整合元件製造商委外封測策略之探討

全文

(1)⊕ 國立中山大學企業管理研究所碩士論文. 整合元件製造商委外封測策略之探討. 研究生：杜思孝撰指導教授：黃振聰博士劉常勇博士中華民國九十七年一月.

(2) 研究生：杜思孝論文名稱（中）：整合元件製造商委外封測策略之探討論文名稱（英）：A Study of Integrated Devices Manufacturer Assembly and Testing Outsourcing Strategy 指導教授：黃振聰. 博士. 劉常勇. 博士. 學位類別：碩士校院名稱：國立中山大學系所名稱：管理學院學號：M944012003 學年度：95 語文別：中文論文頁數： 93 關鍵字：. 半導體產業，資產精簡，整合元件製造商，無晶圓公司. 一.

(3) 摘要在半導體產業中，愈來愈多整合元件製造商為了因應景氣循環的不可測以及高投資所帶來的高度經營風險，決定善用外部資源，而選擇資產精簡的策略，其具體作法為直接減少自家工廠的資本支出、和同業基於競合關係合資建立晶圓工廠、出售生產工廠給專業代工廠、分割部分半導體事業部成立另一家半導體公司、甚至和專業代工廠合資成立生產工廠，凡此種種在在說明了目前半導體產業的經營模式正處於轉變的過程。本研究從過去 60 年半導體產業如何由只有垂直整合的整合元件製造商，演變至今無晶圓公司和專業代工廠所形成的供應鏈也扮演著重要的角色，尤其在一些半導體元件市場，無晶圓公司也佔有數一數二的關鍵地位；此外整合元件製造商也開始委託專業代工廠生產產品，甚至逐漸擴大委外業務或直接轉型成無晶圓公司。其間無晶圓公司優異的績效表現給整合元件製造商所帶來的衝擊也是本研究要論述的重點之ㄧ，並進而探討整合元件製造商在委外策略的轉折點上，一些實務作法上應如何調整。關鍵字：. 半導體產業，資產精簡，整合元件製造商，無晶圓公司. 二.

(4) Abstract The unpredictability of Semiconductor Industry Cycle and high business risk from high Capital Expenditure (in short Capex) result in IDM’s (Integrated Devices Manufacturer) preference in “Asset Lite” strategy. The key approaches are reducing Capex in in-house facilities, joint-venture Fab with other semiconductor companies, sell production facilities to foundry or SATS (Semiconductor Assembly and Test Service), spin-off part of semiconductor division to have better differentiation and even joint-venture with SATS, in one word, the structure of semiconductor industry is in transition stage.. This study is to review the evolution process of semiconductor industry from only IDM in 60 year ago to the rise of Fabless company who is playing a very key role in some semiconductor devices. IDM had started to do outsource business and decided to increase the business volume. We are going to understand what influence Fabless had caused in the industry and how IDM could adjust itself toward outsourcing strategy.. Keywords: Semiconductor industry, Asset lite, Integrated devices manufacturer, Fabless. 三.

(5) 謝. 誌. 重拾書本回到學校是一個正確的選擇，也是一個辛苦的過程。論文完成了，感謝學校的老師們的諄諄教誨，讓一個學工程的學生有機會一窺管理學的殿堂，也體會到師長們誨人不倦的風範以及浩浩學海的淵博。特別要感謝論文指導教授黃振聰老師的不辭辛勞、全心配合一個上班族學生片段的時間，不分白天、晚上地傳授知識、分享教學心得以及啟發論文的研究方向、擬定研究架構和加強內容論述的完整性，這篇論文才得以完成，黃老師，謝謝您！也要謝謝建宏學長引薦黃老師，並且在論文寫作上的諸多建議。再來要謝謝乙班同學來的互相照應和協助，讓我在這兩年來的學習過程得以順利進行，尤其是建裳、良昆和志力，你們的優異表現適時地補足了我最弱的一環，讓讀書寫報告不是那麼的遙不可及，且得以一步一步地築夢踏實。最後要說的是謝謝親愛的老婆和小孩的支持和體諒。秀霞，謝謝妳全心全意地照顧家中的一切，讓我無後顧之憂的完成學業和論文的寫作；璇璇和倫倫，謝謝你們體諒老爸花太多的時間在書房裏當個宅男，而無法陪伴你們。今年暑假，我們全家也該找個地方走走了吧！. 杜思孝於. 謹致. 中山大學企研所 2008 年 1 月. 四.

(6) 目錄中文摘要 ………………………………………………………………………… 二英文摘要 ……………………………………………………………………………三致謝詞 ………………………………………………………………………………四目. 錄 ………………………………………………………………………………五. 表目錄 ………………………………………………………………………………七圖目錄 ………………………………………………………………………………八. 第一章緒論 ……………………………………………………………………… 1 第一節研究背景與研究動機 ……………………………………………… 1 第二節研究目的 …………………………………………………………… 3 第三節研究方法、研究架構與研究流程 …………………………………… 4 第二章文獻探討…………………………………………………………………… 6 第一節委外營運的策略思考 ……………………………………………… 6 第二節半導體產業的演變軌道 ……………………………………………10 第三節整合元件製造商和無晶圓公司成立的歷史背景 ………………… 15 第四節開放式經營模式…………………………………………………… 18 第三章半導體產業營運模式的演進 …………………………………………… 21 第一節全球半導體六十年 ………………………………………………… 21 第二節半導體產業鏈 ……………………………………………………… 33 第三節整合元件製造商內製或委外的考量 ……………………………… 47 第四章半導體整合元件製造商委外模式的分析 ……………………………… 49 第一節資產精簡策略 ……………………………………………………… 49 第二節委外封測的發展 …………………………………………………… 52 第三節委外封測的成本分析 ……………………………………………… 63. 五.

(7) 第四節專業封測代工廠產能分配策略 …………………………………… 71 第五節自家封測廠的省思 ………………………………………………… 81 第五章結論與建議 ……………………………………………………………… 85 第一節. 研究結論與建議…………………………………………………… 85. 第二節. 後續研究建議 ……………………………………………… 89. 附錄一. 專有名詞與縮寫對照表 ……………………………………………… 90. 參考文獻 ………………………………………………………………………… 91. 六.

(8) 表目錄表 2-1 表 2-2 表 3-1 表 3-2 表 3-3 表 3-4 表 3-5 表 3-6 表 3-7 表 3-8 表 3-9 表 3-10 表 4-1 表 4-2 表 4-3 表 4-4 表 4-5 表 4-6 表 4-7 表 4-8. 定義核心資產與核心活動 ………………………………………………10 中介型演變各階段的策略取捨…………………………………………14 晶圓廠投資成本的演進 ……………………………………………… 23 1987 年全球前二十大半導體公司 …………………………………… 30 2006 年全球前二十五大半導體公司 ………………………………… 31 無晶圓公司和整合元件製造商財務指標的比較 …………………… 35 2006 年消費性電子產品，無晶圓公司的市佔率……………………… 38 2007 年第一季全球無線半導體廠商之排行…………………………… 38 全球手機晶片供應商 2007 年第三季出貨量預估 …………………… 39 2007 年第一季電腦繪圖晶片市場佔有率 …………………………… 40 英特爾、德儀和高通營收比較表 ……………………………………… 41 英特爾、德儀和高通財務資料 ………………………………………… 45 各種封裝型態外包比率的比較表(2006 vs 2011) …………………… 60 陣列封裝型態外包比率的比較表(2006 vs 2011) …………………… 61 專業封測代工廠的報價和自家封測廠工廠成本的比較 …………… 63 直接材料成本計算表 ………………………………………………… 65 機器工時率計算表(折舊年限的差異) ………………………………… 67 機器工時率計算表(重置成本的差異) ………………………………… 69 溢流模式和彈性溢流模式的需求預測 ……………………………… 74 台積電對 A 公司的銷售成長 ………………………………………… 79. 七.

