整合元件製造商和無晶圓公司成立的歷史背景

從半導體產業萌芽到 80 年代，半導體公司皆為涵蓋設計和生產的垂直整合 型的整合元件製造商，可以由下列幾個重要的觀點來探究其中原因(Dhayagude and et al.，2001)：

1. 轉換成本

1.1. 智慧財產權的風險管理

在當時缺乏專業代工廠，如果一家公司只想專注在設計業務，就必須 把生產委外給有生產工廠的整合元件製造商，也就是把產品交給市場 上的競爭對手，因此自己苦心設計且擁有的智慧財產將無法受到適當 的保護，也代表自己的產品很有可能被抄襲。

1.2. 設計資料轉換的難題

即使透過合約的規範，智慧財產權可以有比較好的保護，但是當時資 訊科技和設計輔助工具的支援能力，不足以讓設計資料在不同公司間 順利的轉換，更不容易把設計資料轉換成另一家公司生產工廠可以使 用的資訊，所以要委外生產是相當不容易的。

1.3. 延遲成本

整合元件製造商只有在產能有空閒的淡季才換接受委外的訂單，在旺 季時，根本不可能再承接委外的訂單，所以無晶圓公司根本無法得到 產能和產品交期的保證，因此也無法在市場上競爭。

2.高研發成本

因為沒有適當的設計輔助工具，必須仰賴大量的設計工程師，所以研發成本 相對比較高，也代表只有規模大的集團或公司才能負擔得起如此龐大的研發 成本。

3. 相對比較低的製造經濟規模

在 1972 年設立一條晶圓生產線的資金成本約為 1000 萬美金，8 年後資金成 本已經增加至 1 億美金，因此不需很多的資金就可擁有晶圓生產線，此外當 時的平均銷售價格和獲利率也比較高，所以擁有生產線的成本壓力以及對製 造經濟規模的要求都比較低。

在 1989 年，70%的記憶體和微元件皆運用在個人電腦上，從 90 年代開始，

通訊和多媒體的新興市場開始成長，給許多利基型的半導體公司提供了新的機 會，這個新興市場在當時並不被大型整合元件製造商所看好，因為這個市場並不 大，而且這些小型利基型的半導體公司並沒有資金設立生產線，因此就發展成為 專司設計的無晶圓公司，並開始和整合元件製造商合作生產晶圓，IBM 就是第一 家提供晶圓代工的整合元件製造商。

此外，隨著無晶圓公司產值的成長和專業晶圓代工廠的陸續設立，以及下列 產業技術的發展或環境的改變，使得垂直分工的經營模式在半導體產業的角色愈 來愈重要：

1. 轉換成本的降低

1.1. 減輕智慧財產權的風險管理和交期延遲的風險

台積電成立於 1987 年，並且致力於成為專業晶圓代工廠，自此無晶圓 公司可以找到足以信任的產能保證，而不用再受制於整合元件製造商，

隨著愈來愈多無晶圓公司的成立，也使得專業晶圓代工廠的產值有了顯 著的成長。另一方面，因為智慧財產權的重要性與日俱增，無晶圓公司 比較傾向與專業晶圓代工廠合作生產晶圓而捨棄整合元件製造商，因此 專業晶圓代工廠必須盡全力保護無晶圓公司的智慧財產，並取得它們信 任。對智慧財產權的重視也讓專業晶圓代工廠的集中趨勢相當明顯，

2005 和 2006 年全球前四大專業晶圓代工廠佔產業產值的 75%。(圖 2-2)

圖 2-2 : 專業晶圓代工廠市佔率

資料來源：EETIMES Europe，http://eetimes.eu/semi/198700265

1.2. 設計資料轉換的解決之道

電子設計自動化工具的標準化，使得設計和生產工廠間資料的轉換變得 相當便利。台積電甚至建立虛擬晶圓廠的概念，讓顧客可以很方便地從 台積電的廣大資料庫中，尋找適當的製程技術，然後直接在台積電生產 晶圓，讓無晶圓公司享受到像有晶圓廠般的便利和好處，因此資料轉換 的障礙得以消除。

2. 研發成本的降低

電腦運算能力的強化、設計數位化和電子設計自動化工具的發展，讓設計作 業可以很有效率的進行，這也代表只要擁有少數才能出眾的設計工程師，就 可以經營一個無晶圓公司，在新興市場上和整合元件製造商一較長短。

3. 擴大製造經濟規模的優勢

隨著半導體元件設計的複雜化以及對品質標準要求的提高，機器設備的資金 支出也相對的急遽上升，從 1970 年至 1990 年，設置一條晶圓生產線的投資 金額增加了大約數十倍。專業晶圓代工廠可以接受來自產業內所有公司的訂 單，而整合元件製造商的晶圓廠只能生產某些特定產品，所以專業晶圓代工 廠比較可以發揮製造經濟規模的優勢。