台灣人的驕傲 - 積體電路 IC 代工與封測全世界第一 設計也在世界名列前茅 隨著科技日益發達，越來越多的高科技產品與應用也正如火如荼地發展中。例如：5G、物連網（IOT）、雲端運算、人工智慧等等，因此對於電子零件的需求也日益升高，其中發展的核心就是半導體，而半導體裏頭的積體電路（IC），則佔了其中相當大的比重。 同時，積體電路也是台灣相當引以為傲的產業，在全球積體電路供應鏈中都可以看到台灣廠商的身影。台灣無論是在積體電路設計、製造、封裝測試等環節上，都在全球名列前茅，有著舉足輕重的地位，以下將為各位介紹積體電路的產業吧！ 以下文章將著重在 3 大主題： ✔ IC 供應鏈 - 需大量資本投入，分工明確！ ✔ 產業現況 - 主要外銷中國，並在各環節都名列前茅！ ✔ 未來展望 - 持續競爭最新技術，掌握最新科技的應用！ 積體電路(IC) 供應鏈 - 需大量資本投入，分工明確！ 目前的半導體產品可分為積體電路（IC）、分離式元件、光電半導體等三種，產品類型相當多，市場需求也日益擴大，這邊將主要介紹積體電路（IC）相關供應鏈。 積體電路（IC）是將一電路（包括線路及電子元件等） 小型化，並製造在一片矽晶片上，使其具有儲存及處理資訊的功能，有體積小、處理資訊功能強的特性。 半導體產業鏈分工相當細，上游為 IC 設計，中游為 IC 製造、晶圓製造、光罩、化學品等，下游為 IC 封裝測試、相關零組件（如基板、導線架）、 IC 模組等。 大部分廠商專注在一到兩種製程及設計業務上，例如：台積電（2330）、聯電（2303）、聯發科（2454）、高通（Qualcomm）。少數大型廠商屬於整合型半導體廠，簡稱 IDM 模式，從 IC 設計、製造、封裝、測試到最終銷售都一手包辦，例如：英特爾（Intel）、三星（Samsung）、德州儀器（Texas Instrument）。 簡而言之， IC 設計廠商設計完電路後，交給中游的 IC 製造代工廠生產，生產完後在交給下游 IC 封裝測試廠進行測試，完工後再將成品交給 IC 設計公司及部分通路商進行銷售。 上游： IC 設計 俗稱：無廠半導體公司 負責 IC 的設計與銷售，相較之下投入資本較少，進入門檻較低，公司數量也較多。IC 設計使用 CAD 等輔助工具，將客戶或自行開發產品的規格與功能，藉由電路設計由IC表現出來，就是如何將一片晶片的功能從邏輯設計到晶圓設計之流程。 IC 設計公司多為品牌商，需要做品牌經營、銷售及行銷，且需要與中游代工廠緊密的接觸，才能快速解決代工製造問題，知名廠商：聯發科（2454）、高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）。 中游： IC / 晶圓代工製造 負責 IC 與晶圓的製造，需投入大量資本，且對生產的技術及良率要求相當高，目前各廠多以代工形式，獲利較為穩定。另外需要高保密生產線，當接到不同設計廠商的訂單，須將產線分開以免機密技術外洩。 IC 製造的流程是將晶圓廠所做好的晶圓，以光罩印上電路基本圖樣，再以氧化、擴散、CVD、蝕刻、離子植入等方法，將電路及電路上的元件，在晶圓上製作出來，晶圓是電路的載體，中游製造廠將電路印在晶圓上，在交給下游廠商進行切割。 由於IC上的電路設計是層狀結構，因此還要經過多次的光罩投入、圖形製作、形成線路與元件等重複程序，才能製作出完整的積體電路，知名廠商： 台積電（2330）、聯電（2303）、格芯（GlobalFoundries）、中芯（SMIC）。 下游： IC 封裝測試 下游廠商分成 IC 封裝及 IC 測試，大多數廠商兼具兩者，同樣需要大量資本投入。