(9) 圖目錄圖 1-1 圖 1-2 圖 2-1 圖 2-2 圖 2-3 圖 2-4 圖 3-1 圖 3-2 圖 3-3 圖 3-4 圖 3-5 圖 3-6 圖 3-7 圖 3-8 圖 3-9 圖 3-10 圖 3-11 圖 3-12 圖 3-13 圖 3-14 圖 3-15 圖 4-1 圖 4-2 圖 4-3 圖 4-4 圖 4-5 圖 4-6 圖 4-7 圖 4-8 圖 4-9 圖 4-10 圖 4-11 圖 4-12 圖 4-13 圖 4-14. 專業代工廠的顧客組成 ………………………………………………… 3 研究流程 ………………………………………………………………… 5 轉變性質和產業演變軌道的關連 ………………………………………11 專業晶圓代工廠市佔率 ……………………………………………… 17 創新的經濟壓力……………………………………………………… 19 開放式創新的新經營模式……………………………………………… 20 相關半導體公司成立日程表…………………………………………… 22 整合元件製造商 N 公司在台設立自家封測廠產品的發展軌跡 ……… 24 A 公司封測產品的發展軌跡 …………………………………………… 25 日月光營收和固定資產的關聯圖 …………………………………… 26 矽品營收和固定資產的關聯圖………………………………………… 26 半導體產業供應鏈示意圖……………………………………………… 33 整個半導體產業、整合元件製造商和無晶圓公司的營收變化率 …… 36 整個半導體產業、整合元件製造商和無晶圓公司的營收變化 ……… 37 半導體公司研發支出分配圖 ………………………………………… 41 英特爾、德儀和高通營收成長率比較圖 …………………………… 42 英特爾、德儀和高通淨利率 ………………………………………… 43 英特爾、德儀和高通物業廠房設備對營收的比值…………………… 44 英特爾、德儀和高通市價對營收倍數比較圖 ……………………… 44 英特爾、德儀和高通的營運資產報酬率 …………………………… 46 產品延後上市銷售額減少的趨勢 …………………………………… 48 整合元件製造商和專業晶圓代工的技術能力 ……………………… 53 半導體產業相關市場年複合成長率趨勢 …………………………… 54 半導體專業封裝測試市場年複合成長率趨勢 ……………………… 55 2006 年半導體產業積體電路市場產值 ……………………………… 56 2006 年各種封裝型態的外包比率 …………………………………… 57 2011 年半導體產業積體電路市場產值 ……………………………… 58 2011 各種封裝型態的外包比率………………………………………… 59 2006 年至 2011 年整合元件製造商和專業晶圓代工廠產值比率…… 62 2006 年至 2011 年整合元件製造商和專業晶圓代工廠產值………… 62 在溢流模式下對需求預測的分配表 ………………………………… 71 在溢流模式下對需求預測的波動率 ………………………………… 72 測試機預測需求的趨勢表……………………………………………… 75 1993~2006 年 A 公司在台積電晶圓穩定成長 ………………………… 79 產品實體流 (Goods Flow) …………………………………………… 81. 八.

(10) 第一章緒論. 第一節研究背景與研究動機. 從 1947 年貝爾實驗室(Bell Labs)發明第一顆電晶體(Transistor)以及在 1958 年由德州儀器公司(Texas Instrument)展示第一顆積體電路(Integrated Circuit)開始，半導體公司的經營模式至今有了重大的改變。最早的半導體公司皆為完全垂直整合的經營型態，如摩托羅拉(Motorola)、飛利浦(Philips)、美國電話電報公司(AT&T)和德州儀器等等所謂的整合元件製造商(Integrated Devices Manufacturer)開始啟動半導體的發展，其中很多公司是附屬於產品公司，其半導體元件(Semiconductor Devices)都供應給母公司生產最終產品，在當時最終產品有市場，但是半導體元件沒有市場。 1970 年代開始，英特爾(Intel)生產銷售動態記憶體(DRAM，Dynamic Random Access Memory)和德州儀器生產銷售單晶微處理器(Single-Chip Microprocessor) 等半導體元件給產品公司，產品公司就把這些半導體元件用於生產電腦等最終產品，於是半導體元件市場開始萌芽。到了 1980 年代，晶片設計和生產分工的商業模式興起，也就是本身沒有生產設備的無晶圓公司(Fabless Company)，只負責設計晶片(Design Chips)，把晶圓生產交給台積電(TSMC)等專業晶圓代工廠(Foundry)，把產品封裝(Assembly) 和測試(Testing)則交給日月光(ASE，Advanced Semiconductor Engineering)和矽品(SPIL，Siliconware Precision Industries co., Ltd )等專業封測代工廠。最後再由無晶圓公司把封測完成的半導體元件賣給產品公司。因此半導體委外代工的市場於焉成型。這些無晶圓公司也就不需要像整合元件製造商一樣自行投資大量的金錢在生產設備以及廠房上。 1990 年代，安謀(ARM)等公司開始把自己的設計智慧財產銷售給設計晶片 1.

(11) 的無晶圓公司和整合元件製造商，形成所謂的矽智財公司(Intellectual Property Provider)；如此一家半導體公司可以向矽智財公司購買晶片設計，再交給台積電生產晶圓，日月光進行封裝和測試，最後再銷售出去，至此，半導體專業設計市場更臻成熟。目前半導體產業的產值從 1964 年首次超越 10 億美金、1979 年超過 100 億美金、1994 年超越 1000 億美金，在 2006 年已達到 2600 億美金，其中強調垂直分工的無晶圓公司佔有 20%的產值，雖然整合元件製造商仍佔有 80%半導體的產值，但是無晶圓公司的平均績效表現卻優於整合元件製造商，甚至在某些特定市場的產品領域大幅領先。基於無晶圓公司的優越績效表現和整個半導體產業經營環境的不確定性增加，整合元件製造商紛紛減少資本支出，加重委外加工的比例，這種產業結構的改變以及委外的實際作法是一個很好的研究課題。. 2.

(12) 第二節研究目的. 本研究試圖了解過去 60 年來半導體產業結構的改變，以及為了因應景氣快速循環且不可測、經營風險的增加、半導體產品生命週期變短所造成研發成本的投資增加、機器設備等資本支出快速膨脹，使得整合元件製造商不得不調整原來凡事皆在企業內完成的經營模式，甚至大幅提高委外加工的比例，或和其他公司結盟，以提昇企業競爭力。在這個轉折點上，本研究也將嘗試對某些現象提供建議。圖 1-1 可看出專業晶圓代工廠和專業封測代工廠不再只是服務無晶圓公司，在整個顧客群中，整合元件製造商也佔有很重要的位置，尤其星科金朋 (StatsChipPAC)有 50%的封測業務來自整合元件製造商。未來整合元件製造商將擴大委外的幅度，對整個半導體產業的影響也將更深遠。因此，本研究的目的可以歸納成下列幾點： 1. 分析半導體產業結構的演變。 2. 研究半導體相關次產業的發展。 3. 了解整合元件製造商增加委外的相關作為，以及和委外封測代工廠之間既競爭又合作的商業模式。. 星科金朋. 48%. 52%. 台積電. 71%. 29%. 矽品. 80%. 20%. 日月光. 62%. 38% 0%. 20%. 40%. 60%. 整合元件製造商. 80%. 100%. 無晶圓公司. 圖 1-1 ：專業代工廠的顧客組成資料來源：日月光九十六年度第三季業績簡訊、矽品 2007-Q2 說明會星科金朋 2004 財報、辛水泉，IC 產業介紹 2007 年 3 月 3.

(13) 第三節研究方法、研究架構與研究流程. 一、研究方法本研究屬於質性研究(Qualitative Research)，質性資料以次級資料為主，資料取得管道為論文、專業期刊、報導性雜誌、半導體產業報告和各公司財務報告，加上部份以半導體產業一份子的觀察心得，綜合整理這兩方面的資料來分析過去 60 年半導體產業結構由 100%垂直整合的整合元件製造商的經營模式演變至今無晶圓公司和專業代工廠間垂直分工的合作模式和整合元件製造商並行，以及整合元件製造商擴大委外的趨勢。二、研究架構本研究共分為五章：第一章序論，分三節探討研究背景與研究動機、研究目的以及研究方法、研究架構與研究流程。第二章為文獻探討，分析委外營運的策略思考、半導體產業的演變軌跡、整合元件製造商和無晶圓公司成立的歷史背景以及開放式經營模式。第三章從半導體過去 60 年產業結構的改變和產業鏈中各次產業的發展來分析整合元件製造商對內製和委外策略的轉折。第四章針對目前整合元件製造商資產精簡策略到委外封測次產業的大幅成長，進而分析整合元件製造商在委外營運模式上的實際作為。第五章提出研究結論和對後續研究的建議。三、研究流程如圖 1-2 所示：. 4.

