第二章 二極體產業概況
第一節 二極體的市場與應用
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為求研究範圍更為精準與易於比較，本文將僅就半導體中的二極體的 部分進行探討。
第一節 二極體的市場與應用
一、 二極體簡介
本 文 半 導 體 元 件 之 種 類 可 以 概 分 為 分 離 式 元 件 (Discrete Devices) 、 積 體 電 路 (IC: Integrated Circuit ) 與 光 電 元 件 (Optoelectronic Devices)三 大 種 類 ， 如 圖 2-1所 示 ， 二 極 體 乃 屬 於 分 離 式 元 件 之 一 環 。
二 極 體 (Diode) 其 特 性 在 於 具 有 兩 個 電 極 (P Junction & N Junction) ，電 壓 與 電 流 呈 現 非 直 線 特 性 ，可使訊號通過，也具備有 整流的功能，最常見的應用主要是將交流電(A/C)轉換為直流電(D/C)，使 電流能夠保持穩定狀態，且僅能讓電流從單一方向通過，而難以反方向回 流。由於電子產品均需使用二極體，因此二極體可廣泛應用在資訊設備、
消費性電子產品、網路通訊、汽車電子等終端應用產品上。
而 同 屬 於 分 離 式 元 件 的 電 晶 體 (Transistor) 以 及 閘 流 體 (Thyristor)，基本上都是運用P/N Junction的組合與層次(Layer)所組成, 例如電晶體有PNP 等種類，故有時又被稱為三極體。
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生P 型和N 型介面(Junction)以達到整流功能。除此之外，使用金屬(metal barrier)和半導體接觸，產生蕭特基勢壘(Schottky Barrier)的電氣特性，也可以製作二極體元件。
二極體的種類相當多，主要可以晶圓技術(Wafer Technology)和封裝 方式(Assembly Package)兩者來區分。若以晶圓技術區分，主要包括整流 二極體(Rectifier Diode)、蕭特基二極體(Schottky Diode)、開關二極體 (Switching Diode) 、 穩 壓 二 極 體 (Zener Diode) 、 高 效 率 二 極 體 (High Efficiency Diode)、小訊號二極體等(Small Signal)、突波抑制器(TVS Diode) (參考表2-1)，早期整流二極體為使用量較大的二極體，但因為蕭 特基二極體能夠應用在高頻以及高速切換需求性高的通訊產品上，在通訊 產品以及可攜式電子不斷推陳出新帶動下，因此目前蕭特基為整個二極體 產業中成長性較為強勁的產品，而全球二極體廠商也多以蕭特基及超快速 二極體為主要產品研發重心。
二極體另外一個主要需求成長的產品則為突波抑制器（TVS）與防靜電
（ESD Array）等保護功能元件（Protection Devices），由於終端應用產 品隨著科技技術的不斷進步，幾乎所有的終端產品都朝著體積輕薄短小的 方向研發，而產品功能則朝向行動與數位化發展；因此，大部分的電子元 件都被集成成為IC，藉以提供更多的功能與節省更多的空間，但是大部分 IC的單價都高於一美金，而且此一類IC由於功能較為複雜，加上IC與電路 設計(Circuit Design)需要處理越來越多的訊號與數據傳輸，容易受到外 來訊號或電流或電壓的擊穿或干擾而導致材料失效，因此需要這一類型的
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保護元件作為IC或是訊號接口端的過濾或保護，導致這一類的需求日益增 加，甚至開始超過傳統標準二極體（Standard diode）的用量，而這一類 產品也成為目前所有二極體廠商爭相投入的領域。
主要二極體的產品種類整理如下表2-1所示：
表2-1：主要二極體產品種類整理表
資料來源：元富證券研究報告，2010
根據IEK 資料預估，2010 年蕭特基二極體為所有二極體產品中所佔比
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表2-2：2006年至2010年二極體成長
資料來源：元富證券研究報告，2010
以二極體封裝方式來看，可區分為軸式(axial)、橋式(bridge)、TO 以 及表面黏著式(SMD)等封裝，而軸式為較傳統的封裝方式，附加價值也較 低，而近期以SMD 的封裝方式為主要成長動能，目前國內二極體廠商在四 種封裝方式均有所著墨，而受到電子產品逐漸往輕薄短小發展，二極體的 封裝方式也往更小型化以及更薄型化發展，目前亦有採用堆疊式封裝方 式，可有效減少產品體積以及相關成本。如強茂在整合式突波抑制器上的 發展，主要是用堆疊方式封裝晶粒，可取代傳統6 顆至9 顆的突波抑制 器,，對空間和成本均可有效改善。
二極體的傳統封裝種類如圖2-2所示：
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圖 2-2：二極體傳統封裝種類圖 資料來源：敦南科技公司簡介資料，2005
目前隨著終端產品體積日益輕薄短小的發展趨勢，比較創新的封裝種 類如下圖所示，與傳統封裝種類的最大不同之處在於封裝改採表面黏著 (Surface Mounted Device)以及把二顆以上晶粒封裝進同一顆材料中，亦 即以積體電路的概念來進行二極體的封裝。新式封裝種類如圖2-3：
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圖 2-3：二極體新式封裝種類圖 資料來源：Diodes Inc 公司簡介資料，2010
