第四章 IC 封裝產業概況
4.1 IC 產業概況
4.1.1 我國半導體產業的發展歷程
外資於 1966 年在我國成立高雄電子封裝廠,開始從事電晶體的裝配業務,為我國 IC (Integrated Circuit,積體電路)產業發展的開端,1967 年~1979 年間又有多家外資封裝 廠陸續來台設廠,如德州儀器等。這些公司不但引進了IC 封裝及測試的技術,也為我 國IC 後段封裝工業建立了基礎。1974 年工研院電子所開啟了我國 IC 產業的前段工業 並派人到美國RCA 學取技術,使 IC 前段技術正式引進國內。1980 年電子所正式衍生 成立聯華電子,為國內第一家 IC 製造公司,並以 4 吋廠開始生產。1987 年台積電公 司成立並開始以6 吋廠運作,在 1980 年代亦有大王、天下、華邦、旺宏等 IC 製造公 司陸續成立,同時期,IC 設計公司如太欣、矽統、揚智、瑞昱等公司也開始投入 IC 設 計之行列,另光罩業之台灣光罩,封裝業之日月光、華泰,測試業之立衛、福雷電及個 案A 公司也加入營運,我國 IC 產業之上中下游正式奠定現行之基礎。1990 年代有更多 IC 製造廠投入如世界先進,世大等等,在 IC 製造廠的帶領下,IC 週邊相關產業亦蓬 勃發展,使我國IC 產業之實力受到國際認同,並為台灣 IC 產業開創了光輝的一頁。台 灣半導體產業從60 年代的萌芽期開始到 70 年代的引進期,80 年代的擴張期到現今的 快速成長期,週邊相關產業支援體系逐漸成形,也造就台灣舉世囑目的半導體產業垂直 分工的優勢。
4.1.2 全球半導體產業發展動向
全球半導體產業自 1960 年代發展至今已有將近五十年的歷史,各地域發展的特色 和產業發展趨勢,已具體展現在半導體大國的產銷、周邊活動支援、未來發展的策略方 向中,但伴隨著各國政策、各國廠商間技術能力、產品定位和各國業者經營理念、文化 上的不同產生相當大的差異,不僅經營績效有別,區域分工的態勢也日益成形。
全球半導體產業在經歷 2001 年的供需失調後,雖然在 2002 年有美國對伊拉克動 武、和相繼不斷的爆發大型企業財務醜聞等,戰爭的不確定感和預期心理,使得企業界 和消費者的信心無法得到大幅的提升,但隨著戰爭迅速的結束,美國經濟確立在 2003 年復甦,輔以半導體產業預估在企業的 IT 換機需求和消費性電子產品需求的逐漸增溫
下,在 2004 年應有大幅度的成長,但企業是否能夠獲取利潤,則在於其產品是否夠創 新以及所產生的附加價值多寡,於是利用專業分工與資源共享來加強競爭力,將是未來 企業在核心價值與策略合作上的主要方向。
由表 4.1-1 可清楚看出美洲市場地區市場自從 2001 年首度被亞太地區超越,2002 年此差距又更加擴大,分析主要原因是由於資訊、通訊與消費性產品進入微利時代,美 國各主要廠商皆積極尋求可降低成本的代工廠,台灣和大陸在產業鏈及降低生產成本上 皆為全球首選,在加上韓國積極投入 DRAM、LCD 與手機市場,使得亞太地區在半導 體市場上的佔有率超過全球三分之ㄧ。
表 4.1-1 全球半導體區域市場佔有率
1999 2000 2001 2002 2003
美洲 32% 31% 26% 22% 20%
歐洲 21% 21% 22% 20% 20%
日本 22% 23% 24% 22% 22%
亞太 25% 25% 28% 36% 38%
資料來源:WSTS(2003/04);工研院 IEK-ITIS 計劃(2003/04)
而由表4.1-2 全球半導體市場規模、成長率的預估看出,再走出 2001 年後,整各亞 太地區的半導體市場皆位於全球半導體市場平均成長率之上,也獨據各地域性市場之 首。
表 4.1-2 2001 年 2004 年全球半導體市場規模、成長率預估
2001 成長率 2002 成長率 2003 成長率 2004 成長率 美洲 360 -43 % 380 4 % 460 21 % 560 21 % 歐洲 300 -29 % 310 4 % 370 20 % 440 20 % 日本 350 -26 % 360 4 % 430 20 % 520 20 % 亞太 390 -23 % 450 45 % 550 23 % 670 21 %
資料來源:SIA,電子時報整理,單位:美金(億)元
4.1.3 我國半導體產業發展動向
垂直分工的產業結構是我國 IC 產業與其他國家最大的不同點,在產業環境快速變 遷之下及資本設備投資額日益擴大,我國獨特的專業分工模式,確實符合半導體產業趨 勢的需求,國外大廠大多以IDM(Integrated Device Manufacturer;包括設計、製造、封