(14) 研究背景與研究動機. 文獻探討. 次級資料蒐集與分析. 半導體產業結構分析. 垂直整合整合元件製造商. 垂直分工無晶圓公司+專業代工廠. 經營績效比較. 整合元件製造商委外作為. 結論與建議. 圖 1-2 ：研究流程. 5.

(15) 第二章文獻探討. 第一節委外營運的策略思考. 委外不是新的觀念或做法，企業把自己無法做或基於長期策略考量而選擇不做的業務交由其他企業或外部人士來完成，已經存在很長的一段時間。彼得‧杜拉克(1989)指出：「愈來愈多在公司上班的人，可能領的是外部獨立承包商所發的薪水。」其實在公司內上班的人除了承包商外，也有可能是顧客派駐工廠的管理和技術人員，如此可增進解決問題或發生異常的效率。以全球最大的半導體專業封測代工廠日月光位於楠梓加工區的高雄廠為例，在某一棟廠房中就保留將近兩層樓的空間給來自世界的顧客當作駐廠辦公室，這些駐廠人員就近管理在日月光封裝和測試的產品，有任何品質、交期或其他相關的問題，也可在最短的時間內和日月光的相關人員直接面對面地開會討論解決之道。其實在現今瞬息萬變的競爭市場中，很少有企業可以只憑一己之力負擔所有業務並保持競爭力，委外已經是企業整體經營策略中重要的一環。其實從另一個方向來看委外也就是把外部已成熟或存在的技術整合到自己的組織系統中，配合公司的經營策略或結合自有技術，而創造出一加一大於二的經營績效。在一家整合元件製造商的內部文件就清楚的指出，遇到下列的情形，就必須交由外部的專業封測代工廠執行生產業務： z. 新設備的投資報酬率很低時. z. 自家工廠的生產成本太高時. z. 無法及時將產品導入市場時. z. 國際標準規範尚未制定的產品. z. 風險管理，例如考慮需求量的波動幅度. z. 策略考量 6.

(16) 所以，委外也可以為企業帶來經營績效和市場競爭力的提升。對整合元件製造商而言，可將人力資源分配到價值比較高的產品設計上，而適度減少投資心力和資金於附加價值較低的生產事業。 2005 年高德納諮詢公司(Gartner Inc.)針對 31 家整合元件製造商和 50 家無晶圓公司所做的財務指標調查指出，若考慮加權平均資金成本，以經濟附加價值(Economic Value Added) 來評估整合元件製造商和無晶圓公司的績效，無晶圓公司比整合元件製造商高 1.6%。所以專注設計業務和產品行銷的無晶圓公司，比講求垂直整合的整合元件製造商有較好的經營績效。. Gay & Essinger (2000)指出下列前十大企業尋求委外的原因： -. 降低和控制營運成本. -. 改善企業經營的焦點領域. -. 達成世界級的經營績效. -. 適時的釋放內部資源. -. 獲得由內部拿不到的資源. -. 促進組織重整的利益. -. 處置管理困難或績效不彰的業務. -. 取得資金. -. 風險管理或者分攤風險. -. 取得現金注入. Gay & Essinger 同時更進一步指出企業目前採用的主要委外形式有下列幾種： 1. 活動委外(Contracting out the activities) 活動委外指的是原本由內部自行管理的活動，改由供應商負責執行。通常是發生於低層次週邊服務，如清潔與餐飲服務等。這是一種短期的解決方案。目的在於解決眼前迫切的問題，與企業規劃長期經營策略發展過程無關。 7.

(17) 2. 服務委外(Outsourcing the service) 精挑細選專業且績效卓越的外部服務供應商，提供有明確目標的服務項目，來促進企業組織重整、再聚焦。並且可以因應服務供應商的專業累積，創新擴大服務層面。如果管理得宜，就進一步的策略層面而言，企業不但可從和服務供應商的合作中獲得利益，並可促使企業更專注於其所擅長、具備競爭優勢的業務。 3. 內包(insourcing) 藉由改善企業內某一區域的營運以便承攬來自其他部門的工作。如此一來技術可以獲得保存並開發資產，使得內包業務的成本降低。這種形式通常用於企業中規模太小，卻十分重要或難以外包的服務。 4. 合包(Co-sourcing) 供應商和企業間的關係，較一般外包模式更為緊密。合包通常是指由企業提供委外業務所需的經理人員，採用這種形式的關鍵並非人事的流動，而是企業不願意流失專業知識。從前經理人常為了留住人才而拒絕委外，但是合包則是雙方都有責任提供達成目標所需的資源。這種方式當然會有風險，如果目標無法達成，企業不會得到補償。 5. 利益關係(Benefit-based relationships) 這是屬於一種比較長期合作關係，雙方先為維持此關係進行投資，再依據預先的協議分享利益。雙方共同承擔經營風險，同時共享利益。如果利益無法如預期地實現，供應商也不會因他們所投入的努力而獲得任何報酬。. 越來越多的企業管理階層把委外視為重塑企業組織架構的良方，來跳出以往垂直整合的方式，創造出更具彈性並且專注於核心業務的企業，憑藉委外來強化核心業務並改善和顧客的關係。委外也是一種工具，可以幫助企業重新思考經營模式。企業之間從委外合作開始，慢慢地強化彼此的合作，進而發展出聯盟 (Alliances)或合資(Joint Venture)的模式將日益明顯。全球規模最大的專業封 8.

(18) 測代工廠日月光半導體製造公司(Advanced Semiconductor Engineering) 本來只是恩智浦半導體(NXP Semiconductors)的委外封測廠，藉由委外業務的成長，雙方的在半導體產業的相互依存度日益密切，進而在 2007 年 2 月初發佈在中國大陸封裝測試廠的合資案，於 2007 年 10 月完成合作事宜，合資的封測廠位於蘇州，並命名為日月新半導體(Suzhou ASE-N Semiconductor)。該廠原來是恩智浦半導體全球生產基地之ㄧ，雙方基於彼此長期經營策略的考量，而有了合作的計畫。日月光擁有該合資公司 60%的股份，恩智浦持有另外 40%的股權，董事會則由雙方的高階管理團隊組成。日月新半導體初期著重於行動通訊業務，並提供多元化的封裝服務，如 QFN 封裝、LFBGA、SOP、TSSOP 和其他符合手機應用的封裝服務。. 9.

(19) 第二節半導體產業的演變軌道. 根據 McGahan (2004)的解析，產業演變分為漸進型(Progressive)、創造型 (Creative)、中介型(Intermediating)和徹底型(Radical)四種軌道。在定義結構性轉變和基礎性轉變之前，先說明核心活動和核心資產。「活動」指的是在公司的組織架構下，為創造營收、增加收益或管理公司各項成本而執行的作為，例如進料後勤、生產作業、出貨後勤、行銷與銷售、服務、人力資源管理、技術發展以及採購等。「資產」是企業所擁有的耐久性財貨和服務，例如機器設備、智慧財產權和商標等都是資產。「核心」指的是在產業創造價值時最主要的資產或活動。因此在現有產業中主導價值創造的就是核心活動和核心資產；核心活動是在企業經營的過程中，重複出現且不斷地創造價值的活動，核心資產是使公司更有效率地執行核心活動且更具成效的持久性資源。參考表 2-1。表2-1：定義核心資產與核心活動判定核心資產與活動時使用的重要定義：資產. 符合以下標準的物件，方能稱為資產： • 耐久的─ 即使在停止活動一年後，此物件必須仍保有創造價值的潛力。 • 財產── 必須為業內一家或多家廠商所有的物件。. 活動. 符合以下標準的行動，方能稱為活動： • 受控管的─ 此行動必須受業內一家或多家廠商的管理指揮。 • 獲利導向─ 此行動之目的是要為業內一家或多家廠商提高營收或降低成本。. 核心. 資產或活動如果事業內創造價值所不可或缺，就是核心資產或核心活動。. 資料來源：李芳齡譯，創新的軌跡，天下，2007。. 10.

