半導體設備產業規模

近二十多年來，半導體設備產業經過６吋、８吋、12 吋乃至即將可能發展 的 18 吋(450mm)晶圓。隨著製程的精進，產業對於設備的需求也跟著大幅增加，

但產業中客戶要求降低成本之壓力也益趨加大。半導體設備產業自 1998 年歷經 近九年之快速發展，產業趨於成熟，廠商間差別愈見縮小，尤其未來在整個產業 的製造發展重心仍將以亞洲與中國大陸市場為生產基地。各設備廠無不卯足全 力，積極投資與布局在這兩大地理生產區塊設立研發、技術創新與系統整合，設 備組件的服務支援更將擴大到原來單純的備品零件供應與客戶服務支援色，已升 級至委外製造的分工模式。設備產業也趨於微利時代，因此整個產業也將朝向產 業內分工，隨著國際大廠著力於研發和品牌行銷控制核心技術和經營策略，在台 灣或中國的分公司都有穩定的客戶數量及相當穩定的機台裝置數量。在 2008 年 整體經濟環境下滑，全球金融危機襲擊下對國外設備大廠在台灣之營運勢必受到 影響，而其艱困的營運狀況，是顯而易見的。因為當客戶採購數量減少，及延長 擴廠、建廠計劃都會對設備廠在台的營運受到直接衝擊。而為因應景氣循環或經 濟蕭條，減薪、裁員、縮減營運規模是國外設備原廠必經歷的過程及採取的手段。

市調研究機構(Gartner Dataquest)於 2007 年 12 月的最新統計資料顯示，2007 年全球半導體前段設備(含曝光機、光阻製程設備、熱處理、離子佈植、CVD、

濺鍍設備、CMP、檢測設備等)總計成長 9.0%，金額達到 356 億美元。2007 年 45nm 正式邁入量產階段，但半導體業者在設備方面的支出還是以 65nm 及 90nm 為主；

目前 DRAM 與 NAND Flash 的新增設備占所有半導體設備支出的一半以上，但因 記憶體新購置設備也是以 65nm 與 90nm 為主，因此 45nm 的量產對於前段設備的 市場規模影響並不顯著，而 2007 年全球半導體前段設備市場營收為 356 億美元，

後段設備營收則為 92.5 憶美元，前段約占全體設備規模的 79.5%。

後段則僅占 20.5%，後段所占比例與 2006 年的 22.6%相較，顯示封測設備占

資料來源：Gartner Dataquest/金屬中心產業研究組整理(2007/12)

藉由晶圓廠前段的設備發展，可以看出設備商在市場結構的競爭力，也是現 2004-2007 年半導體晶需求穩定，主要受惠於台灣者強項的筆記型電腦，3G 手 機，PDA，數位相機，LCDTV 等消費性電子產品，帶動台灣相關 IC 晶片需求（經

一、半導體主要設備業者簡介 Materials

6,493 6,787 14.9% CVD, PVD,Etch 2 2 Tokyo

Electron

4,482 5,362 11.8% Etch, Track, CVC 3 3 ASML 4,004 4,609 10.1% Stepper 4 4 KLA-Tencor 2,056 2,326 5.1% Defect

Inspection 5 5 Lam

Research

1,882 2,245 4.9% Etch 7 6 Nikon 1,528 1,806 4.0% Stepper

6 7 Advantest 1,794 1,607 3.5% Test Equipment 8 8 Novellus

System

1,389 1,200 2.6% CVD, ECD 9 9 Dai Nippon

Screen

988 1,196 2.6% Wet Stations 13 10 ASM

International

811 1,023 2.2% Assembly Equipment Others 17,314 17,325 38.1%

Total Market 42,741 45,486 100.0%

資料來源：工研院 IEK(2008/11)

以半導體生產過程而言，前段晶圓製造包含薄膜、微影、蝕刻、擴散、檢測 等製程，生產設備由製程可區分如下：

(一) 薄膜製程包含化學氣相沉積(CVD)、物理氣相沉積(PVD)、電化學沉積 (ECD)等設備。

(二) 微影製程包含光阻塗佈(Track)、曝光(Stepper)等設備。

(三) 蝕刻製程包含乾式蝕刻(Dry Etch)、乾式光阻剝除(Dry Strip)、化學機械 研磨(CMP)等設備。

(四) 擴散製程包含離子佈植(Ion Implant)、快速升溫處理(RTP)、擴散 ( Furnace)、濕式批次處理(Wet Station 等設備)。

(五) 監測設備包含關鍵尺寸量測、缺陷量測(Defect Insp.)等設備。

我們由半導體生產上之重要製程及提供該設備的主要廠商可看出，不同的半 導體製程設備，主導的廠商也不同，而在每個重要製程裡，相關設備提供幾乎呈 現少數廠商主導之寡占市場。

