1.4 文章架構與研究流程
本文章分為五章，敘述如下：
第一章 緒論：包括研究背景與動機、研究目的、研究範圍及對象、文章架構與 研究流程。
第二章 全球晶圓代工狀況與文獻探討：首先定義晶圓，接著介紹目前全球晶圓 代工銷售狀況以及產業成本趨勢，再來討論相關文獻發展。
第三章 研究方法：介紹本研究所要使用的研究方法、變數選取與定義。
第四章 實證分析：透過 DEAP 軟體得出各家晶圓代工公司之效率值並比較。
第五章 結論與建議：就本研究所得出之結果給予建議並補充相關改進方式。
文章架構如圖 1.1 所示：
圖 1.1 研究流程 研究背景與動機
文獻探討 1.晶圓代工介紹 2.產業現況 3.文獻回顧
資料收集與變數定義 1.研究方法介紹 2.變數選取
實證結果分析
結論與建議
同 向性 檢 定
物價 調 整
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第二章 晶圓代工產業概況與文獻探討
2.1 晶圓定義與晶圓代工介紹
晶圓代工，或者稱為晶圓專工(Foundry)，是半導體產業的其中一種經營模式，
除了專門從事半導體晶圓製造生產的公司之外，也有接受其他 IC 設計公司委託 製造，而不自己從事設計的公司。擁有晶圓廠的半導體公司，如 Intel、AMD 等，
這些公司因為生產成本或現有產能不足等因素，會將部份產品委託由晶圓代工公 司生產製造。台灣的台積電、聯電目前為全球排名第一與第二的晶圓代工公司，
享譽國際。反過來說，只從事 IC 設計而不自己進行生產且無廠房設備的公司稱 為無廠半導體公司(Fabless)。無廠半導體公司需要依靠晶圓代工公司來生產自家 設計的產品，因此其產能以及生產技術都受限於所委託的晶圓代工公司。儘管如 此，優點是不必自己設立晶圓生產的廠房並負擔營運費用，增加額外生產成本。
隨著消費市場對晶圓品質的要求與製程的精緻化，建設一間晶圓廠往往需要動用 上數百億美元的資金，已經不是一般的企業可以負擔得起的金額；因此，透過專 業分工模式與晶圓代工廠合作，IC 設計公司就不必負擔高階製程所產生高額的 製程研發與晶圓廠興建費用，另一方面，晶圓代工廠商也能夠專注於製造，多出 的產能將可提供服務於多個用戶。
晶圓代工廠商在取得客戶（IC 設計公司）委託的產品製造訂單後，將委託 產品的設計圖透過光罩轉製在數層光罩上，再以矽晶圓等為基礎的材料，經過積 體電路晶圓生產製造流程，將每一層光罩上的設計圖案轉置在晶圓上，每片晶圓 在完成製造後，即可在晶圓上形成數百到數千顆相同的積體電路小晶片。產品設 計公司將晶圓送至晶片包裝廠切割、封裝，再送經最終電性測試，即可銷售上市 (2012 年 10 月 23 日，取自 http://cm.jmjh.tn.edu.tw/~vivian/AA16AAA.htm)。
今天晶圓代工服務已從早期單純的積體電路製造服務，擴展到目前的全方位 服務，涵蓋產品設計支援、光罩製作、晶圓製造、測試、封裝，乃至產品問題分
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析等等。下圖 2.1 為晶圓代工廠之生產流程。
圖 2.1 晶圓代工廠之流程 資料來源：元勤科技，2011 年，
取自:https://sites.google.com/site/bmtsmc/jing-yuan-dai-gong
2.2 晶圓代工產業介紹
圖 2.2 與圖 2.3 分別為全球半導體產業平均建廠成本以及晶圓代工在奈米製 程研發費用，根據工業研究院與 IC Insights 在 2010 年的資料預測(2012 年 10 月 24 日，取自：http://www.ibt.com.tw/UserFiles/File/1000328-Indus.pdf)，
全球半導體產業平均建廠成本已經由 2000 年的 16 億美元提高到 2015 年的 54 億美元，其成長幅度超過 3 倍。另外台灣綜合研究院的資料也呈現奈米製程研發 成本由 130nm 的 5 億美元提高到 32nm 的 14 億美元。由此可知，高額的建廠成 本與研發費用已經漸漸形成一股障礙，使得一般 IDM 廠商要獨自包辦上中下游 並非易事，所以大部份的 IDM 廠商會將晶圓的製造委外代工，形成專業分工的 現象。
接獲訂單 訂定出貨時間
安排試產事宜 進行試產
正式生產 出貨
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圖 2.2 全球半導體產業平均建廠成本(1970 年~2015 年)(單位：十億美元)
圖 2.3 圓代工在奈米製程研發費用(單位：十億美元) 資料來源：台灣綜合研究院 2009/09；工研院 IEK 2010/06
由於巨額的建廠成本與研發費用，除了少數如 Intel、TI 等整合元件製造商(以
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許多 IDM 廠已經無法承受如此龐大的製造花費，轉而選擇與晶圓代工廠策略聯 盟，共同計劃下一代產品所需的技術，是現階段主要的經營模式。根據工業研究 院所預測(圖 2.4)，全球 IDM 八吋晶圓委外代工的需求將從 2009 年 56 萬片提升 至 2020 年 352 萬片。
圖 2.4 全球 IDM 八吋晶圓委外代工需求預測 資料來源：IEK，2010 年，取自:
http://www.ibt.com.tw/UserFiles/File/1000328-Indus.pdf
566 704 885 1089 1317
1645 2080
2309 2594
2981 3163 3524
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 8吋晶圓
千片/月
Year
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2.3 文獻探討