(20) 若把各項活動加以細分，其中進料後勤、生產作業和出貨後勤皆和製造直接相關，對整合元件製造商而言，這三個活動屬於核心活動，而維持製造能力的機器設備則屬於核心資產。無晶圓公司則把製造相關的活動交由專業晶圓代工廠和專業封測代工廠執行，本身不做這方面的投資。但是行銷與銷售以及服務對整合元件製造商和無晶圓公司而言也屬於核心活動。整合元件製造商所擁有的機器設備等資產可視為核心資產，持續為企業創造價值和產生獲利。在核心活動受到汰舊威脅的產業就代表該產業發生了結構性轉變 (Architectural Transformation)，在核心資產受到汰舊威脅的產業就代表該產業發生了基礎性轉變 (Foundational Transformation)若產業同時發生了結構性轉變和基礎性轉變，則為徹底型(Radical)演變；若兩種轉變皆未發生，則為漸進型(Progressive)演變；只發生結構性轉變，而未發生基礎性轉變，則為中介型(Intermediating)演變，反之則為創造型(Creative)演變。(圖 2-1) 結構性轉變基礎性轉變. 是. 否. 是. 徹底型. 創造型. 否. 中介型. 漸進型. 圖2-1：轉變性質和產業演變軌道的關連資料來源：李芳齡譯，創新的軌跡，天下，2007。. 以半導體產業而言，從最早強調垂直整合的整合元件製造商，如摩托羅拉半導體和飛利浦半導體，都是由一個大財團組織一個半導體事業部，其中摩托羅拉以生產汽車收音機起家，在 1953 年申請第一個半導體元件相關專利，用於開發低成本的汽車用電晶體。整合元件製造從產品設計、流程設計、產品生產以至於最後的銷售服務皆由企業內的各個相關單位完成，這些公司甚至自己製造生產用的機器設備，例如 N 公司生產 Phicom 打線機以及 ADAT 銲晶機投入自家生產線。然而 1980 年以後，另一種經營模式崛起，亦即由無晶圓公司、專業晶圓代工廠 11.

(21) 和專業封測代工廠組成的供應鏈。至今，專業晶圓代工廠和專業封測代工廠已不只是服務無晶圓公司，整合元件製造商也因為先進製程的資本支出愈來愈大，慢慢地釋放出部分生產作業，甚至少數的整合元件製造商也慢慢轉型成無晶圓公司，安華高科技股份有限公司(Avago Technologies)，1961 年隸屬於惠普公司 (Hewlett-Packard，簡稱 HP)內的一個事業部，1999 年從惠普公司獨立成為安捷倫科技(Agilent Technologies)，該公司的半導體事業部於 2005 年被私募基金收購後改名為安華高科技股份有限公司，根據無晶圓公司半導體協會(FSA， Fabless Semiconductor Association)2006 年的統計，安華高為第九大無晶圓公司，這是一個由整合元件製造商轉型成無晶圓公司的典型例子。愈來愈多的整合元件製造商選擇不再獨自投資昂貴的機器設備或先進的技術，而決定與其他公司共同合作，例如，在 2002 年，由當時的飛利浦(現為恩智浦)半導體、意法半導體和飛思卡爾共同出資在法國 Crolles 成立聯盟，興建和營運一座 12”的晶圓廠，當初的目標是對 CMOS 製程進行聯合研發和產業化，從 90 奈米製程開始，最終將達到 32 奈米；或完全放棄對生產技術和製程設計的研究發展，只專注在產品的設計，例如，2007 年底，新力公司(Sony)也宣佈退出和東芝(Toshiba)和 IBM 共同研發 32nm 的製造技術，而只專注於產品元件的設計。此外部份的整合元件製造商也開始處置自家工廠內的機器設備，選擇和專業晶圓代工廠和專業封測代工廠做更進一步的合作。星科金朋(STATSChipPAC)在 2007 年收購美商巨積(LSI)在泰國的封裝測試廠，恩智浦在 2007 年結束德國一家晶圓廠的生產作業後，同年和日月光半導體在中國蘇州合資成立一家封裝測試廠等等，皆是很明顯的案例。從最早的垂直整合到現在的垂直專業分工，企業的核心活動也不再是那麼一成不變，由此我們可以推論出目前半導體產業正處於中介型的產業演變軌道。所以產業內的相關廠商如何發展出新的架構和重新定義經營模式，將是管理上的一項大挑戰。. 12.

(22) McGahan (2004) 也指出，中介型的產業演變會經歷下列四個階段： -. 崛起(Emergency)，針對創造價值的新方法做實驗。關鍵特徵是，創新的努力特別集中在使現行產業的傳統主流模式變得過時。. -. 聚合(Convergence)，關鍵特徵是，新方法的銷售量成長得夠高，足以使新產業和舊產業的規模聚合。當新產業的銷售量增加時,舊產業的領先廠商可能做出的反應是整頓自身部分活動。. -. 共存(coexistence)，購買者與供應商變得更精於評估新方法的效益與利弊。. -. 凌駕(Dominance)，舊產業的有效競爭法則遭新方法的法則取代。在新方法盛行下，舊產業的銷售量停止成長，甚至可能開始衰退，汰舊威脅具體實現，在歷經整合、購併和破產後，許多廠商出局。. 在中介型的產業演變下，企業欲尋求優秀的績效，必須把資產從受到威脅的舊事業中移出，並且把資產投入有潛力創造出更多價值的新事業，在其中取得適當平衡。表 2-2，說明中介型的產業演變時每個演進階段中的策略取捨：. 13.

(23) 表 2-2 中介型演變各階段的策略取捨演變階段. 領導或追隨產業變革. 維持或改變競爭地位. 演變階段. 當透過實驗來學習的潛在利益高到足以彌補疏遠部份購買者和供應商的成本時，適合採行領導策略；有非常忠誠的購買者和供應商的廠商最宜選擇追隨策略. 能輕易把核心事業移出現有事業的廠商，最宜選擇維持策略；將在演變早期階段流失顧客和供應商的廠商，適合選擇重新定位策略. 聚合階段. 當產業能透過漸進改善而繼續創造價值時，可以選擇領導策略；當新產業遭遇麻煩而既有產業仍有利可圖時，適合選擇追隨策略. 若維持現有定位不需太多投資，可選擇維持策略；若能把現有資產移出現有產業且重新部署，最宜選則重新定位策略. 共存階段. 通常，追隨策略勝過領導策略；對於多角化經營而跨足新產業的廠商而言領導策略有時會是有利選擇. 唯有在投資能夠快速回收的情況下，也就是當公司的優勢非常獨特時，才適合採行維持定位策略；通常，選擇重新定位策略比較有利. 凌駕階段. 只有在預期出現產業大退出潮時，才適合考慮領導策略. 通常，為了把核心資產移出現有資產，且重新部署以保留其價值，廠商必須重新定位；只有那些能夠避免花費資本的廠商才可採行維持策略. 資料來源：李芳齡譯，「創新的軌跡」(天下，2007). 14.