IC 封裝是將加工完成的晶圓，經切割過後的晶粒，以塑膠、陶瓷或金屬包覆，保護晶粒以免受汙染且易於裝配，並達成晶片與電子系統的電性連接與散熱效果。 IC 測試則可分為兩階段，一是進入封裝之前的晶圓測試，主要測試電性。另一則為 IC 成品測試，主要在測試 IC 功能、電性與散熱是否正常，以確保品質。知名廠商：日月光投控（3711）、艾克爾（Amkor Technology）、矽品。 產業現況 - 主要外銷中國，並在各環節都名列前茅！ 由於智慧型手機、物聯網、車用設備的需求日漸增加，半導體產業的市場規模也在日漸攀升。預計到了 2019 年，市場規模將高達 4 千 8 百多億美元，這數字有多大？大概佔了台灣 GDP 的 80% 左右！規模之大可想而知。 而如同前面所說，台灣在積體電路供應鏈中，都扮演著舉足輕重的腳色，出口總值占了全球半導體產業總營收超過 20%！ 這在後面會再介紹，而同時，積體電路也是台灣重要的出口產品。 從出口總值來看，除了 2015 年外，近五年都呈現了穩定上升的趨勢，2017 年在智慧型手機百家爭鳴的態勢下，出口總值也成長到將近 923 億美元。如此高的出口總值，也長期占據台灣出口產品之冠。 不僅如此，因未來 5G 通訊技術、自動駕駛、物聯網等未來指標性產業的成長，帶動市場對於積體電路的需求，使得台灣積體電路的出口占台灣總出口的比例也逐年上升，2017 年更達到將近 30% 的水準。   如同開頭所說，全球積體電路佔了半導體產業中相當大的比重，當然台灣也不例外。在台灣各大 IC 廠的努力下，積體電路的出口總值佔了台灣半導體產品出口的 88%！可以說是相當驚人的比例 而積體電路中，又以代工製造為主要營收占比，比重達到了 49%！其次依序是設計（25.1%）以及封測（19.3%）   那台灣的積體電路產品究竟都是賣給誰呢？根據統計，台灣積體電路廠的供貨對象，還是以中國為主，其次是新加坡以及日本。 而中國之所以佔據如此高的比例，個人認為除了台灣與中國的長期貿易關係及地緣因素，中國近年來手機品牌的崛起絕對是主因，其中包括華為、小米、 OPPO 、 VIVO 、榮耀等手機巨頭，在內需市場龐大、海外華人眾多及中國政府支持的情況下，使得這些手機品牌能夠銷售至海外並快速成長，也使得對於積體電路的需求日漸龐大。 此外，中國是全球車輛最多的國家，包括傳統汽車、電動車、大型巴士等等，在未來發展自動駕駛或車用技術時，也同樣有著大量積體電路的需求。 接下來將分成供應鏈的上、中、下游，來做一些簡單的介紹，從中也能看的出台灣廠商在全球積體電路的重要地位。 IC 設計 目前 IC 設計以行動裝置為主，而且一直以來都是美國與台灣的天下。只看 IC 設計公司的話（撇除整合型半導體商），2018 年的第一季營收前 9 名的公司皆為在美國或台灣上市之公司，其中聯發科（2454）名列第四名。 然而，面對整合型半導體廠商，包含三星（Samsung）、英特爾（Intel）等，這些大型半導體廠將上、中、下游一手包辦，其中在 IC 設計的部分比起專營之廠商擁有優勢，可以在設計、製造及封裝等環節達到最佳化。若中下游有問題或需求可以迅速回報給設計廠，因此技術的提升也會更加快速 另外，而在中國經濟政策的影響下，在人才及資金的挹注下，中國 IC 設計廠快速成長，IC 設計廠產值扶搖直上，再加上中國手機品牌市占率快速成長，例如：華為（Huawei）、小米（Xiaomi）、OPPO 等，中國的 IC 設計產業已對台灣及美國造成威脅。   IC / 晶圓製造代工  台灣廠商在IC及晶圓製造的技術與良率相當優秀，其中台積電（2330）為全球第一的 IC 製造代工廠商，是全球 IC 製造技術的領頭羊，聯華電子（2303）雖在近年被格芯超過，不過仍然高居全球第三。 