全球半導體產業分工演進

何謂半導體﹖半導體是一種導電能力介於導體與非導體（絕緣體）之間的材 料（如︰矽--Silicon），藉由適當雜質的加入，就會改變其電性形成不同程度的 導電狀態，使之成為一個動態式的開關，達到控制電子訊號傳遞的目的（蕭國坤，

民92）。

半導體產主要可分為積體電路（Integrated Circuit, IC）、分離式元件（Discrete）

與光電元件（Optical）三大類。積體電路，是將一電路設計， 包括線路及電子 元件，做在一片矽晶片上，使其具有處理資訊的功能，有體積小、處理資訊功能 強大的特性。舉凡Computer（電腦資訊）、Communication（通訊）、Consumer Electronics（消費性電子）等傳統3C即為半導體的主要應用領域，尚包括國防（例 如飛彈控制晶片）、汽車（例如行車電腦）與工業用途等應用範疇，如今已和我 們的日常生活息息相關；彚總如圖10。

圖 10 半導體產品分類 資料來源︰楊金昌，民93

半導體產業的發展歷程一如其他產業的發展，都是由初期的垂直整合結構 開始（李文亮，民 92），而慢慢地基於成本考量、創新速度等市場環境變遷的 因素，標準化和市場成長使得市場出現解構、進而呈垂直分工的狀況。從1960 年代末期德州儀器公司（Texas Instrument）的基爾比(Jack Kilby,1958)發明第一 顆積體電路迄今，全球半導體產業歷經了三次主要的大變革，才發展至今天各 掌握特定區塊價值、專業分工的產業面貌，如圖11 所示。

圖 11 半導體產業垂直分工歷程 資料來源︰電子時報，1999/9 1. 第一次產業變革：電腦元件的標準化

在 1960 年至 1970 年代，電腦是由系統廠商包辦所有的軟體設計與硬體製 造，但此種的系統設計方式，隨著電腦的功能要求愈來愈高時，部分的系統廠 商便逐漸無法因應，甚至產品的設計與完成時間會有所落後（陳幸雄等著，席 捲全球的半導體第三次產業變革，工研院電子所，民國八十八年）。

因此，在1970 年代左右，部份電腦系統中的元件開始標準化，以省卻廠商 在設計上的麻煩，包括微處理器、記憶體等。故在這個階段中，半導體產業開 始區分出系統公司（如︰IBM、Digital Computer）與專業積體電路製造公司（即 IDM，如 INTEL、TI、AMD）這兩大類。

2. 第二次產業變革：特殊應用積體電路 ASIC 技術與專業晶圓代工的產生 在1980 年至 1990 年間，由於並非全部的積體電路皆標準化，故影響整個 電腦系統的運作仍不如預期，因此特殊應用積體電路 ASIC 的技術因應而生。

ASIC 大量使用 Gate Array 與 Standard Cell，使系統工程師可以直接利用邏輯閘

元件資料庫設計IC，不必瞭解電晶體線路設計的細節部分。專職設計的 Fabless 公司（即IC 設計公司）就是在這種設計觀念變革的情況下誔生的（陳幸雄等著，

席捲全球的半導體第三次產業變革，工研院電子所，民國八十八年）。

Fabless，顧名思義，就能專職電路設計（特殊應用標準產品 ASSP 或是以 特殊應用積體電路ASIC 的形式供系統廠商使用），而本身沒有晶圓廠的半導體 廠商。因此初期僅能使用 IDM 廠的過剩產能，然而專業晶圓代工廠 Foundry

（如︰TSMC、UMC）的出現，恰好滿足 IC 設計公司產能不足的需求，同時原 本的產業結構也再進一步裂解。

3. 第三次產業變革：矽財智慧組塊 SIP 的興起

由於半導體製程的持續微縮，使得單一晶片上的集積度提高，如此一來，

只使用 ASIC 方式，很難在快速變化、產品生命週期短的市場時效考量下，適 時推出產品，因此矽財智慧組塊(SIP)的觀念繼之興起。相對應於最基本的電路 細胞元，SIP 可以說是將各種電路細胞元組合在一起，而能達到某些特定功能 的組塊，因此，當IC 設計需要用到這項功能時，可以直接使用這些功能元件組 塊，而不須從最基本的電路元件開始設計起。由於使用SIP 可以加快 IC 設計的 速度與時效，因此半導體的產業結構再次裂解，出現了專業的智財權供應者（IP vendors）與設計服務公司（陳幸雄等著，席捲全球的半導體第三次產業變革，

工研院電子所，民國八十八年）。