1.1 研究背景與動機
在積體電路(IC，integrated circuits)產業供應鏈中，產品本身需經過設計、製
造、封裝、測試等四個階段，其中晶圓製造所需投資的金額尤其龐大，以一個八 吋晶圓製造廠為例，就必須投入至少十億美元的資金。由於投資金額很高，規模 小的IC 設計公司通常無法單獨設廠，晶圓代工公司 (IC foundry)便因應成立。晶 圓代工公司並不自行設計積體電路，只負責代工製造客戶設計的 IC，因此通常 客戶很多。由於代工廠的產能是由眾多客戶所共享，因此晶圓代工公司經常面臨 如何有效分配產能給眾多客戶的決策。
在淡季時，晶圓代工廠分配產能通常沒太大問題，因為供過於求，客戶可以 隨時下單。但是在旺季時，產能通常不足，所以晶圓代工廠通常要求客戶做需求 預測，以作為產能分配的參考。因為晶圓生產週期時間很長約需30-50 天，所以 晶圓廠通常要求客戶在正式下訂單的前3-6 個月提供其需求預測。然後根據此需 求預測，按比例分配產能給客戶。
然而，按客戶的需求預測等比例來分配產能，會產生「資訊扭曲」的問題。
因為在旺季時，產能是供不應求，IC 設計公司為了確保供給無虞，通常會刻意 誇大本身的需求預測，因此報給晶圓代工廠的需求資訊是被刻意扭取曲。此種「誇 大需求」的現象，會讓晶圓代工廠高估市場的需求，甚而誤導其擴充產能。等到 產能擴充完成之後，反而造成供過於求，造成產能閒置。因此如何解決「誇大需 求預測」的問題，實在非常重要。
為了克服需求預測扭曲的問題，Hsu and Wang (2000)建議採用「主動調整」
(active adjusting)的方式，亦即根據客戶過去預測的準確度來調整客戶的預測值。
然而，由代工廠「主動調整」客戶所呈報的需求預測，是以客戶過去的預測績效
為調整基準，未必能適切反應其未來的需求。
Cachon and Lariviere (1999)提出採用「紅利機制」以誘使客戶「說實話」，以 避免扭曲需求預測。Mallik and Harker (2004)進而利用賽局理論，提出如何正確 計算紅利的方法。這些研究假設需求預測是一隨機變數，紅利機制是鼓勵客戶據 實告知其預測的平均值；亦即，若未來的實際需求與告知的平均值相近，則給予 紅利。此種機制可能產生「誠實不獎勵，不誠實卻受獎」的缺失。由於未來需求 具有隨機性，顧客即使說實話，也無法確保其預測值與未來需求相符；反之，不 說實話的客戶也可能機率的原因意外取得紅利。因此，紅利機未必能全然鼓勵客 戶說實話。
Cvsa and Gilbert (2002)則建議以價格折扣(price discount)的方式，鼓勵客戶做 出「提前訂購」的承諾(early purchase commitment)。此種方法，客戶需付出很高 的代價（約90%正常價格）來確保產能。如果客戶按其需求預測來提前訂購，萬 一客戶需求預測有誤，其損失將會非常龐大，所以客戶提前訂購的決策會傾向保 守。因此，「價格折扣」的機制亦無法有效鼓勵客戶在需求預測上「說實話」。
謝岳霖(2005)建議晶圓廠要求客戶「繳納訂金」來預約產能。亦即，晶圓代 工廠事先訂定一預約價格(booking price)，若客戶要預約未來產能，則需按其預 約數量繳預約金。此研究假設買賣雙方共同面臨一個「已知但是不確定」的需求 預測情境，且彼此都會做出「最大化本身利益」的決策，據此建立決策模型，來 計算最適的預約價格。與前述「折扣法」相比，「預約法」的優點有二。第一，
客戶確保產能的代價較低，所以比較願意按需求預測來預約產能。第二，在整體 產能不足的時候，晶圓廠可用彈性調整預約價格的方式來分配產能；反之，「折 扣法」則缺乏此調整的彈性。
謝岳霖(2005)假設客戶預約的產能是由晶圓代工廠自行提供。然而，在真實 世界中，晶圓代工廠可藉由外包適度擴充其產能。因為半導體產業具有群聚效應
(cluster effect)，在同一地域通常會有許多座晶圓廠；這些晶圓廠有的是以代工為 主，有的是以製造自有產品為主，各廠產能的需求水準未必會一致。有時某些廠 產能會過剩，某些廠產能會不足，因此會以外包的方式來支援彼此產能的需求。
本研究假設晶圓代工廠可適度以「外包」方式擴充產能，據此發展一決策方 法來決定產能的「預約價格」、「外包數量」，使晶圓代工廠的利潤最大化。此決 策方法是由兩個決策模型所構成，第一個模型是用來描述IC 設計公司的決策行 為，第二個模型則用來描述晶圓代工廠的決策行為。此兩個決策行為會互相影 響，亦即代工廠的決策會影響客戶的決策，反之亦然。
1.2 論文章節安排
本論文其他章節安排如下：第二章回顧「預約產能」的相關文獻。第三章詳 述此研究問題的情境與相關假設。第四章介紹此方法的兩決策模型和求解方法。
第五章為實例驗證。第六章為結論與建議。