1.1 研究背景與動機
隨著半導體產業競爭越趨激烈，使其產品之生命週期大幅縮短且獲利 空間日漸壓縮。為滿足顧客對於快速回應與縮短產品生產週期等需求，晶 圓製造業者提出一有效整合半導體供應鏈之生產服務模式- 半導體後段一 元化代工服務(Semiconductor Backend Turnkey Service; SBTS)。該模式由晶 圓製造業者主導整個半導體後段製程之生產，在 IC 設計業者對晶圓製造 業者下單後，晶圓製造業者即可提供從晶圓製造、晶圓針測、晶圓封裝到 最終測試的全套代工服務。對 IC 設計業者而言，此服務模式不但可減少 許多繁瑣的下單、監督與跟催等工作，亦能有效縮短產品之生產週期時 間，且品質責任歸屬明確；對晶圓製造業者而言，此服務模式可增加客戶 下單的誘因，藉此爭取更多的訂單來維持甚至追求更高的獲利空間，同時 強化其核心競爭力並提升顧客滿意度。
在晶圓製造業者主導一元化代工服務的情況下，若晶圓製造業者無法 充分掌握後段代工廠商1可允諾之產能，即無法確保其後段產能足以提供一 元化代工服務之訂單需求。相對地，對於後段代工廠商而言，若無法瞭解 晶圓製造業者的訂單需求，即不能預先準備機台等相關資源，亦無法提供 進一步的加值服務。因此，晶圓製造業者須在考量一元化代工服務之執行 成本下，依其訂單需求選擇適當的後段代工廠商預先配置產量，以確保其 與後段代工廠商能相輔相成，提供客戶穩定優質的一元化代工服務。再 者，當晶圓製造業者欲將訂單分配至後段代工廠商進行後續製程時，不但 須滿足訂單之各項需求與交期限制，亦須考量後段代工廠商之配置產量及 生產限制，妥善地將訂單分配至適當的後段代工廠商進行加工，使晶圓製 造業者以最小成本完成訂單之後段製程。
針對上述晶圓製造業者執行一元化代工服務時所面臨之產量配置與訂
1 後段代工廠商：半導體後段製程(包括晶圓針測、晶圓封裝及最終測試)之代工廠商。
單分配問題，朱氏[10]提出一「半導體後段一元化代工服務之生產規劃模 式」。該模式以晶圓製造業者的立場，考量多種類型之訂單服務及後段代 工廠商之生產特性，先針對未來一年內每月各類產品之需求量，決定各後 段代工廠商每月最適之配置產品及數量，再針對一個月內每日訂單的來 到，妥善地將各訂單分配至適當的代工廠商進行後段製程，使晶圓製造業 者能以最低的外包成本實行一元化代工服務。
然而，朱氏[10]所提出之模式僅考量單一晶圓製造廠，且假設外包之單 位成本只依後段代工廠商及產品別的不同而有所差異，與外包數量無關，
意即不論晶圓製造業者將相同製程規格或產品別配置於一代工廠商之數 量多寡，皆不影響其外包之單位成本；再者，該模式決定各後段代工廠商 每月最適之配置產品及數量時，並未將訂單於同一代工廠商連續加工多階 製程可縮短其生產週期時間2之特性納入考量。反觀現實環境中，一家晶圓 製造業者旗下通常擁有多座晶圓製造廠，如圖1- 1 所示；再者，在晶圓製 造業者主導之一元代工服務模式下，晶圓製造業者會將各家客戶之訂單整 合成一大量訂單，藉此利用後段代工廠商所提供之「數量折扣3」來降低其 外包成本，進而維持或提昇其整體獲利；此外，為縮短訂單之生產週期時 間以避免因訂單交期緊迫而導致外包成本提升，在決定後段代工廠商每月 最適配置產品及數量時，即須考量訂單可縮短其生產週期時間之彈性。
圖1- 1 半導體後段供應鏈生產環境[25]
2生產週期時間：一訂單從投入代工廠商到產出並運送至下一代工廠商所需之時間。