(24) 第三節整合元件製造商和無晶圓公司成立的歷史背景. 從半導體產業萌芽到 80 年代，半導體公司皆為涵蓋設計和生產的垂直整合型的整合元件製造商，可以由下列幾個重要的觀點來探究其中原因(Dhayagude and et al.，2001)：. 1. 轉換成本 1.1. 智慧財產權的風險管理在當時缺乏專業代工廠，如果一家公司只想專注在設計業務，就必須把生產委外給有生產工廠的整合元件製造商，也就是把產品交給市場上的競爭對手，因此自己苦心設計且擁有的智慧財產將無法受到適當的保護，也代表自己的產品很有可能被抄襲。 1.2. 設計資料轉換的難題即使透過合約的規範，智慧財產權可以有比較好的保護，但是當時資訊科技和設計輔助工具的支援能力，不足以讓設計資料在不同公司間順利的轉換，更不容易把設計資料轉換成另一家公司生產工廠可以使用的資訊，所以要委外生產是相當不容易的。 1.3. 延遲成本整合元件製造商只有在產能有空閒的淡季才換接受委外的訂單，在旺季時，根本不可能再承接委外的訂單，所以無晶圓公司根本無法得到產能和產品交期的保證，因此也無法在市場上競爭。 2.高研發成本因為沒有適當的設計輔助工具，必須仰賴大量的設計工程師，所以研發成本相對比較高，也代表只有規模大的集團或公司才能負擔得起如此龐大的研發成本。. 15.

(25) 3. 相對比較低的製造經濟規模在 1972 年設立一條晶圓生產線的資金成本約為 1000 萬美金，8 年後資金成本已經增加至 1 億美金，因此不需很多的資金就可擁有晶圓生產線，此外當時的平均銷售價格和獲利率也比較高，所以擁有生產線的成本壓力以及對製造經濟規模的要求都比較低。. 在 1989 年，70%的記憶體和微元件皆運用在個人電腦上，從 90 年代開始，通訊和多媒體的新興市場開始成長，給許多利基型的半導體公司提供了新的機會，這個新興市場在當時並不被大型整合元件製造商所看好，因為這個市場並不大，而且這些小型利基型的半導體公司並沒有資金設立生產線，因此就發展成為專司設計的無晶圓公司，並開始和整合元件製造商合作生產晶圓，IBM 就是第一家提供晶圓代工的整合元件製造商。此外，隨著無晶圓公司產值的成長和專業晶圓代工廠的陸續設立，以及下列產業技術的發展或環境的改變，使得垂直分工的經營模式在半導體產業的角色愈來愈重要：. 1. 轉換成本的降低 1.1. 減輕智慧財產權的風險管理和交期延遲的風險台積電成立於 1987 年，並且致力於成為專業晶圓代工廠，自此無晶圓公司可以找到足以信任的產能保證，而不用再受制於整合元件製造商，隨著愈來愈多無晶圓公司的成立，也使得專業晶圓代工廠的產值有了顯著的成長。另一方面，因為智慧財產權的重要性與日俱增，無晶圓公司比較傾向與專業晶圓代工廠合作生產晶圓而捨棄整合元件製造商，因此專業晶圓代工廠必須盡全力保護無晶圓公司的智慧財產，並取得它們信任。對智慧財產權的重視也讓專業晶圓代工廠的集中趨勢相當明顯， 2005 和 2006 年全球前四大專業晶圓代工廠佔產業產值的 75%。(圖 2-2) 16.

(26) 圖 2-2 : 專業晶圓代工廠市佔率資料來源：EETIMES Europe，http://eetimes.eu/semi/198700265 1.2. 設計資料轉換的解決之道電子設計自動化工具的標準化，使得設計和生產工廠間資料的轉換變得相當便利。台積電甚至建立虛擬晶圓廠的概念，讓顧客可以很方便地從台積電的廣大資料庫中，尋找適當的製程技術，然後直接在台積電生產晶圓，讓無晶圓公司享受到像有晶圓廠般的便利和好處，因此資料轉換的障礙得以消除。 2. 研發成本的降低電腦運算能力的強化、設計數位化和電子設計自動化工具的發展，讓設計作業可以很有效率的進行，這也代表只要擁有少數才能出眾的設計工程師，就可以經營一個無晶圓公司，在新興市場上和整合元件製造商一較長短。 3. 擴大製造經濟規模的優勢隨著半導體元件設計的複雜化以及對品質標準要求的提高，機器設備的資金支出也相對的急遽上升，從 1970 年至 1990 年，設置一條晶圓生產線的投資金額增加了大約數十倍。專業晶圓代工廠可以接受來自產業內所有公司的訂單，而整合元件製造商的晶圓廠只能生產某些特定產品，所以專業晶圓代工廠比較可以發揮製造經濟規模的優勢。. 17.

(27) 第四節開放式經營模式. Chesbrough (2006)指出開放式創新指的是企業應該在自身事業中多加利用組織以外的創意與技術，同時也應把自己未使用的創意授權給其他公司運用。這需要每家企業開放自身的經營模式，將更多內部知識外流，也讓更多外部的創意以及技術流入。開放式經營可進一步促成更低廉的創新成本和在更短的時間內將產品問世，而且有機會和其他公司分攤經營風險。在開放式創新的時代，企業要成長茁壯，一定要調整其經營模式，使其能夠更開放的接納外部創意及產品問世的途徑。積極有效引進外部創意的企業將深具未來發展潛力，可發掘企業的新價值以及創造新價值。在這個全球化、競爭越來越激烈的時代，讓內部閒置的創意適當地外流，方便其他人使用的企業也將找到新方法，並創造更多價值。基本上，企業的經營模式有兩項功能：一、是創造價值，二、是擷取部分價值。在創造價值方面，經營模式界定了從材料投入、最終轉化為產品或服務以供應顧客使用的一連串活動，價值就是在這一連串的活動過程中被創造出來。在擷取價值方面，經營模式在這一連串活動中建立獨特的企業資源、資產或定位，使企業在產業中擁有競爭優勢。開放式經營在創造價值與擷取價值這兩部分的活動中，採取新的創新分工方式。開放式經營模式利用更多創意創造價值，因為這種模式不只使用企業本身開發出來的創意，也採用外部的創意。開放式經營模式也會讓企業擷取更多價值，因為企業不只是使用公司內的重要資源，也使用其他企業資源。技術開發成本的提高和產品生命週期的縮短，是促使企業開放創新流程的創新經濟的兩大變化，這些變化結合起來讓封閉型創新模式下的研究發展的投資越來越無以為繼。一、技術開發成本的提高技術開發成本提高的一個明顯的例子是興建新的半導體晶圓廠的成本。英特. 18.

(28) 爾在 2006 年宣佈將再興建兩座新的生產晶圓的工廠，一座位於美國，另一座則位於以色列，預估每座晶圓廠的興建成本都將超過三十億美金，而二十年前興建一座晶圓廠的成本大約只是現今的百分之ㄧ而已。. 二、產品生命週期的縮短光是技術開發成本提高的這項變化，就意味著大型企業將變得更大，但產品生命的週期縮卻使得就算是市場上屬於大型的供應商也躲不掉這些挑戰。現今購買手機的任何人，都可以為手機產品生命週期的縮短做見證，平均每六個月就會有新手機問世，汰舊換新的速度快得驚人。研發成本的提高和產品壽命的縮短兩大因素結合起來，很明顯的壓縮了創新投資的經濟效益，降低了企業從創新投資賺取理想報酬的能力。圖 2-3，說明「過去的封閉型模式」其收益大於研發成本。但是隨著研發成本的提高和產品生命週期的縮短，使得「當前的封閉型模式」越來越難回收其創新投資。. 收益市場上產品的生命週期縮短. 本身市場營收本身市場營收. 0 內部研發成本. 內部研發成本創新成本提高. 成本. 過去的封閉模式. 當前的封閉模式. 圖 2-3：創新的經濟壓力資料來源：李芳齡譯，開放式經營(天下，2007). 19.

(29) 開放式創新的經營模式使得廠商不再局限於自身直接服務的市場，它透過彼此授權、合資、資產分割或其他可行的商業手段，參與其他產品市場，這些不同的收益來源使創新為企業帶來更高收益。圖 2-4，說明開放式創新經營模式所促成成本和時間的節省和新收益機會。. 收益. 出售或轉讓資產分割. 新收益. 授權本身市場營收. 本身市場營收. 0 內部研發成本. 成本封閉型模式. 內部及外部研發成本因利用外界研發而節省的時間開放式創新經營模式. 圖 2-4：開放式創新的新經營模式資料來源：李芳齡譯，開放式經營(天下，2007). 20.