而二極體幾乎能應用在所有與電相關的任何產品中，大致區分為五大 類領域：如圖 2-4 所示：
（1）消費性電子產品（Consumer Electronics）：包括數位影音撥放器、
機頂盒、數位相機、可攜式電子產品、液晶或是發光二極體背光源電視機、
遊戲機、可攜式導航設備、家電等。
（2）資訊電子及其周邊（Computing）：包括筆記本電腦、桌上型電腦、
平板電腦、辦公室多功能事務機、螢幕、列表機、抽取式硬碟等。
（3）工業以及工業控制周邊（Industrial）：包括照明(Lighting)、電源 供應器、直流對直流變頻器、安控系統、馬達控制、直流風扇、各類傳感 器與繼電器的驅動控制等。
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（4）網路通訊及其周邊（Communication）：包括 ADSL、路由器、光纖、
交換機、伺服器等。
（5）汽車工業及相關汽車電子（Automotive）：包括照明、導航設備、影 音系統、電動車充電器、安全控制單元等(MCU)。
圖 2-4：二極體應用於五大類領域 資料來源：本研究自行整理
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根據 IEK 的資料顯示（如圖 2-5）未來幾年二極體各項應用領域比重變 化如下，基本上預估消費性電子產品將會成為最大的應用領域之所在。詳 細應用領域未來幾年的營收變化，將於下一段落詳細介紹。
圖 2-5：未來二極體於各項應用領域之比重變化 資料來源：永豐證券研究報告，2010
而隨著新產品的不斷推陳出新，用於跟發光二極體(LED)相關的領域也 將隨之增加，主要的需求成長來自於節能的概念運用，例如 LED 照明運用，
無論式取代傳統節能燈泡或是各項 3C 產品的背光照明等相關產品的大量面 世，導致原來單一產品的使用量有倍數的提升，如此整體銷售額將會增長 不少，如表 2-3 所示：
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表2-3：主要新應用領域之二極體用量變化
資料來源：永豐證券研究報告，2010
二、 二極體產業上中下游產業結構
二極體的產業結構與其他半導體電子元件基本上結構相同，最大的差 異在於晶片擴散這一部分，其餘的皆相同，因此借用圖 2-6 半導體的產業 結構圖來說明二極體的產業結構。
磊 晶 (EPI)Æ 晶 片 擴 散 (Wafer Diffusion)Æ 封 裝 測 試 (Assembly &
Testing)Æ銷售(Sales)Æ終端客戶(End Users)
本段落將只介紹相關產業的代表廠商，至於二極體晶圓擴散與封裝測 試的製程，將置於本文附錄二當中，提供讀者更詳盡的資訊。
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圖 2-6：半導體的產業結構圖 資料來源: 半導體協會資料，2003
表2-4則是目前二極體上中下游的供應鏈，除了最上游的磊晶廠需要比 較大的投資外，目前二極體廠商大都已經整合了中下游的製程。
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表 2-4：二極體供應鏈簡介
資料來源：永豐證券研究報告，2010
（1） 磊晶
目前台灣主要磊晶的提供者為中美晶的矽晶圓事業部，二極體的晶圓 製程多在1 微米以上，所使用的矽晶圓與半導體以及太陽能的矽晶圓相 當，惟其尺寸以及後段加工處理的方法不同，使用的尺寸多以3、4 吋矽晶 圓為主。目前國內矽晶圓供應商包括中美晶、合晶以及尚志半導體，大陸 地區也有許多供應廠商。
（2） 晶片擴散
矽晶圓經過研磨、拋光後，就可投入二極體相關量產，若是要生產蕭 特基二極體以及超快速回復二極體，則須經過磊晶加工動作。目前國內二 極體廠商多為上下游完整供應(IDM)廠，包括研磨、拋光以及磊晶等生產加 工，也多自行投入，如璟茂(強茂轉投資)、統懋等。
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一類的技術代表主要為Diodes Inc以及強茂；而另一類則為強調產能不斷 擴充無限大，以敦南或其他小廠家為此類代表，盡量將傳統軸式(axial lead) 或橋式封裝(bridge)的產能進量擴充以降低生產成本，擴大營業利益，並 藉此擴展市場佔有率。二極體最主要的生產成本主要來自於兩方面，一個是晶粒的尺寸大 小，另一則為銅支架與相關環氧樹脂與勞工成本的價格，此一部分一般業 界統稱為CLC (cost less chip)；因此當國際純銅或是勞務價格的成本往 上飆升時，二極體封裝的成本亦隨之往上飆漲，但該項成本卻無法順利轉
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ON Semi、Semtech、Diodes Inc、Fairchild、Toshiba、IR、Samsung…等 國際大廠的產品大概由世平(WPI)、友尚(Yosun)等公司進行代理，而台灣
Diodes Inc 由於在歐洲、美國以及亞太地區都設有公司的銷售代表
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商，因此該公司的通路商的規模也比台灣廠商的通路規模要來的大。
台灣二極體廠之所以無法進入大型通路，由這些通路銷售的主要原因 在於，第一、通路商的營業規模與產值都大於這些二極體廠；第二、二極 體在這些通路商所代理的產品線當中屬於次要的產品，無論在獲利與營收 的貢獻，抑或拓展客戶群體的運用上，二極體都無法比的上其他主動元件 的產品地位；第三、產品線具有排他性，一旦通路商代理了某一個世界級 大廠的產品線，通常會被要求禁止代理同性質的產品。