挑战，AI数据中心非常耗电，训练一个大型AI模型的耗电量，超过了100个家庭一年的用电量。而且芯片制造本身也能耗非常大，台湾的半导体产业也正在积极寻求绿色能源解决方案。
当芯片尺寸缩小到接近物理极限时，工程师们想出了先进封装技术。这就像当平房不能再往小的盖时，就开始盖高楼大厦。台积电开发的CoWoS等先进封装技术，可以把不同功能的芯片像搭积木一样组合在一起，创造出更强大的芯片城市。而在更远的未来，硅光子技术可能彻底改变芯片间的通信方式，用光信号代替电信号，就像把乡间小路升级为高速公路。