第二章 半導體產業發展趨勢
第二節 半導體技術演進
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第二節 半導體技術演進
摩爾定律是簡單評估半導體技術進展的經驗法則，其重要的意義在於長期而 言，半導體製程技術是以一直線的方式向前推展，使得 IC 產品能持續降低成本，
提升性能，增加功能。大抵而言，若在相同面積的晶圓下生產同樣規格的 IC，隨 著製程技術的進步，每隔一年半，IC 產出量就可增加一倍，換算為成本，即每隔 一年半成本可降低五成，平均每年成本可降低三成多。就摩爾定律延伸，IC 技術 每隔一年半推進一個世代。筆者以圖 2-6 Intel SRAM 製程的演變來說明摩爾定 律，隨著製程不斷微縮，SRAM 晶片面積也不斷縮小，單位成本也就不斷下滑，
而 Intel 也必須不斷投入研發新製程技術，投入資本支出購買更先進半導體生產設 備，可見半導體產業是一高度技術密集與資本密集產業。
圖 2-6：Intel SRAM 製程技術藍圖
從圖 2-7 Samsung DRAM 架構演進圖中也可以發現，Samsung 在 DRAM 產品 技術研發不斷進行，Samsung 幾乎每 1 年~1.5 年就將 DRAM 讀取速度向上提升一 個世代，成為 DRAM 市場技術領先者。
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圖 2-7：Samsung DRAM 架構演進圖 第三節 半導體廠的折舊與產品更替
一般半導體晶圓製造廠主要生產設備折舊攤提年限分 6 年攤提，所以新半導 體生產設備通常前 6 年會攤提較高的折舊成本，但第 7 年以後折舊費用大幅下滑，
每片晶圓製造成本也可以大幅下滑。從圖 2-8 可以看出以 8 吋 0.13 微米半導體晶 圓製造廠為例，前 6 年每片晶圓生產成本中，折舊就佔了 51%，第 7 年以後每片 晶圓生產成本就因折舊費用大幅降低而降低，成為半導體晶圓製造廠的現金牛。
圖 2-8：八吋晶圓生產成本結構(0.13 微米)
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一般而言，半導體晶圓製造廠生產設備若保養得宜，生產年限應該可以超過 20 年以上，從圖 2-9 中可以看出，台灣早期設立的半導體晶圓八吋廠距今已有 15~20 年，目前大都仍在生產線上，以世界先進的 Fab1 為例，它設立於 1995 年，
距今已有 20 年，目前月產能 8 萬片晶圓，主要產品是晶圓代工產品，最先進製程 可達 0.18 微米，目前仍是世界先進主要生產工廠之一。而鉅晶電子是在 2008 年 從力晶科技所分割出來的 8 吋晶圓製造公司，月產能可達 4.3 萬片，主要代工產 品有 Analog、Mixed Signal、Logic 及 Memory。
圖 2-9：台灣八吋晶圓產能產品列表 第四節 物聯網對半導體廠的商機
網路發展的極致就是物物相連，車子跟車子都能連上網路且車子間能彼此交 換訊息就是車聯網的概念，透過車聯網，車主可以精確知道前方最即時路況，車 商也可以知道售出車子在外面行駛狀況。家庭裡電器用品連上網路後，屋主在外 面就可以透過手機等網路設備控制家中電器設備。圖 2-10 是工研院 IEK 所整理出 來的 2020 年物聯網的市場，物聯網的內容包含生產製造工廠、家庭安控、交通運 輸、醫療保健等領域。根據 Gartner 預估到 2020 年全球將有 300 億台連網裝置，
而物聯網整體與帶來的附加價值，預估將於 2020 年達到 1.9 兆美元。
在 2014 年與物聯網相關的 IC 產值約 33 億美金，相較於 IC 在 PC 市場中產
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值達 591 億美金與手機 IC 產值 707 億美金，顯示目前物聯網 IC 仍在起步階段，
量小且市場分散，但未來成長性卻很高，市場潛力也很大。
圖 2-10：2020 年物聯網的市場規模與裝置數量
工研院 ITIS 也在 2016 年 1 月發表研究指出，未來生產自動化、穿戴裝置、
物聯網等應用即將進入快速成長期(見圖 2-11)，預估到 2020 年將有 100 億個物聯 網裝置，其中將使用到半導體元件、感測元件、通訊元件、電源管理元件、被動 元件等等，詳如圖 2-12。
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圖 2-11：終端應用 IC 產值及發展階段
