IC 設計產業概述

第三章 IC設計產業介紹、現況與分析

（三）2000年後迄今

除IC產品功能日益強大外，晶圓徹縮製程進步使單一晶片集積度大幅提 高，傳統利用ASSP或ASIC方式整合作法無法滿足短且快速之市場生命週期；於 是將電腦的一部分或部份電路, 放入一顆晶片內之系統單晶片(System on a ChiP, SOC)產品逐漸成為趨勢。而IC設計要求輕薄短小，困難及複雜度越來越高，於 是矽智財權組塊觀念產生，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，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。由於使用 矽智財可以加快IC設計的速度與時效，因此在半導體的分工過程中，有專業的 智慧財產權(Intellectual Property,IP)與設計服務公司的出現及IP供應商也陸續成 立。另外，專職開發支援自動化工具的(Electronic design automation,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。詳見圖6說明。

圖6 IC 產業結構演進圖

資料來源：「台灣IC產業未來之星」，TRI拓墣產業研究，王子銘，2005，頁2。

三、IC產品種類

（一）記憶體 (Memory)

記憶體是用來儲存資料的元件，通常用在電腦、電視遊樂器、電子詞典上。

依照其資料的持久性(電源關閉後資料是否消失)可再分為揮發性、非揮發性記憶 體；揮發性記憶體包括：用於個人電腦之動態隨機記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)、用於手機之靜態隨機記憶體(Static Random Access Memory,SRAM) ； 非 揮 發 性 記 憶 體 則 大 致 分 為 光 罩 唯 讀 記 憶 體 (Mask Read-Only Memory,Mask ROM) 、 可 消 除 可 程 式 唯 讀 記 憶 體 (Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、電流可消除可程式唯讀記憶體 (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、快閃記憶體 (Flash)四種。

（二）微元件 (Micro Component)

指 有 特 殊 的 資 料 運 算 處 理 功 能 的 元 件 。 微 元 件IC 包 括 微 處 理 器 (Microprocessor,MPU) ， 微 控 制 器 (Microcontroller,MCU) ， 微 週 邊 (Microperipheral,MPR)和可程式的數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP) 四大族群，如圖7所示。其中MPU又可分為複雜指令集(Complex Instruction Set Computing,CISC)和精簡指令集(Reduced Instruction Set Computing,RISC)二大 類；而MPR則由較多產品組合而成的集團，包括配合各式MPU的系統核心邏輯 晶片組、各式視訊控制晶片組、通訊控制晶片組、儲存控制晶片組和其他輸出 入控制晶片組，如：鍵盤控制器、語音輸出入控制器、筆式輸入控制器等。微 元件IC大多使用於資訊、通訊等數位式訊號處理的部份，幾乎全是MOS製程的 產品。

（三）邏輯 (Logic)

為了特殊資訊處理功能而設計的 IC，目前較常用在電子相機、3D 遊戲、

多媒體。分為兩類:1.標準邏輯 IC 大多只提供基本邏輯運算，再由使用者自行組 合成本身電子產品所需之電路特性，可細分為:系統核心邏輯、視訊控制、儲存 控制、其它輸入/輸出晶片。2.特殊用途 IC，指專為某些特定用途設計的產品。

依其設計方式分為可程式化邏輯元件(Programmable Logic Device,PLD)、閘陣列 (Gate Arrays)、儲存格基礎積體電路(Cell Based Integrated Circuit,CBIC)和全客戶

設計(Full Custom Design)等。

（四）類比 (Analog)

類比IC是屬於光、聲音、速度和溫度等自然現象的連續性訊號，作為橋接 這些物理訊息與各式電子裝置或儀器系統的重要媒介。低複雜性、應用面積大、

整合性低、流通性高是此類產品的特色，通常用來作為語言及音樂IC、電源管 理與處理的元件。包括線性(Linear)IC和同時有數位與類比訊號的混合訊號 (Mixed-Signal)IC，詳見圖7。