(30) 第三章半導體產業營運模式的演進. 第一節全球半導體六十年. 從半導體產業過去 60 年發展的過程來看，70 年代以前半導體企業絕大多數為結合設計與製造生產於一體的高度垂直整合廠商，亦即所謂的整合元件製造商 (IDM，Integrated Device Manufacturer)；80 年代以後，無晶圓公司(Fabless)、專業晶圓代工廠(Foundry)和專業封測代工廠(SATS，Semiconductor Assembly and Test Service) 等強調專業垂直分工的商業模式興起；整合元件製造商也開始陸續地委外部份的生產作業，考慮的是愈來愈貴的資本支出(Capex，Capital Expenditure)以及對半導體產業高度不確定性的風險管理。由圖 3-1，我們可以發現早期的半導體公司大多是由一個龐大的集團企業中成立的半導體事業部，例如飛利浦公司以生產電燈泡起家，也是知名的消費電子產品製造商，於 1953 年成立了半導體事業部。日本電氣公司(NEC,Nippon Electric Company)成立於 1899 年，也在 1960 年開始了積體電路的研究發展。該類企業組織一手包辦產品設計、製程設計、前段晶圓生產、後段封裝測試、銷售和售後服務。好比歐系整合元件公司 N 公司在歐洲、美洲和亞洲都有前段晶圓的生產工廠，後段的封裝測試廠則比較集中設置在亞洲。除此之外，整合元件製造商甚至自行製造生產設備或擁有原材料生產的能力，N 公司和 T 公司就曾經擁有傳統積體電路封裝時所需要的主要原材料導線架(Lead Frame)的生產工廠，大約十年前，N 公司已經把生產導線架的工廠出售給新加坡的專業導線架生產公司。N 公司也自行設計發包生產測試機，名為 DYTIC (為 Dynamic Tester for IC，積體電路動態測試機的縮寫)，用於自家產品得測試。T 公司也為了測試電晶體而生產聚集自動測試機(CAT，Centralized Automatic Tester)。. 21.

(31) 一、半導體公司設立的日程表. 整合元件製造商(垂直整合) 1952 : TI 1953 : Philips 1953 : Motorola 1959 : National Semiconductor 1960 : NEC 1968 : Intel 1969 : Samsung 1978 : Micron. 1947 : 貝爾實驗室發明第一顆電晶體 1958 : 德州儀器(TI)展示第一顆積體電路(IC) 1980. 2000. 無晶圓公司和專業代工廠(垂直分工) Fabless : 1983 : Altera 1984 : Xilinx 1984 : MIPS 1985 : Qualcomm 1987 : Via 1990 : ARM 1991 : Eton / Broadcom 1993 : nVidia Foundry : 1980 : UMC 1987 : TSMC 1987 : Chartered 2000 : SMIC SATS : 1968 : Amkor/Anam 1984 : ASE 1984 : SPIL 1994 : STATSChipPAC UTAC : 1997. 圖 3-1 : 相關半導體公司成立日程表資料來源：各公司相關網站及本研究整理. 在半導體產業發展的初期有幾項歷史因素造成當時成立的半導體公司皆為整合元件製造商：. 1. 當時設立生產工廠的資本支出不算太大參考表 3-1 晶圓廠的資本支出：. 22.

(32) 表 3-1：晶圓廠投資成本的演進. 晶圓廠的投資成本年代 1982 1986 1990 1992 1995 1997 1999 2001 2002 4" 6" 8" 8" 8" 8" 8" 8" 12" 晶圓尺寸 2 1.2 0.8 0.5 製程 (um) 每月參考產能 15 20 20 20 (千 Wafers) 資本支出 1.5 3.5 5 8 (億美元) 資料來源：相關報導及本研究整理. 0.35 0.25 0.18 0.13 0.13 25. 30. 30. 30. 30. 10. 16. 17. 20. 25. 1982 年以前，設立一條當時的主流 4”、2um(微米)的晶圓生產線只要投資一億五千萬美元，到了 2000 年時，投資一條主流的 8”、0.8um 晶圓生產線則需大約二十億美元。時至今日，投資一條 12”、90nm(奈米)的晶圓廠的成本已增至四十億美元，未來則需五十五億美元才能設立一條 12”、32nm 的晶圓廠。目前半導體業也在思考導入 18”生產線的可行性，18 吋廠最佳月產能可能在 12 萬~15 萬片之間，建造每座晶圓廠投資將達 120 億~150 億美元。有能力的投資者將屈指可數。封裝技術則由 1970 年代的塑膠雙排腳產品(P-DIP，Plastic -Dual In-Line Package)；至 1980 年代，愈來愈多資訊產品的相關應用，使得產品對於腳數(I/O, Input/Output)的需求也增加，使得主流封裝型態逐漸由雙排腳產品的 P-DIP，再發展到平面四排腳的 QFP (Quad Flat Package)；接著面對 CPU 等更高腳數以及計算效能的需求，發展出針陣列封裝(PGA，Pin Grid Array)；到了 1990 年代，由於在晶片組(Chipset)及繪圖卡(Graphic Card) 等高階產品的設計複雜度增加，對於封裝腳數及效能的要求也日益提高，因此具備有更高腳數及更佳效能的球陣列封裝(BGA，Ball Grid Array)，亦逐步成為市場上主流的封裝型態。接下來因應高腳數以及高速積體電路產品的. 23.

(33) 需求，覆晶封裝(Flip Chip Package)被廣泛的運用。另外在消費性電子產品輕薄短小的要求下，封裝體積和晶粒(Chip)大小些同的晶圓級封裝技術(WLP，Wafer Level Package)也應運而生，成為目前成長速度最快的技術之ㄧ。從圖 3-2 和圖 3-3 中整合元件製造商 N 公司在台設立的自家工廠過去四十年發展的過程和專業封測代工廠 A 公司過去二十年的成長歷程中，我們不難看出整個封裝的方式由最傳統的塑膠雙排腳產品(P-DIP，Plastic -Dual In-Line Package) ，發展至現今的高階封裝以及強調整合的 PoP (Package and Package) 和 SiP (System in Package)。. SDIP-24/32/56/64 -. Q FP stacked die (Q FP MCM). Q FP H igh Pin Count. SIL-Power. Flip Chip. Chip Sort. DIP-16/18/24/40 Q uad Flat Packages SIL- Medium Power. T FBGA. SO 14/16/20/24/28. 1966. 1980. Company Start IC Start IC Set up Assembly Testing (1966) (1969 (1974). PO P. VSO -40/56. H BGA. LFBGA. 1995. 2000. Set up IC PKG QFP PKG Dev. Center Introduction (1987) (1992). BGA PKG Introduction (2000). 2007 (年度). 2005. PoP Modual (2007). 圖 3-2：整合元件製造商 N 公司在台設立自家封測廠產品的發展軌跡資料來源：N 公司及本研究整理. 24.

(34) 圖 3-3：A 公司封測產品的發展軌跡資料來源：A 公司及本研究整理. 從圖 3-4 和圖 3-5 也可看出為了在封測市場繼續維持領先的地位，日月光和矽品在固定資產投資上的花費也與日俱增。相較於一九九六年，日月光和矽品的固定資產至二零零五年止皆成長了約六倍。可見不止前段的晶圓製造需要大筆的資金，後段的封測也必須投入足夠的資本支出，才能符合顧客對製程技術的要求並且在業界持續成長。一般而言，封裝加上測試的資本支出大約是晶圓廠的十分之一。(Macher and et al.，2002) 在 2006 年雖然日月光的資本支出相對保守，而專注於機器效率的提升，然而為了將市佔率由 2006 年的大約 16% 繼續往上提升並擴大中國大陸的營收，繼續投資將是無可避免的。. 25.

