1958年，美國德州儀器製成世界上首個集成電路，開啟了半導體產業的歷史。同年，27歲的張忠謀進入德儀，成為公司首位華人。
20世紀60年代，仙童半導體發明了蒸發沉積金屬的方法，半導體加工形成了光刻、刻蝕、封裝一整套工序。這套工序使半導體工業化成為了可能，只是，每一道工序都需要鉅額的設備投資。
集成電路被髮明之後的數年，半導體產業一直只有一種模式，即IDM（Integrated Device Manufacture）模式，從設計、製造、封裝測試銷售由一家廠商完成。
在當時，建一條晶圓製造產線需要數十億美元，幾乎等於建一個小型核電站。對新進者來說，這幾乎是個不可跨越的鴻溝。但由於此時信息技術的普及仍然較為初級，需求並沒有大規模爆發。
1972年，美國半導體市場已經進入白熱化，市場競爭硝煙瀰漫，英特爾迅速壯大，在內存領域成為了德州儀器的強大對手。
在德州儀器擔任全球副總裁的張忠謀，率先打破了“高科技不能討價還價”的潛規則，主動發起價格戰，定下每季降價10%的策略，成功擊退英特爾，穩住了市場龍頭的地位。
1983年，德州儀器準備加大力度向消費性電子產品轉型，張忠謀也被安排向這個方向靠攏，由於不認同德州儀器的戰略轉型，張忠謀辭職到美國通用儀器擔任總裁。
就在此時，中國臺灣地區意識到半導體行業巨大的機會，產業政策開始向集成電路行業傾斜。時任的產業監管層邀請張忠謀回中國臺灣，出任工業技術研究院院長，張忠謀同意，兼任此職位。
直到1986年，張忠謀回到中國臺灣，成立臺積電，為全球首家晶圓代工廠（foundry）。
臺積電創立初期，正是半導體行業的蕭條期，沒有市場基礎的臺積電舉步維艱。1988年張忠謀靠與英特爾CEO安迪·格魯夫的私交引路，請其來中國臺灣對臺積電開展認證，以爭取為英特爾代工的機會。
格魯夫讓部屬挑出 200 多個問題，要求臺積電立即改進。200 多道製程，英特爾逐道檢查，並且，不但看眼前，還要管未來，一旦認證通過，以後操作要換機器、換製程，都得先經過他們的准許。花費一年多時間，臺積電拿下英特爾認證，為其代工能力拿到了超強的背書。
20世紀90年代，正是全球半導體擴張之際，新成立的公司如英偉達等無力加工晶圓，開始將晶圓外包給臺積電，從那時起，晶圓代工開始進入快車道。
除了新成立的Fabless公司，連曾經的IDM巨頭也開始轉型，比如AMD，剝離了旗下的晶圓廠；英特爾、三星開始用旗下的晶圓廠向第三方提供代工服務，不再是純粹的 IDM 公司；Freescale、NXP 等則把一部分芯片生產業務外包給其他代工廠，自身將資源和精力集中於優勢產品上。
到1998、1999和2000年，IDM廠商漸漸開始轉向臺積電的晶圓代工模式，代工佔據臺積電銷售份額分別為23.1%、28.1%和36.3%。
創業的首個十年，臺積電成功在中國臺灣和美國紐交所兩地上市，股票代碼分別為2330.TW、TSM.N。
2005年，74歲的張忠謀辭職，任命自己的得力干將蔡力行接任接任CEO。但沒想到，2008年金融危機，臺積電收入大幅下滑，產能利用率低至4%。蔡力行開始大幅裁員。
2009年6月，張忠謀卸任四年後，決定重新擔任CEO。一上任就將資本支出上調一倍，增加到59億美元，研發支出提升40%。
同年，美國AMD公司分拆出的半導體晶圓代工公司，成立格羅方德（GlobalFoundries），晶圓代工形成了格羅方德、三星、臺積電三足鼎立的競爭模式。
半導體制造的挑戰，就是在於不斷縮小製程，在固定面積下增加晶體管數目，而28納米制程，在2010年時，成為三家公司一決勝負的關鍵節點。2011年，臺積電提前成功量產，搶佔了28納米80%市場份額，超越競爭對手。
2014年，為了有效加快10納米先進製程，臺積電內部啟動“夜鷹計劃”，編排研發人員實施24小時三班輪值不停休的方式投入先進製程開發工作。2016年底，臺積電的10納米開始量產。
回顧歷史，臺積電在每一次製程的突破中都實現了領先。而誰也沒想到，2018年發生了一些意外。
2018年4月，三星釋放重磅消息，已經完成7納米工藝的開發，將成為首個量產的廠商，並因此從臺積電手中搶了高通的7納米訂單。
但隨後，由於工藝細節，三星量產出現一定困難。2018年2季度，臺積電成功量產7納米，再度奪回高通的訂單。此時，2018年6月，89歲高齡的張忠謀正式宣佈退休，由劉德音接任董事長、魏哲家擔任總裁，採取雙首長平行領導制度。
曾經，在接受採訪時，張忠謀拿出三張圖表——臺積電過去十年的研發支出、資本支出、產品平均單價（ASP）的變化趨勢。他說：“看懂了這三個關鍵數字，就等於看懂了臺積電”。
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