生產鏈與產業特性

台灣目前以數位 IC 發展最成熟，類比 IC 還在發展中，設計趨勢慢慢走向 SOC，導致需大公司才發展的起來，以前 Design House 的型態則不復見，競爭門 檻拉大。晶片內部功能的生產鏈同樣分為演算、硬體、軟體、驗證測試，彼此綿 密關係是演算、硬體之間大於硬、軟體和軟體、驗證測試之間的綿密程度。而晶 片可以是數個功能組成，也可能單一功能組成單一晶片，所以跨部門和部門間及 生產鏈間都需緊密配合有效溝通。無形中促進默識知識的學習。

一、產業簡介

IC 設計業者的主要工作是晶片的「設計」部分，在業界常將公司設計的「晶 片」簡稱設計「IC」。所以「IC」一詞常變成是「晶片」的代名詞。就 IC 設計業 的公司分類方面：分為數位 IC 設計公司、類比 IC 設計公司、混合信號 IC 設計公 司、可程式化邏輯陣列 (FPGA、PAL、GAL 等) 設計公司，以及將整個產業鏈包裹 在同一家公司的整合元件製造廠 (IDM) 內部的設計單位。台灣的公司多半為混 合信號 IC 設計公司，也就是數位 IC 和類比 IC 都有，只是該公司的強項在那裡。

例如聯發科的強項主要在數位 IC 部分，而這幾年崛起的立錡強項在類比 IC 部分。

換句話說台灣的 IC 設計公司以前三項分類為主，後兩項在台灣不多見。

再以較大的層次來看，IC 設計業涵蓋了提供電路布局所需軟體之「電子自動 化設計業者 (EDA)」，例如台灣的思源科技。提供經過驗證的積體電路元件區塊 之「智權業者(IP)」，例如台灣的智原、創意即是台灣主要的 IP 業者。「自有品牌 的設計業者(IC Design House)」，以及幫客戶設計積體電路產品的設計代工業者 (Design Service)。就晶片類型來看，晶片大小難易程度不同，所需要的設計時間 也不同。例如說 CPU 是一顆晶片，MP3 也是一顆晶片，但所需的設計時間和難 易程度就相差甚大，晶片類型在台灣有 TV 晶片、手機晶片、GPS 晶片、繪圖晶 片、MP3 晶片等不勝沒舉。

這幾年來 IC 設計業一直強調 System on a Chip，簡稱 SOC。所謂 SOC 是 IC 底 下的一個子集合。IC 可分為邏輯 IC 和記憶體 IC。邏輯 IC 主要是管運算及控制的，

可再分為數位和類比兩種。記憶體 IC 則如 DRAM、NAND、NOR 等。邏輯 IC 和 記憶體 IC 在製程上有相當的差異，所以製造的陣營完全不同，但是一個完整的 系統，除了要運算，也要有記憶裝置，所以至少要一顆邏輯 IC 及一顆記憶體 IC。

於是目前業界發展出把邏輯 IC 和記憶體 IC 的製程整合在一起,一顆 IC 就含蓋整個 系統,這就是 SOC。但是因為 SOC 規畫的時間長，又缺乏更改的彈性，所以也有 人提出 System in a Package,SIP,就是把邏輯和記憶體分開，但是打線打在一個共同 的 IC 載板，然後再封裝，看起來就像一顆 IC,其實裏頭有好幾個 IC 裸晶在內。而 SOC 的發展趨勢，使得 IC 設計公司不是當年投資資本額少、十幾個人就可以發 展出一家 IC 設計公司。使得 IC 設計業走向大者恆大，進入門檻越來越高的問題 出現。

二、生產鏈

一個晶片內部是由許多功能所組成。圖 3-4 為 Intel CPU 晶片的內部構造圖，

晶片內部每一個白色區塊代表一個功能 (function) 或一個模組 (module)。由於 一個模組可能是由數個功能或單一功能構成，故將功能視為晶片內部的最小單 位。一顆晶片內部可能有好幾個功能組成，但單一晶片也可能是單一功能。每個 功能可能是由同一部門的工程師完成，也可能由不同部門的工程師協力完成，甚 至是從別公司買來。買「功能」在 IC 設計業稱為「買智慧財產權」 (Intellectual Property, IP)，俗稱為「買 IP」。

買功能在業界也分兩種情況：一種是買斷、另一種是授權 (license) IP。買斷 此功能的風險在於當賣家侵犯到其他廠商的專利時，買家則會連帶有侵權責任。

而授權 IP 的意思是廠商晶片裡有另一家廠商授權的功能，然後廠商每賣出一顆 晶片，授權廠商則從中抽成。

圖 3-4 晶片內部構造圖 資料來源：Intel 網路公開資料

(http://chip-architect.com/news/2003_04_20_Looking_at_Intels_Prescott_part2.html)

而晶片裡面的每一個功能都可分為演算 (Algorithm) 、硬體 (Hardware)、軟 體(Software)，包含與硬體相接的韌體 (driver)、驗證與測試，晶片內部生產鏈 圖，如圖 3-5 所示。演算工程師的工作內容，為制訂規格 (specification），稱為 SPEC。而許多規格已成為專利，演算工程師要做的事情去看專利，研究專利或 是再從中避開專利。每一個晶片一開始必須經由演算過程，也就是用程式語言 去模擬，就像蓋房子需要畫設計圖一樣。演算可分為硬體演算和軟體演算，通 常由硬體工程師和軟體工程師分開負責，有時演算也會是獨立作業，單獨由一 群工程師負責。