從個別製程在 2007 年全球的產值可知，曝光、乾式蝕刻、化學氣相沉積、

缺陷量測、自動化等設備佔據整體半導體設備最主要市場，也意味半導體製造商 花費最多成本投入這些製程設備，尤其是微影曝光設備。

在微影曝光設備方面，目前整個市場主要由 ASML、Nikon、Canon 三家國際大廠 所寡佔，市佔率分別為 64.5%、24.5%、11.0%，其所開發的微影設備具有領先指 標，無論是光阻供應商或是半導體製造商都競相與其合作，共同開發新產品和新 製程，以達到雙贏的境界。

在蝕刻設備上面，由 Lam、TEL 和 Applied Materials 三家大廠分食整個 市 場，市佔率分別為 41.7%、25.7%、23.2%。

在薄膜製程設備上，Applied Materials、TEL 以及 Brooks 是較知名的廠商，

KLA-Tencor 在缺陷量測設備市場上有高達 58.2%的市佔率。

在擴散製程設備上，Applied Materials、TEL 以及 Varian 是較知名的廠商，DNS 在 Wet Process 設備市場上有高達接近 50.2%的市佔率。

圖 3-5 半導體前段設備業者市占率-Ⅰ

圖 3-6 半導體前段設備業者市占率-II

二、台灣半導體製造商與設備供應商的互動關係

晶圓廠建廠成本高昂，動輒上百億元，其中大約六至八成是購買機台的費 用，因此設備供應商與半導體製造廠商關係最為密切，再加上進入 12 吋晶圓的 世代半導體製程限制愈趨嚴苛，設備供應商面對的難題，不只是單純機台的生產 製造問題，更是機台發展趨勢的不確定性。也就是說，下一世代先進半導體製程 的需求與規格，不再是設備供應商所能預知的。面臨如此的挑戰，如何有效並快 速的取得關鍵技術，是各個設備供應商急欲想要瞭解的。然而要達到此目的並非 一蹴可及，相對的是必須投入大量的研發費用與資源，同時需要整合前後段製 程，如此龐大艱鉅的研發歷程，不再是任何一家設備廠商可以獨自完成的任務，

取而代之的是與半導體製造商採取共同發展的策略，分攤研發成本與風險。

未來半導體設備廠商和半導體製造廠合作的模式是半導體製造商擁有領先 的 IC 製程技術，該製程技術所需的設備要求與規格，即是設備廠商急欲知道的 未來趨勢，但是半導體製造商為保有獨自特有的技術與知識，通常不會完全將其 之主要技術告知設備商，因此，在此其中就有保密協同或合作發展計劃的產生，

在基於互惠雙方的原則上，半導體製造商將其製程發展方向或關鍵技術透露予設 備供應商以期達到互惠雙贏之「共同利益」。

三、 半導體產業之動態競爭 ﹔創造性破壞的過程

「企業家精神」與「創新技術」是此產業競爭活動的基本特徵，和產業進階 演化的驅動力而這種動態競爭在半導體設備商產業尤其甚者。創新是一系列持續 不斷進行創造性破壞的過程。在此過程中，創新廠商所追求的有利產業結構特別 是「獨占結構」往往成為其下一階段賴以為生的根源。廠商所享受的獨占利益讓 其他廠商有誘因以新的競爭手段來攻擊既有的市場地位。

大多數針對產業結構與獲利率如何隨時間改變的實證研究皆顯示出熊彼得 (Schumpeter,1939)所謂「創造性破壞」技術標準的出現。在許多新興的技術密集 產業中都充斥著追求標準主導權的激烈競爭、競爭者之間因「創新技術」產生更 會有大者恆大現象，以 TSMC 與 UMC 在 45nm 以下半導體先進製程線徑發展可 以得到驗證之。

由於半導體製程會隨著設先進製程及新一代技術發展，導致設備製造商因為 技術研發未能更新或因財產管理不善。導致被收購或併購、每當此種現象發生時 會有新興競爭者出現。對產業分析而言，一個我們必須加以思考的議題：現有的 產業結構是否能夠作為我們推估未來競爭強度和產業獲利率的可靠基礎？我們 似乎必須將產業結構的變動速度納入考慮。如果變動急遽，新進入者很快就能削 弱原先主導廠商的市場地位，又如果創新的成果快速透過改變產業的流程技術，

創造新代替品，或移動競爭基調進而改變競爭結構時，繼續應用現有結構特性推 估未來的競爭與獲利已經無法帶來太多助益。

半導體製程會隨著設先進末端電子消費產品而有新科技發展，技術變遷的速 率近年來顯著有的加速情形。這又導致成本快速滑落的現象。最為顯著的例子無 疑出現在半導體業晶圓製程發展；摩爾定律（Moore, 1965）預測積體電路中的電 晶體密度每兩年就會增加一倍。例如市場領導廠商－諸如為處理器市場的 Intel 和個人通信影音設備市場的 Apple 則處於推動技術和產品發展的有利地位，技術 與產品生命週期被大幅縮短，進而更激化了產業之間的競爭壓力。