台積電董事長張忠謀提出未來物聯網趨勢下，半導體產業將有三大發展趨勢 值得關注，分別是 SiP、Sensor、Ultra low power。SiP 指系統級封裝技術，將不 同功能 IC 晶片封裝在同一顆 IC 載板上。Sensor 指感測器，比如能感應並量測外 界變化的溫度感測器、濕度感測器、氣壓感測器、水壓感測器、重力感測器、影 像感測器等等。透過 Ultra low power 技術，可以降低穿戴裝置或感測器(物)的充 電次數及延長使用時間。對於半導體廠商而言，主要商機就在圖 2-12 端(IC 元件) 這一塊商機，當然隨著端的數量增加，也會引伸對網路元件及系統產品元件的需 求。整體半導體晶圓製造技術著重於先進製造技術與特殊應用製程之整合，並且 著重成熟技術的運用，未來產品的應用將遍及消費、汽車、醫療、工業等領域。
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圖 2-12：物聯網的架構
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司)年報資料為主，研究個案包括力晶科技與茂德科技兩家主體公司。最後以 2015 年 IFRS 合併財務報表資料，比較台灣晶圓代工同業，包含台積電、聯電、世界 先進與力晶共四家公司 2015 年度財務比率分析。
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結技術、生產與銷售的策略聯盟，並與日本 DRAM 大廠爾必達（Elpida）合作研發、產銷最尖端 DRAM 產品。另一方面，力晶亦為日商瑞薩科技
（RenesasTechnology Corp.）的主要代工夥伴，發展系統晶片（System LSI）
產品。2009 年力晶獨力研發之 4Gb 快閃記憶體（Flash）量產出貨，成為我 國第一家也是華人地區唯一具備高容量快閃記憶體自主技術與產銷實力的
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使得力晶獨創的 OpenFoundry 代工服務策略廣獲客戶認同，也為客戶提供 了市場競爭優勢。
力晶以先進的科技和產能，針對資訊、通信及消費性電子市場提供多 樣化的 DRAM 產品、高容量快閃記憶體（Flash）、LCD 驅動晶片、電源管 理晶片、CMOS 影像感測器及多元化代工服務。未來，力晶將持續推展國
1996年10月8A廠開始以0.40 微米技術量產16Mb DRAM / SDRAM。
1997年12月獲頒 ISO 9002 國際品保系統驗證證書。
2002年10月通過OHSAS 18001職業安全衛生評估系列驗證。
11月P1廠啟用。
2003年10月第二座十二吋晶圓廠（P2 廠）動土。
2004年04月十二吋晶圓廠(P1廠)代工業務投片生產。
2005年01月獲頒ISO / TS 16949證書。
03月P2廠啟用。
2006年01月購入旺宏閒置十二吋晶圓廠房，並命名為P3廠。
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2009年03月4Gb快閃記憶體（Flash ）正式量產。
2010年12月40奈米16Gb MLC快閃記憶體正式量產。
2011年01月取得全球第一張標準型記憶體晶片產品碳足跡（PCF）驗證書。
10 月力晶與 Global Powertec Co.,Ltd 出售 Renesas SP 股權予美商新思 (Synaptics)
2015 年 06 月解除債務協商
2016年4月公布2015年財報，每股EPS 4.64元，每股淨值(BV) 10.11元
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3C(Computing、Communication 與 Consumer)領域。茂德科技以自有品牌
「ProMOS」行銷全球知名系統廠商，客戶包含有《Fortune》財富雜誌全球
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2000 0.17μm 128Mb SDRAM 量產 2001 首批十二吋晶圓投片試產
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折舊 149,238,391 106,992,218
營運活動之淨現金流(出)入 166,332,742 119,908,214
投資活動之淨現金流(出)入 -321,581,815 -243,715,800
融資活動之淨現金流(出)入 159,380,005 123,969,237 資料來源:股市觀測站,TEJ,本研究整理。單位:新台幣千元
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成長率約 39.2%，同期間 PC 出貨量才成長 4.6%！
資料來源:iSuppli，IDC，Gartner，本研究整理