3 數量折扣：在一定期限內允諾或交付某廠商生產一定數量以上之相同性質產品時，承 包廠商會根據該產品之數量提供適度的價格優惠。
承上所述，在晶圓製造業者提供一元化代工服務的情況下，晶圓製造 業者配置於某一代工廠商之產品及數量與該代工廠商所提供之「數量折 扣」息息相關，故晶圓製造業者須決定如何在滿足訂單之預測需求及考量 訂單可縮短之生產週期時間下，充分利用數量折扣來配置各後段代工廠商 每月之產品及數量，以降低執行一元化代工服務所需之外包成本。此外，
晶圓製造業者須在考量訂單需求及各後段代工廠商之配置產量的情況 下，將來到訂單以最小成本分配至各後段代工廠商進行後續製程，使其如 期如量地達交。上述兩項決策乃當前晶圓製造業者推行一元化代工服務所 面臨的重要生產規劃議題。
1.2 研究目的
基於上述之研究動機，本文將針對晶圓製造業者執行一元化代工服務 所面臨之產量配置及訂單分配問題進行求解，在考量半導體供應鏈環境及 一元化代工服務的各項特性下，建構一半導體後段一元化代工服務之生產 規劃模式，以達成下列兩項研究目的：
(1) 規劃各後段代工廠商未來半年內每月之配置產量：在已知合格後段代工 廠商名單與未來半年內各製程規格每月之預測需求下，同時考量後段代 工廠商之數量折扣資訊及生產限制 (包括可處理之製程階段、製程規格 能力、可允諾產能等)、訂單可縮短之生產週期時間等，使晶圓製造業 者在後段產能足以應付一元化代工服務之預測需求的情況下，規劃各後 段代工廠商各製程規格每月之配置量，期能以最小配置成本執行穩定可 行之一元化代工服務。
(2) 規劃第一個月內一元化代工服務訂單之每日訂單分配：在已知後段代工 廠商之配置量與第一個月內一元化代工服務訂單之相關資訊下，同時考 量各訂單之需求限制、各後段代工廠商之配置產量及生產限制(包括生 產週期時間、可允諾產能等)等，將訂單適時地分配至各後段代工廠商 進行加工，期能使晶圓製造業者以最小成本滿足訂單之各項需求與交期 限制。
1.3 研究範圍與限制
本文在多晶圓製造廠、多後段代工廠商、多製程階段、多種產品、多 類型訂單服務之半導體後段(包括晶圓針測、晶圓封裝、最終測試)供應鏈 環境下，以一元化代工服務提供者─晶圓製造業者的立場，考量後段代工 廠商之數量折扣、生產限制等特性，規劃各後段代工廠商未來半年內每月 之配置產量，以及第一個月內一元化代工服務訂單之每日訂單分配。因 此，本文之研究範圍包含半導體後段製程外包之產量配置與訂單分配等議 題，屬於供應鏈管理範疇內的中短期生產規劃。
為有效達成本文之規劃目的並降低其複雜度，本文假設如下：
(1) 所有承包廠商皆完全配合晶圓製造業者之產量配置及訂單分配規劃。
(2) 相較於半導體後段製程外包之代工成本，外包之運輸相關成本不足以 影響本文之規劃結果，故在此不考慮運輸相關成本。
(3) 不考慮存貨與製程良率問題，投入量即為產出量。
(4) 不考慮通貨膨脹問題，且產品之外包價格不隨時間更動。
1.4 研究步驟與方法
本文首先探討此研究之相關背景與研究動機，然後陳述研究目的，接 著藉由文獻探討針對本文所研究之問題及環境做更詳細地定義與分析。之 後，本文會建構產量配置模組及訂單分配模組，在考量後段代工廠商之數 量折扣及訂單可縮短之生產週期時間下，解決晶圓製造業者執行一元化代 工服務時所面臨之生產規劃問題，並以一案例分析之。最後，本文將提出 結論與未來可行之研究方向。
圖1- 2 研究步驟及流程