在績效評估的領域中，Farrell (1957) 提出效率可分成技術效率及配置效率，
並在固定規模報酬 (Constant Returns to Scale；簡稱 CRS) 的假設之下，採用類 似於線性規劃求解線性方程式的概念，對美國各州的農業效率進行衡量，可說是 效率分析的始祖。接著 Charnes et al. (1978) 提出一種利用線性規劃在給定產出 下使投入極小的模型 (簡稱 CCR 模型)，於是資料包絡分析法在此被正式命名。
而 Banker et al. (1984) 對於 CCR 模型提出放寬固定規模報酬的假設，於限制式 中加入凸性限制式 (Convexity Constraint)，使其轉換為變動規模報酬 (Variable Returns to Scale；簡稱 VRS) 的假設，此即為 BCC 模型。
Färe et al.(1994) 針對 OECD 中 17 個國家，利用 1979 年至 1988 年間之資本 與勞動作為投入，以 GDP 作為產出，進行麥氏生產力分析(Malmquist TFP Analysis)，將效率的觀念涵蓋在生產力裡面，提出生產力變動的因素主要為技術 變動與效率變動二者。研究發現美國的生產力稍高於整體平均，主要是由於技術 變動的因素，而日本的生產力為最高，主要歸功於效率變動的結果。
Hsiao et al. (2012) 採用 DEA 方法，以四階段方法來評估台灣 IC 設計產業之 效率，並且以廠商之規模(scale)以及幅員(scope)作為共同邊界法的分類標準。研 究發現台灣 IC 設計產業效率主要與廠商規模以及 R&D 費用有關，基於這些因 素將顯著影響技術效率，研究建議廠商將營運焦點集中在減少技術落差比例上，
並且將台灣的結論應用在國外相關 IC 設計產業上。
Chen and Chen (2011)採用資料包絡分析法與麥氏生產力指數探討 2004 年至 2007 年台灣晶圓代工廠的績效表現，投入項採用總資產、營業費用與行政管理 費用，而產出項採取淨銷售額，研究發現若廠商要增加效率，則應增加純粹技術 效率而非規模效率。
Liu and Wang (2008)利用資料包絡法去計算台灣半導體封裝與測試產業其 2000 年至 2003 年之效率值，結果除了表明此產業技術移動方向外，也顯示個別
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廠商在生產策略上的改變，因此可以藉此判斷這樣的策略是否具有效率。
Chung et al. (2008) 針對晶圓代工產業運用資料包絡分析法去尋找一最有效 率之產出組合，以視窗分析法 (window analysis) 找尋晶圓代工廠商在長期下來 依然能維持其生產效率的生產組合，研究結果提供給晶圓代工廠商在制定生產策 略時一個可以參考的方向。
Wu et al. (2006) 介紹了台灣兩大晶圓代工廠商-台積電與聯電如何在這高度 競爭的動態環境中生存並且成長，並且運用獨特的策略創造了「晶圓代工」現象。
研究指出，由晶圓代工產業的萌芽階段到現在的成熟，其策略分別從一開始的以 生產為中心、以技術為中心演變到現在以顧客為中心，藉由不同的階段運用不同 的策略，台積電與聯電才能維持如此亮眼的成長。
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第三章 研究方法
DEA是根據柏拉圖最適 (Pareto optimality) 境界觀念上的一種衡量效率之 方法，藉由求出效率前緣便可比較實際產量與效率前緣所代表的目標產量差異，
而得效率值。它源自Farrell（1957）所提之非預設生產函數的觀念，亦即於分析 時只採取一般化的限制式而無須對任何邊界函數形式進行假設，而DEA能夠同時 可處理多投入與多產出項的問題且不必轉換不同投入與產出間的計算單位，更無 須依靠個人主觀進行不同權重之設定。
3.1效率之基本觀念
「效率」一詞，在各領域中所涵蓋的範圍甚廣，其基本概念是用來描述資源 使用的特徵。若以經濟學與管理學的角度觀之，就投入與產出要素之間的關係而 言，效率可視為將一組投入因素轉換成產出過程之績效；然而，就資源分配與產 品觀念而言，則是指在既定的產出水準之下，追求最小成本之投入組合；亦或是 指在既定的投入組合之下，追求最大的產出水準。
Charnes et al. (1978) 曾就效率的意義分別從投入面及產出面加以說明：就投 入面而言，若一 DMU 不能夠進一步減少現行某一投入項的使用量，而不以其他 投入之增加為代價且不降低產出量時，則稱此 DMU 目前處於效率的狀況；就產 出面而言，若某一 DMU 不能進一步的增加現行某一產出項的產量，而不以其他 產出之減產為代價且不增加投入量時，則此 DMU 目前處於效率的狀況。此一觀 念即經濟學中提及之柏拉圖最適境界 (Pareto Optimality) ，由此觀念所估計出來 之效率值是在客觀環境下對各 DMU 最有利之結果，因此廣為一般所接受。
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3. 2資料包絡法
資料包絡法主要源自 Farrell (1957) 邊界生產函數 (Frontier Production Function) 的觀念，故以下先說明 Farrell (1957) 所提出之基本觀念，他以邊界生 產函數的觀念，來衡量生產效率水準。其概念為廠商利用現有的技術水準，配合 既定的要素組合，若生產達到其潛在的最大產出水準，則為最有效率之生產點，
連接各個最有效率的生產點形成生產邊界。若廠商的生產未能達到其潛在的最大 生產水準，則有生產無效率之情形發生。
而在Farrell提出衡量效率的架構之後20年間僅有少數學者應用此方法，直到
而在Farrell提出衡量效率的架構之後20年間僅有少數學者應用此方法，直到