圖 4-1： 2008~2010 全球 PC 與 DRAM 成長率比較
而 PC 產業從 2011 年高峰到 2015 年，出貨量衰退將近 21%，以上面 iSuppli 預 估 2008~2013 年 DRAM 每年位元產量增加約 39.2%速度來看，PC 產業同期僅成 長 4.6%，根本無法支撐標準型 DRAM 晶圓製造廠研發新技術及擴產，而 DRAM 產業特性卻是規模經濟，大者恆大，以致於 DRAM 大廠仍追求規模經濟而持續投 資擴產，最後導致標準型 DRAM 價格持續低迷不振，以南亞科技年度平均銷售單 價來看，2008 年下滑 54%、2009 年下滑 18%、2010 年增加 22%、2011 年再度下 滑 55%、2012 年下滑 31.1%，累計 2008~2012 年總共下滑 86%！而力晶與茂德幾 乎以生產標準型 DRAM 為主，標準型 DRAM 價格不振就直接衝擊到力晶與茂德 的的營運狀況。
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資料來源:iSuppli，IDC，Gartner，本研究整理 圖 4-2 ：2011~2015 年全球 PC 出貨量
(二)DRAM 技術落後及規模落後的風險
從表 4-3 中可以發現，雖然 PC 市場已經面臨飽和風險(圖 4-1)，但 DRAM 生產 技術卻必須一直往前進步，力晶 2006 年導入 90 奈米技術，2007 年導入 70 奈米 技術，2008 年則導入 60 奈米技術。2009 年原先目標要導入 50 奈米技術，但最後 導入不順，仍以 65 奈米落後製程生產。透過 DRAM 製程不斷前進微縮才能保有 生產成本優勢，但對研究個案 DRAM 廠而言，新技術取得也需要一筆可觀技術授 權金，新製程就代表需要繼續投資新設備，而從 1996~2008 年 13 年經驗，力晶 投入超過 3,000 億金在 DRAM 產業裡，結果是總共虧損新台幣 222 億元(詳表 4-2)，此時力晶/茂德要如表 3 DRAM 技術藍圖一樣繼續投資 40 奈米、30 奈米嗎?
還有錢可以繼續投資嗎?若不繼續投資能有其他方案嗎?
以力晶經驗來看，2000 年前所投資的 8 吋廠總共投資金額約新台幣 260 億元，
2000~2004 年投資第一座 12 吋廠(P1 廠)約投入新台幣 560 億元，而 2003-2007 年 間投資第二座 12 吋廠(P2 廠) 約投入新台幣 800 億元，所以未來若要繼續投資 DRAM 產業，基本上至少又要投入資 600~1000 億元，而以 2008 年全球經濟面臨
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1995 2002 2004 2006 2007 2009 2011 2012 DRAM製程 0.35微米 0.13微米 0.11微米 90奈米 70奈米 60奈米 36奈米 32奈米
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 三星 28.0% 27.7% 30.2% 33.6% 37.5% 42.3% 40.9%
資料來源：iSuppli，DRAMeXchange，華亞科技，本研究整理 (三)流動資產流動性不足風險
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力晶從 2004 年到 2008 年擴建 5 座 12 吋晶圓廠(含中科 12C/D 廠)，又與 Elpida 合資設立 12 吋晶圓廠，5 年期間總共投資金額高達 2,367 億元，所需資金除靠營 運現金流入有 1,313 億支應外，不足部分靠短期借款增加 120 億元，長期借款增 加 557 億元，發行公司債 277 億元(另償還公司債 94 億)，現金增資 324 億元(另支 付現金股利 175 億)等因應。然 2008 年發生金融大海嘯，力晶 2008 年虧損達 575 億元，2008 年底負債金額高達 1,260 億元(力晶負債較 2003 年底增加 853 億元)，
流動負債高達 680 億元，且 1 年內即將到期長期負債為 288 億元，但流動資產僅 剩 142 億元，流動比率剩 21%，流動性嚴重不足，故力晶不得不向經濟部工業局 及主要債權銀行團申請債務協商。力晶 2004~2008 流動資產/流動負債詳見圖 4-3。
茂德從 2004 年到 2008 年擴建 1 座 12 吋晶圓廠及轉投資大陸 8 吋廠，總共投資 金額高達 1,516 億元，所需資金除靠營運現金流入有 777 億支應外，不足部分靠
茂德從 2004 年到 2008 年擴建 1 座 12 吋晶圓廠及轉投資大陸 8 吋廠，總共投資 金額高達 1,516 億元，所需資金除靠營運現金流入有 777 億支應外，不足部分靠