裝、測試,甚至系統產品等上下游垂直整合方式經營),摑內半導體產業上、下游垂直 分工的經營型態,集中資源於單一產業領域之術業專攻模式下進行,加上群聚效應的發 揮、周邊半導體支援工業完整,創造出台灣在全球市場所占的一席之地。
90 年代末期由於通訊、資訊產品市場需求活絡,順勢將全球半導體市場景氣推向高 峰,而使得半導體廠商對未來過度的樂觀,大幅增加資本支出、積極擴充產能,而於2000 年下半,整體市場景氣開始滑落後,產能大幅擴充導致產能過剩、平均價格下滑,再加 上下游系統產品需求不振,而造成全球半導體衰退超過3 成,而直接衝擊我國半導體產 業,使得2001 年首次出現負成長。
2002 年亞太地區半導體市場高達 28.5%的成長力道,促使全球半導體市場免於陷入 再次的衰退;然而走過充滿期待、謹慎保守的 2003 年,面對景氣看好、競爭環境更激 烈的2004 年,位於全球半導體市占率最高的亞太地區,能否再創 2000 年的高峰榮景,
甚至超越,各業者如何以全球化觀點進行策略聯盟,或加強技術、產品及國際行銷佈局,
已成一大課題。
然而,值得一提的是IC 設計產業卻未曾衰退,儘管 IC 設計產業發展至今佔全球比 重僅一成多,但放眼半導體產業任一環節,卻無能像設計業一般呈現高度成長(見表 4.1-3)。
表 4.1-3 我國 IC 產業重要指標
1998 1999 2000 2001 2002 02/01 產業產值 2,834 4,235 7,144 5,269 6,529 23.9 % IC 設計業 469 742 1,152 1,220 1,478 21.1%
IC 製造業 1,694 2,649 4,686 3,025 3,785 25.1%
代工值 938 1,404 2,966 2,048 2,467 20.5%
IC 封裝業 540 659 978 771 948 23.0%
國資封裝業 420 549 838 660 788 19.4%
IC 測試業 131 185 328 253 318 25.7%
產品產值 1,225 1,987 2,872 2,197 2,796 27.3%
內銷比例(%) 49.7 54.7 53.9 54.1 48.4 — 市場值 2,744 3,457 5,065 3,355 3,653 8.9%
資料來源:工研院IEK-IT IS 計畫(2003/03),單位:台幣(億)元
4.1.4 我國半導體製造流程
IC 的生產製造流程,可分為前段與後段兩部份,圖 4.1-1 具體顯示出 IC 整體的製 造流程,其中,IC 設計、光罩、晶圓製造為 IC 前段製程;而後段製程為 IC 封裝、測 試;至於導線架、封裝設備則是以封裝業為主的週邊支援工業。以我國的專業分工體系 而言,至2002 年底為止,國內既有 225 家的 IC 設計公司、8 家晶圓材料業者、4 家光 罩公司、14 家晶圓製造公司、44 家封裝公司、36 家測試業者、19 家化學品廠商,4 家 導線架生產廠商。
如此龐大且綿密的周邊相互支援體系,特別是製造業代工模式的成功,已成為亞太 地區眾多新興國家競而仿效的對象。
IC 後段製程 IC 前段製程
晶圓材料 導線架
IC 設計 光罩 晶圓製造 IC 封裝 IC 測試
封裝設備
圖 4.1-1 IC 產業製造流程
資料來源:2003,工研院電子所 ITIS 計劃,工研院電子所
我國IC 工業中,IC 設計、光罩、晶圓製造、IC 封裝、IC 測試等製程各有不同公 司形成各自專業的產業,以符合我國產業發展所需。而同樣製程在美、日等大型的公司 內,大部份被垂直整合在同一家公司裡,如:Intel、IBM、Motorola…等整合元件製造 廠(Integrated Device Manufacture , IDM),此為我國 IC 產業與他國不同之處,而各產 業所從事的分工內容分述如下。
1. IC 設計:IC 設計從定義產品功能開始,接著設計邏輯電路、模擬驗證與圖形佈局,
最後將電路圖形以電腦轉換成製作光罩用的電子資料儲存在磁帶上。
2. 光罩:光罩製作是用曝光、顯影、蝕刻的方式,將 IC 設計者製作的佈局轉化為幾 何圖形的電路圖成像在石英玻璃上,提供予晶圓製造廠,以生產IC 晶圓。
3. 晶圓材料:為 IC 產業的上游原料,晶圓通常需經過長單晶、切片及研磨三步驟,
才能成為晶片製造的原料。
4. 化學品:指過程所需要的化學劑,如酸液、光阻劑、封裝化學材料等。
5. IC 製造:晶圓製造程序是反覆使用微影照相、蝕刻、氧化與擴散等各種製程技術,
一層一層將已經設計好的線路圖形製作在矽晶圓上。