圖7 IC 產品分類

資料來源：「半導體產業簡介」，經濟部工業局半導體學院，2009年12月19日，

取自http://www.elearn.com.tw/idb-si/p1.htm

四、IC 製程

台灣半導體產業因垂直分工而擁有龐大綿密的周邊相互支援系統。讓晶片 生產流程從設計、製造、封裝到測試，在專業分工的模式，整體半導體產業發 展加快其腳步且產品成本也因垂直分工競爭下讓終端消費者能得到便宜又好用 相關電子產品。

（一）IC設計

即所謂之無晶圓廠FablessIC設計業者，是指沒有廠房、只負責規劃IC線路

設計的公司，至於後續相關的晶圓製造、封裝、測試等業務則全數外包，是屬 知識密集產業，其資本進入障礙較低，但其專業技術進入障礙高，其主要是設 計半導體IC並銷售自有產品或接受客戶委託設計產品，屬於半導體IC製程的最 上游。

（二）晶片製造

主要是依照IC設計電路圖進行加工製造成晶圓，是將設計圖製作成半成品 的生產過程，屬於半導體IC製程中的中游，由於晶圓廠之籌建、維修、保養及 研發費用龐大，因此IC製造具有高度資本進入障礙及技術進入障礙，但若在營 運步入正軌後，其獲利空間相當豐厚。

（三）封裝測試

在晶圓廠製造完成之晶圓仍需進一步切割封裝及測試方能應用於最終一顆 顆 IC 產品，屬於半導體 IC 製程中的下游。半導體封裝測試亦為資本、技術密 集行業，惟半導體封裝測試皆屬代工服務，其利潤來自固定加工費用，業者必 須與上游IC 晶圓廠保持良好關係以確保業務來源，詳見圖 8。

圖8 IC 製程

資料來源：「半導體產業簡介」，經濟部工業局半導體學院，2009年12月19日，

取自http://www.elearn.com.tw/idb-si/p1.htm

五、IC產業上下游供應鏈

我國IC產業之上、中、下游關係大致可歸類為上游之IC 設計公司、中游 之IC晶圓製造廠及下游之IC封裝、測試廠。茲就上述IC產業上、中、下游之產 業特性，分別描述如下：(聯發科技股份有限公司簡式公開說明書，2009)。

（一）IC設計 (IC design)

IC設計公司為積體電路產品設計公司，主要業務為自行設計產品銷售或接 受客戶之委託設計，屬知識密集產業，其投資報酬率高再加上國內具備相當完 善之半導體產業支援架構及IC設計人才日益充沛，進而促使不少廠商、投資者 紛紛投入此一行業。

（二）IC製造 (IC manufacturing and foundry)

主要業務是將設計好的電路，以極精密的設備、複雜的製程及嚴格的品質 控管，將電路轉換生產成晶片。依廠商規模區分，興建一座六吋晶圓廠約二至 三億美元；八吋晶圓廠約十億美元；十二吋晶圓廠約三十億美元。建廠成本簡 單分為設備花費及廠務支出(包括廠房建築):設備花費包括生產與自動化系統，

全球平均值約佔65%，而我國廠商設廠地點大部分在科學園區內，其土地成本 及週邊支援花費較少，但我國並沒有生產設備自製能力，故設備支出較全球平 均值高出14%。顯示IC製造屬於資本與技術密集之行業，市場進入之障礙相當 高。

（三）IC封裝及測試 (IC packaging and testing)

主要是將製造完成之IC 晶圓進行切割、封裝及測試，包裝完成 IC 成品。

屬於資本與技術密集行業。此行業進入障礙遠低於晶圓製造，且其利潤來自固 定的加工收入，影響其獲利的主要關鍵在於設備利用率的高低及人工的成本。

綜合以上產業鏈之介紹，茲以圖9 說明如下:

圖9 IC 產業上下游供應鏈