硬體工程師的工作是關於 IC 整個製作部分，就是將演算工程師寫的、想的 做出來。換句話說即所謂的做 IC：將整顆 IC 內部所有功能做出來，再送到 IC 製 造公司製造，就如圖 3-6 所示呈現的部分，硬體是 IC 設計流程中最核心的部份。

軟體分為軟體和韌體，所謂韌體是和硬體溝通的介面，韌體下指令給硬體，硬體 才會跟的動。軟體就是跟人溝通的介面，俗稱人機介面 (user interface) 就是人 類怎麼操作它，它就會反應什麼。而目前軟體的設計愈來愈龐大，所以軟體工程 師的重要性愈來愈高。而驗證測試工程師，就是最後端面對顧客的工程師，從演 算、硬體、軟體和韌體每個流程，都會做驗證晶片的工作，將每個晶片的錯誤率 達到最低，再送到客戶的手上，但送到客戶手上一定還會有問題再回來，這就是 驗證錯誤工程師的工作。而彼此的關係性是愈往下游關係愈小，也就是演算和硬 體的關係的綿密程度大過於硬體和軟體之間、硬體和軟體的關係的綿密程度大過 於軟體和驗證測試之間的關係。所以演算和硬體工程師通常會在同一個區域，而 切割行為是從軟體部份開始產生。

圖 3-5 晶片內部功能生產鏈圖 資料來源：本文研究繪製

故一顆 IC 的製作，裡面可能有跟國內外買斷 IP 或授權 IP 的部分，也有分工 切割到國外的成熟功能部分，也有台灣團隊自行研發掌握的核心部分，也就是所 謂關鍵零組件的掌握。一個產品會用到很多顆 IC，有時候一家公司並無法做出所 有的 IC，必須和其他家公司產生策略聯盟關係。或是即使公司內部有做此功能或 此 IC 的團隊，為了提高研發成功的機會，也會投資另一家做同樣 IC 或功能的公 司，所以台灣 IC 設計廠商之間除了存在著競爭關係以外，也會視需要有策略聯 盟或併購的行為出現。工程師就提到晶片內部功能的來源有時是很多元的。

技 術 的 種子 有 部份 是 買 人家 IP 啦！ 然 後 核心的 部 份 我們 是 自己 重 新 decode。所以等於是一部份是自己去搞出來的，然後外面週邊的也有直接買 人家的 IP，然後有些 IP 是從公司的內部的其他晶片拿過來，有些是跟其它 公司購買的。(RD05)

圖 3-6 晶片大小示意圖

資料來源：網路擷取 (www.worldofstock.com)

三、產業特性

台灣 IC 設計業為了在市場競爭，所以講求研發速度。反映在具體的行為上 就是工程師工作時間普遍過長，用較多的研發人力來換取時間、用開會方式減少 研發方向錯誤、跨部門協調和解決問題。由於 IC 本身的設計特性，不同功能和 生產鏈間的跨部門或同部門間需高度的協調溝通，才能使 IC 的效能、研發速度、

晶片壓縮最小，無形中促使很多默識知識在工程師之間流竄，形成學習型組織。

（一）講求研發速度

2010 年半導體年鑑指出：台灣位居 IC 產業價值鏈的核心重鎮，「快速量產、

彈性管理」預期仍將扮演維持優勢不墜的關鍵要素。Porter (1990) 提到「比競爭 者更快創造知識的廠商，將取得優勢。」而台灣 IC 設計業的研發速度是有目共 睹，RD11 工程師提到：「RD 最大的壓力來自 schedule，在日本 notebook 研發要 半年，在台灣短短三個月就可看到 sample，據說 DRAM module 在台灣只要 7 個工作天就可全部完成！」

而台灣是如何維持這種高效率的研發速度呢？第一點是工作時間長。在新竹 的 IC 設計產業群落裡，相當具有競爭力的公司例如聯發科或晨星工作到晚上 11 點以後才開始陸續回家是正常的下班時間，禮拜六要工作，一個禮拜只休息一天 是很多工程師的基本生活型態。有工程師提到台灣 IC 設計業會這麼成功「應該

是說有新鮮的肝 (RD14)」「我覺得都是用命換來的啊！就是大家很努力的工作 (RD06)」有工程師提到台灣人用時間換取晶片的研發速度，是很多國家無法做到 的部分。

別人工作工作到六點七點，我們寧願去工作到十二點一點有時工作到凌晨早 上六七點，就是要把東西趕出來，別的國家能夠這樣子嗎？他們的人能夠這 樣子嗎？人家做一天，我們就要做兩天三天，東西當然是加倍啊！人的老化 速度也比較快啊，推出產品的速度當然也比較快啊！ (RD10)

除了每個工程師的超時工作外，IC 設計業還會用高額的分紅來吸引台灣理工 學系等碩博士畢業生投入，因為高額的分紅，所以使得 IC 設計業投入的人力多，

這也是 IC 研發速度快的第二個關鍵因素。「之前一開始因為有發股票啊!所以大 家願意進去做這個東西這樣子，然後利潤高這樣子。(RD04)」

台灣 IC 設計業做的不錯的最大的原因。應該就是員工報酬不錯，然後投入 的人力相對也比較多啦！有聽過對岸的人上那個網站說：「咦！台灣不是百 分之九十的人都在做 IC 設計業！」這是網友開玩笑講啦！就表示就是大部 份的人都在做 IC 設計這一個行業。(RD05）

台灣 IC 設計業做的不錯的最大的原因。應該就是員工報酬不錯，然後投入 的人力相對也比較多啦！有聽過對岸的人上那個網站說：「咦！台灣不是百 分之九十的人都在做 IC 設計業！」這是網友開玩笑講啦！就表示就是大部 份的人都在做 IC 設計這一個行業。(RD05）