積體電路產業發展歷程

1958 年積體電路的問世，是半導體史上重大的突破，積體電路的發明也主導了半導 體的技術發展。半導體是現代電子與資訊產業發展的基礎，而半導體元件則可分為積體 電路(Integrated Circuit, IC)、分離式元件(discrete)及光電元件(optoelectronic)，由於 IC 所 佔的比重遠大於其他二類，因此半導體產業與 IC 產業這兩個名詞經常被混用。而積體

Special Purpose Logic+MPR

自 IC 問世後，半導體產業的發展可分為三個階段，每個階段的變革大都起因於單 一公司的資本或是技術無法獨立完成系統或是積體電路的設計所致，因而使得產業價值 鏈(Value Chain)重組，導致新的商業模式(Business Model)產生，促使產業結構發生變化。

整體而言，IC 產業由原本以「系統廠商(System Company)」與「整合元件製造商(Integrated Device Manufacturer, IDM)」為主的垂直整合產業型態，轉變為專業分工，促成半導體設 備業、半導體設計業、晶圓代工業、矽晶圓材料製造商、專業封裝測試業、矽智財(Silicon Intellectual Property, SIP)等產業興起(如圖 2-2 所示)。這三個階段分別是元件標準化、

ASIC 技術問世以及矽智財權組塊(SIP Functional Blocks)興起。

(一)第一次產業變革：元件標準化

在 1960 年至 1970 年代，系統廠商包辦所有的軟體設計與硬體製造，硬體部分，

最早皆是利用自身開發的中小型積體電路在印刷電路板上設計而成，但此種系統設計方 式，隨著電腦的功能要求愈來愈高，使得系統廠商漸漸倍感吃力，甚至導致產品的設計 與完成時間有所落後。

因此，在 1970 年代左右，系統廠商開始將使用的硬體元件標準化。微處理器、記 憶體與其他小型IC 元件的逐漸標準化，使廠商能利用標準元件設計系統，節省不少麻 煩。因此，半導體產業中開始區分出系統廠商與專業積體電路廠商。

(二)第二次產業變革：ASIC(Application on Specific IC)技術問世

在1980 年至 1990 年間，部分積體電路雖已標準化，但仍有許多獨立 IC，過多的 IC 使得運作效率不彰，因此特殊應用積體電路 ASIC 的技術便因應而生。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。

由於設計觀念的改變，使專業的設計廠商(即 Fabless 廠商)出現，其將獨立 IC 整合 成特殊應用的標準產品(Application Specified Standard Product, ASSP)或是以特殊應用積 體電路(Application Specified Integrated Circuits, ASIC)形式出現，供系統廠商使用。同時，

專業晶圓代工廠(Foundry)也順應而生，支援 Fabless 廠商所需的晶圓產能。

(三)第三次產業變革：矽財智慧組塊(SIP Functional Blocks)的興起

由於半導體製程不斷進步，使晶片製程技術持續微縮，單晶片(System-On-a-Chip, SOC)上的集積度提高，儘管使用 ASIC 或 ASIC 方式整合，在成本、市場規模、以及產 品生命週期短的市場時效(Time to Market)等種種因素考量下，也很難適時適量的推出產 品，因此IC 設計業者進行第一次專業分工，矽智財權組塊 SIP 觀念產生，IP 供應商陸 續成立。IC 產品最基本構成單位為各種電路細胞元(Cell)，各種 Cell 經由合理的組合可 產生具備不同特定功能之組塊，即SIP，而組合各種 SIP 便開發出各式各樣之 IC 產品。

從此，IC 設計業者不須再設計最基本之 Cell，可直接套用各式各樣 SIP，IC 設計時效性 再次加速，以因應電子產業之快速變遷。此外，專職開發∕支援自動化工具(EDA Tools) 的EDA 業者及驗證∕分析的設計服務公司都相繼因 IC 產品複雜化而成立。

  圖2-2 IC 產業結構演進過程

資料來源：聚富網，2005/03；拓墣產業研究所整理，2005/08