1983年，蔡明介离开了台湾工业技术研究院，进入联华电子。联华电子成立于1980年，是台湾第一家集成电路公司，如今仍然是世界上重要的晶圆代工企业。在这家著名芯片公司的工作经历给了蔡明介丰富的收获。一开始，蔡明介担任了研发主管，后来他又陆续担任了联电多个业务部门的主管。任职期间，他涉足了各个方面的不同业务，逐渐从技术人员转变为管理人员，从一个工程师成长为生意人，能力获得了极大的锻炼。在这一时期，蔡明介将专业知识投入实际应用，真正将自己所学的科学技术转化为看得见的商品、市场和经济利益。
在联华电子的十几年时间，让蔡明介成长为一个成熟而有远见的领导者，到了九十年代中期，蔡明介也迎来了属于自己的机遇。随着台积电这样单纯代工芯片的工厂大获成功，台湾的芯片企业都看到了一条新的成功之路。1995年，联华电子改变策略，全力从事半导体代工业务，不再涉及IC设计等环节。因此，原有的芯片设计团队逐渐离开联华电子，蔡明杰领导联华电子的集成电路设计部门独立创业。1995年，以集成电路设计部门为基础，“联发科技”的前身——多媒体小组成立。
起初，这个小组只有20余人。但是星星之火，可以燎原。到了1997年，联发科技正式从联华电子中拆分出来。蔡明杰从那以后一直担任联发科的董事长，名副其实地成为联发科第一批管理团队的成员之一。
独立伊始，联发科充分发挥了台湾的廉价劳动力优势，选择切入当时比较热门而门槛较低的CD-ROM芯片市场。虽然联发科并不是第一个吃螃蟹的人，但是蔡明杰还是带领着联发科做出了很大的创新。联发科将CD-ROM芯片从原来的三颗整合成两颗，并更进一步，将DVD内分别负责视频和数字解码功能的两颗芯片整合到一颗芯片上。这一突破让芯片的倍速大大提升，价格却不断降低，逐渐成为了联发科的核心竞争力。凭借着这一核心科技，联发科技的产品占有率不断提升，受到CD、DVD厂商的大力追捧，逐渐成为市场占有率超过一半的行业主导者。联发科技的第一次成功，虽然只是一个传统行业的小的突破，却为行业的持续发展积累的经验。从此之后，联发科的发展思路愈发清晰，科技积淀愈发深厚，为日后的崛起埋下了伏笔。
要继续发展下去，联发科必须要打破现有的稳定，在新领域推出产品。这是一个不太容易的选择。蔡明介认为，新的领域必须有足够大的市场，在这一新的市场中，需要有突出的技术门槛与别人拉开差距。但是一切的创新还得不能偏离联发科的原有方向，需要与公司的传统科技有一定的关联。经过广泛的市场调研和深思熟虑，最终，蔡明杰察觉到2G手机芯片市场的强大需求与发展前景，认为还有很多技术改进的余地，决定投入手机芯片研发。
然而现实中的改革转型远比纸上谈兵要难得多，联发科很快就遇到了困难。原先，CD-ROM、DVD芯片是公司的单一发展方向，公司内的众多人才、管理人员对新兴的手机芯片行业完全陌生，光盘储存技术在手机芯片开发的领域毫无用武之地。而且，就是放眼整个台湾，相关的技术人才也是少之又少。
联发科遇到了前所未有的困境，两个方向的受挫让联发科进退不得。正当联发科深陷转型迷局之时，蔡明介的一个思路解开了这些问题。既然两条路都走不通，那不如就两条路一起走，将公司传统的多媒体技术优势融入到手机的设计与生产中去，打开一片新的市场。2004年，蔡明介与正崴集团董事长郭台强合资成立手机设计公司达智。通过这家公司，联发科将设计制造的产品卖给客户。在设计制造的过程中，联发科大量融入了自己的多媒体技术，充分发挥了自己的传统强项，把他们擅长的例如听MP3、调频收音机等多媒体功能整合到手机里面去。整套方案成本不高，但是功能却远远超过同时期的其他同类产品。联发科的这一发展思路迅速获得了市场的肯定。一个更加明智的决定大大促进了这一手机设计理念的实行，同样在2004年，蔡明介率领联发科进入中国大陆市场。新型手机的多样化功能深受大陆市场喜爱，联发科的芯片方案在大陆市场一炮而红。联发科的芯片加速了大陆手机产业蓬勃发展，而这跨越海峡的伟大一步，也让联发科走出发展困境，一度成为大陆最大的手机芯片供应商，开始部署新兴市场，获得新的腾飞。
很快，联发科这种一站式手机解决方案（Turnkey Solution）受到了广泛的推崇。在传统的手机制造流程中，芯片厂商都只提供芯片平台给手机生产商，而从手机芯片到手机成品的制作过程却需要手机厂商自己完成。这一过程中包括研发、整合、设计、应用软件集成、调试等一系列繁琐过程，而且都需要外包给专门的手机设计公司。这样既浪费了过程中的费用，提高了成本，又浪费了辗转周折的时间，降低了生产效率。而一站式手机解决方案将手机芯片和手机软件平台预先整合到一起再卖给手机制造厂商，将这一过程在芯片厂商内部就自行完成，高效高产，实现了出厂超过60%的完工率。这一方案使得手机厂商一次性获得包括基带芯片、操作系统甚至手机屏幕、摄像头在内的解决方案，大大降低的生产手机的门槛和成本，并且将原来普遍需要半年以上的手机研发周期缩短到三个月之内。
这一先进模式的创新让联发科的发展一发而不可收。一站式手机解决方案的强大优势席卷大江南北。但是很快，新模式的弊端就逐渐显现了。2007年10月，中国取消手机牌照核准制度，转而对手机颁发进网许可证。这一政策的改变本意是为了让整个行业更加公平透明地竞争，但也让生产手机的门槛大幅降低。大量原先没有牌照的黑手机生产商开始光明正大地制造手机，山寨机火遍大江南北。而这一切的技术来源，都是联发科。一时，联发科成为了山寨机的代名词，从技术的投放到最终产品的产出，联发科的好意并没有得到最好的结果。
山寨机的结果是联发科所始料未及的，不过这一切高效新手机模式的兴起也确实让联发科获得了极大的成功。2008年，手机芯片部门的收入在联发科整体营收中所占比例已经超过一半，联发科正式实现了向手机芯片公司的转型。现实也证明了这一战略的正确，联发科由此一路攀升为世界第三大芯片设计厂商，仅次于德州仪器和高通。