從 2018 年半導體公司的銷售排行來看，在 2018年 7 奈米製程技術進入量產，而台積電正打算在 2019 年初投入 5 奈米製程的試產，這邊的 7 奈米、５奈米是甚麼意思？ 這邊的長度指的是電晶體的長度，電晶體為矽晶片上的零件，因此電晶體的長度越短，代表矽晶片上能夠放置更多的電晶體，而運算速度將會提升，因此縮小電晶體長度的技術是各家 IC 代工廠必爭之技術。可以說誰能把電晶體做的更小，誰就是技術第一個IC 代工廠。 目前 7 奈米製程正進入量產階段，且由於 iPhone 手機的處理器正是使用 7 奈米晶片，因此 7 奈米需求快速提升，台積電財務長預計 7 奈米晶片製程將佔 2019 年營收超高達 20% 以上。 而台積電目前 5 奈米的良率還不及 7 奈米製程高及穩定，過低的良率會導致製造的成本大幅上升，畢竟損毀的越多成本自然就越高，換句話說，良率可以說是決定廠商毛利率的關鍵因素，高良率意味著廠商有著競爭優勢，因此在未來可以持續觀察各大廠商的良率變化。   IC 封裝 / 測試 台灣 IC 封裝與測試產業，穩坐全球之冠，2017 年全球前十大 IC 封測廠，有高達 6 間公司都是台灣廠商。 其中，日月光投控（3711）是由日月光及矽品共組而成，是目前全球第一大 IC 封裝及測試廠商。隨著 IoT 與穿戴應用興起，台灣 IC 封裝與測試業者持續布局高階技術，拉大與競爭業者之差距。 未來展望 - 持續競爭最新技術，掌握最新科技的應用！ 新技術、新商機 目前全球積體電路的終端產品，還是以手機以及電腦為主 但在未來許多智慧化產品的發展與相關的技術升級，包含 5G 技術、物聯網裝置、車用技術、高速雲端運算等更多產品智慧化，預計為 IC 廠商帶來成長的商機。 從下圖中可以看到，交通工具及物聯網的成長率相當快速，兩者都達到 13% 以上的水準，預計這兩者也是未來發展的重要目標，也預期會帶動積體電路的需求。   國際競爭 上面提到的縮小電晶體長度的技術，也是決定產品智慧化發展速度的關鍵，究竟在 3 奈米技術後還有沒有辦法再度突破，成了 IC 產業能否持續成長的關鍵之一，而縮小長度的技術也是全球 IC 廠的兵家必爭之地。 台積電（2330）雖然處於領先地位，不過其他競爭者也不容小覷，Intel（英特爾）近來雖困擾於 10 奈米製程量產的延期以及 14 奈米製程的產能不足，不過在大量資金的挹注下，14 奈米製成的產程已足夠供應下游廠商，10 奈米的製程也預計在 2019 年 4 月開始量產，比預期的還提早了將近半年。 雖還不至於立刻撼動到台積電（2330）的龍頭地位，不過也可以說是來勢洶洶，所以要穩固目前的地位，需要不斷的投資資本來發展最新的技術，還要加上政府機關的協助，打造出最適合產業發展的環境，好面臨來自世界的競爭。 另外，好消息是，全球第二大的 IC 代工製造廠格芯（GlobalFoundries），在 2018 年的 8 月宣布無限期暫停 7 奈米的製程，這對台積電（2330）來說是一大利多，也更能穩固其 IC  代工製造的龍頭地位。 重點摘要 １．IC 設計門檻較低，而 IC 代工及封測則需高資本投資 ２．台灣 IC 代工及封測皆為世界第一，IC 設計則為世界第四 ３．台灣 IC 主要外銷中國，以 IC 代工製造為主 ４．全球高度競爭，需投入更多資本研發最新的技術與應用 本文由主編的產業研究室授權轉載，原文在此   點我加入主編的 LINE 》 https://cmy.tw/006Kq2 點我加入主編的 FB 秘密社團 》 https://cmy.tw/006i4T