(35) 70.00. 350.00. 60.00. 300.00. 50.00. 250.00. 40.00. 200.00. 30.00. 150.00. 20.00. 100.00. 10.00. 50.00. 0.00. 十億台幣 (市值). 十億台幣 (營收、固定資產). 營收-固定資產關聯圖：日月光. 0.00 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006. 市值. 營收. 固定資產. 圖 3-4：日月光營收和固定資產的關聯圖資料來源：臺灣證券交易所公開資訊觀測站及本研究整理. 營收-固定資產關聯圖：矽品 200.00. 60.00. 160.00 140.00. 40.00. 120.00 100.00. 30.00. 80.00 20.00. 60.00 40.00. 10.00. 20.00 0.00. 0.00 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006. 市值. 營收. 固定資產. 圖 3-5：矽品營收和固定資產的關聯圖資料來源：臺灣證券交易所公開資訊觀測站及本研究整理. 26. 十億台幣 (市值). 十億台幣(營收、固定資產). 180.00 50.00.

(36) 整合元件製造商 N-公司在台設立自家封測廠產品的發展軌跡，基本上和半導體封裝演進的歷史相仿，從最早期的雙排腳產品，發展至平面四排腳的 QFP 產品，以至現今主流的球陣列封裝產品 BGA，進而發展到系統級封裝等等的高階封裝技術。專業封測代工廠 A-公司產品的發展軌跡，也類似 N-公司的發展歷史，但是值得一提的是，N-公司的自家封測廠花了四十年才達到今天的技術水準，而 A 公司以不到二十五年的時間就有了今天的成就，其中有很多技術或製程，遠遠超過 N-公司的自家封測廠。這也代表了整合元件製造商在這方面的投資趕不上專業封裝廠，同時我們也可了解整合元件製造商可以在專業封裝廠找到所有需要的製造能力。所以有愈來愈多的整合元件製造商選擇出售封測產能或加強和專業封測代工廠的合作關係。. 2. 保護自行開發的智慧財產權當時專業代工廠不多，只有大型整合元件製造商才有多餘的產能接受委外加工，如果自己沒有生產工廠則必須把產品交給商場上的競爭對手來生產，難保自己苦心開發出來的智慧財產在製造的過程中被竊取。有一個例子可以說明有自己工廠的好處，在 1990 年代早期，塞瑞斯半導體(Cyrix Semiconductor)因為沒有自的晶圓廠，而且當時的專業晶圓代工廠的技術也不夠成熟，塞瑞斯半導體只能委由國際商業機器微電子(IBM Microelectronics)代工晶圓生產，但是 IBM 要求塞瑞斯半導體同意每生產一個晶體，IBM 有權要求留下一個同功能的晶體用在自己生產的個人電腦上，而不需支付任何授權費用，IBM 藉此獲得極大的利益。(Dhayagude and et al.，2001) 所以當台積電以專業晶圓代工廠的身分在半導體產業出現且技術層次日漸成熟時，也直接協助了無晶圓公司的成長。專業晶圓代工廠的晶圓代工產能，對無晶圓公司業者而言扮演著影響生存命脈的關鍵角色。若爭取不到需 27.

(37) 求產能，縱使無晶圓公司在設計技術上多優秀、產品功能多傑出，都無法透過製造出商品化產品獲利。. 3. 交期的掌握如上所言，當時可接受委外加工的廠商也就是整合元件製造商，可以了解的是這些整合元件製造商只有在產能有剩餘的情況下，才有可能接受委外加工，使得沒有自家工廠的公司在交期的掌握度不如整合元製造商，不能掌握交期也就代表無法掌握商機，對公司的經營有很大負面的影響。. 4. 設計工具的需求當時的研發成本很高，因為沒有適當的設計工具可以使用，所以需要相對比較多的設計工程師，只有大型公司足以負荷。以前積體電路都是在大公司內自行開發，藉由大量設計工程師人工設計、做線路配置，也在內部從事電子設計自動化(EDA, Electronic Design Automation) 。直到 1981 年，電子設計自動化的商業公司成立，明導國際(Mentor Graphic)成立於 1981 年，新思科技(Synopsys)成立於 1986 年和益華國際(Cadence Design System)成立於 1986 年，專門提供設計用的軟體和工具，再加上電腦運算速度的加快，自此以後，小型的設計公司才得以成立及生存。資訊科技和電子設計自動化工具的發展在當時並無法輕易的在不同公司間順利的轉換。電子設計自動化產業之後的發展也為資料的轉換開了一個大門，所以有人就把 1981 年當作是電子設計自動化產業元年。. 二、市場結構的改變基本上來說，從 1980 年至 1990 年代整個半導體市場有了比較大的轉變，而且半導體元件的運用範圍也增加了；在 1989 年，70%的記憶體和微元件皆運用在個人電腦上， 1990 年代以後，在通訊和多媒體市場的運用開始成長， 28.

(38) 給了利基型的半導體製造商新的成長機會。(Dhayagude and et al.，2001) 而且專業製造商陸陸續續的成立，如專業晶圓代工廠以及專業封測代工廠，加上無晶圓公司如雨後春筍般的設立，整個半導體產業就由整合元件製造商、無晶圓公司和專業製造商來帶動整個產業的蓬勃發展。在整個產業的發展過程中，以下的因素發揮了推波助瀾的效用：. 1. 電子設計自動化軟體的發展以及商業公司的陸續成立使得新產品的設計成本降低 2. 即使是大型公司慢慢也無法負荷愈來愈高的資本支出 3. 愈來愈多的專業製造商在市場上出現，充分發揮了經濟規模的優勢 4. 新產品加快腳步地推陳出新，增加半導體廠商的經營風險，同時也給一些規模不大，生產利基型半導體產品的公司提供生存的契機，在當時整合元件製造商對這些利基型產品並沒有投入太多的注意力。. 這樣的轉變也如同經歷了中介型產業的演變。中介型演變是一種結構性的轉型，產業的核心資產雖然沒有受到威脅，但是產業的核心活動卻受到汰舊威脅，這種轉變經常發生在資訊流程的轉變，促成更有效率的交易新方式 (McGahan，2004)。這裡所謂的資訊流程的轉變，就好比網路的發展，使得資訊的分享成本降低，電子設計自動化軟體得以迅速發展，讓垂直整合不再是唯一可行的企業經營模式，也給了注重垂直分工的無晶圓廠商很大的發展環境。. 表 3-2 是 1987 年全球半導體公司排名，其中青一色皆為所謂的整合元件製造商，而且絕大多數是隸屬於某一規模極大的企業財團。. 29.

(39) 表 3-2：1987 年全球前二十大半導體公司 1987 排名 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20. 年營收 (百萬美金) 3,368 3,029 2,618 2,434 2,127 1,801 1,602 1,506 1,492 1,491 1,457 986 852 851 802 657 651 590 571 520. 公司 NEC Semiconductors Toshiba Semiconductors Hitachi Semiconductors Motorola Semiconductors Texas Instruments Fujitsu Semiconductors Philips Semiconductors National Semiconductor Mitsubishi Semiconductors Intel Matsushita Semiconductors AMD Sanyo Semiconductors SGS-Thomson AT&T Siemens Semiconductors OKI Semiconductors Sharp Semiconductors Sony Semiconductors General Electric. 分類 IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM IDM. 資料來源：維基百科，"http://en.wikipedia.org/ 原始資料來自 Gartner Inc.. 如表 3-3 所示，到 2006 年，全球前三大的無晶圓公司高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)和恩威迪亞(nVidia)已經進入前二十五大半導體公司排名。此外愈來愈多的整合元件製造商選擇出售自有產能、或把產品事業部分割成另一家半導體公司、甚至轉型成無晶圓公司。. 30.

(40) 表 3-3：2006 年全球前二十五大半導體公司. 2006 年營收公司分類排名 (百萬美金) Intel 1 32,268 IDM Samsong 2 19,670 IDM Texas Instruments 3 13,200 IDM ST-Microelectronics 4 9,854 IDM 5 Toshiba 9,782 IDM 6 TSMC 9,748 Foundry 7 Hynis 8,009 IDM 8 Renesas 7,900 IDM 9 Freescale 6,049 IDM 10 NXP Semiconductors 5,935 IDM Sony 11 5,804 IDM NEC 12 5,685 IDM AMD 13 5,649 IDM 14 Micron 5,520 IDM 15 Qimonda 5,413 IDM 16 Infineon 5,120 IDM 17 Qualcomm 4,422 Fabless 18 IBM 3,955 IDM 19 Fijitsu 3,858 IDM 20 Matsushita 3,835 IDM 21 UMC 3,670 Foundry 22 Broadcom 3,668 Fabless 23 Elpida 3,474 IDM 24 Sharp 3,471 IDM 25 Nvidia 2,980 Fabless 資料來源：電子時報，"http://www.digitimes.com.tw/ 原始資料來自 IC Insight. 例如，摩托羅拉先在 2003 年宣布和中芯建立長期策略聯盟，進而在 2004 初出售位於天津的晶圓廠給中芯，皆下來在 2004 年底把半導體事業部獨立成飛思卡爾。台灣積體電路(TSMC)與艾特梅爾(Atmel)簽訂合約，購買其位於英國 North Tyneside 8 吋晶圓廠的機器設備，交易總金額為 8200 萬美元。超微 (AMD)再度與台積電洽談脫手超微手中位於德國德勒斯登(Dresden)的晶圓廠 Fab 38，擬將該晶圓廠售予台積電。Fab 38(12 吋廠)原名 Fab 30(8 吋廠)， 31.

(41) 在 1996 年啟用時，便是微處理器產業技術持續創新的重鎮。2006 年 5 月，超微更進一步將原先 8 吋廠改造為 12 吋廠投產，更名為 Fab 38，預定在 2008 年中期，達到完全以 12 吋晶圓投產為目標。雖然媒體分析台積電與 AMD 的合作案，可能僅限於 8 吋廠設備，卻也顯示初超微持續擴大外包策略、降低自有產能作為。以 2006 年整個積體電路半導體產業而言，無晶圓公司約佔 20%的市場佔有率，預期到 2010 年將達到 25%的市場佔有率。如果整合元件製造商持續出售自有產能，無晶圓公司的市場佔有率很有可能於 2010 年超過 25%，顯示出無晶圓公司在半導體產業的重要性將與日俱增。. 2007 年的半導體公司排名雖然尚未確定，根據高德納公司的預測，高通、博通、恩威迪亞和邁威爾科技公司(Marvell)都將進入前 25 大，高通將高居第十三名。. 32.

(42) 第二節半導體產業鏈. 圖 3-6 說明目前兩種半導體公司的產業鏈，其間最大的差異在於無晶圓公司委外所有的量產作業，整合元件製造商則自製和委外兼備。. 半導體產業供應鏈無晶圓公司. 整合元件製造商. 相關供應商 / 委外專業廠電子設計自動化(EDA) ：. IC 設計. IC 設計. 晶圓生產. 晶圓生產. 晶圓測試. 晶圓測試. IC 設計. 晶圓生產. 晶圓測試. 專業封測廠： ASE，Amkor，SPIL， STATSChipPAC，UTAC，…。. 封裝. 封裝. 最終產品測試. 最終產品測試. 最終產品測試. 圖示：. 市場行銷和銷售. 專業晶圓代工： TSMC，UMC，Chartered， SMIC，…。專業封測廠： ASE，Amkor，SPIL，KYEC， STATSChipPAC，UTAC，…。. 封裝. 市場行銷和銷售. Mentor Graphic，Synopsys、 Cadence，… 。. 市場行銷和銷售. 自家產能委外加工. 圖 3-6：半導體產業供應鏈示意圖資料來源：本研究整理. 33. 專業封測廠： ASE，Amkor，SPIL，KYEC， STATSChipPAC，UTAC，…。.

(43) 一、整合元件製造商整合元件製造商從產品設計(IC Design)，前段晶圓製造(Wafer Fab Manufacturing)，後段封裝測試(Wafer test、Assembly and Final Test) 以及顧客端的銷售服務(Sales and Marketing)，皆由企業一手包辦。但是整個半導體產業發展至今，已經沒有任何一家整合元件製造商把所有的生產活動 100%安排在自家工廠執行，也就是說目前的整合元件製造商都會將部分生產作業交給專業廠執行，因此委外策略的規劃對所有的整合元件製造商的重要性也日與劇增。此外因為半導體產業的景氣循環加速，難以預估和掌握，再加上投資金額遽增，經營風險增大，使得部分企業財團決定把半導體事業部從母公司切割出來成立獨立的半導體公司，例如，恩智浦半導體就是在 2006 年從皇家飛利浦公司的半導體事業部分割出來的。飛思卡爾(Freescale)是由摩托羅拉公司的半導體事業部分割出來的。安華高(Avago)的前身是安捷倫(Agilent)，而安捷倫是由惠浦(HP) 分割出來的。另一種改變則是切割部分半導體事業部成立另一家半導體公司，英飛凌 (Infineon)將旗下記憶體部門獨立後成立了奇夢達公司(Qimonda)。日本瑞薩 (Renesas)是由日本日立(Hitachi)和三菱(Mitsubishi)兩家公司的半導體事業部合併成立的。. 二、無晶圓公司無晶圓公司有兩種經營模式，一種是有產品品牌的模式，另一種則沒有產品品牌。沒有產品品牌的無晶圓公司就是矽智財公司，只銷售專利技術給其他半導體公司用於自己的產品設計之中。安謀國際科技 (ARM) 是微處理器 (Micro-processor)專利技術的佼佼者，該技術廣泛用於各種半導體元件。另外則是有產品品牌的無晶圓公司，這些公司自行設計產品，並負責產品的銷售和服務，而把所有的生產作業交由專注製程技術研發的專業代工 34.

(44) 廠，例如，把晶圓製造交給台積電(TSMC)和聯電(UMC)，封裝測試則交給日月光(ASE)和矽品(SPIL)。所以無晶圓公司不用在製程技術花費太多的心力，也毋須負擔昂貴的機器設備折舊費用。無晶圓公司必須領先市場推出新產品才能享有豐厚的利潤，若新產品上市的時效沒有把握住，所有投資可能赴之ㄧ炬，屬於高風險、高獲利的行業。除了這些一開始就是無晶圓公司的企業外，有些整合元件製造商也慢慢地賣掉晶圓廠和封裝測試廠，選擇把所有的生產作業交給專業的製造廠，安華高就是其中很明顯的例子。. 三、整合元件製造商和無晶圓公司績效比較 2005 年高德納諮詢公司針對 31 家整合元件製造商和 50 家無晶圓公司所做的財務指標調查，如表 3-3 所示，可以歸納出幾個現象, 1. 無晶圓公司的毛利比整合元件製造商高出 5%。 2. 無晶圓公司的研發費用比整合元件製造商高出甚多，造成營業利益比整合元件製造商低 6%。 3. 英特爾在中央處理器(CPU，Central Processor Unit)上的核心技術，使得毛利和營業利益的表現皆為半導體業界的佼佼者。 4. 若考慮加權平均資金成本，以經濟附加價值來評估整合元件製造商和無晶圓公司的績效，無晶圓公司又比整合元件製造商高 1.6%。. 表 3-4：無晶圓公司和整合元件製造商財務指標的比較毛利 (Gross Margin) 47.0% 無晶圓公司 42.0% 整合元件製造商整合元件製造商 (不含 Intel) 39.0% 56.0% 英特爾 (Intel). 研發銷售、管理營業利益加權平均經濟附費用和一般費用 (Operating 資金成本加價值 (WACC) (EVA) Margin) (SG&A) (R&D) 24.0% 18.0% 5.0% 2.4% 2.9% 16.0% 15.0% 11.0% 10.1% 1.3% 16.0% 15.0% 8.0% 14.0% 15.0% 28.0%. 資料來源：Gartner Inc. (Apr 2005). 35.

(45) 這也符合我們對半導體產業的了解，無晶圓公司的強點是快速，必須花費較多的研發費用，以最快的速度開發出新產品在市場上取得價格優勢，整合元件製造商則必須維持自家工廠產能的充分利用以降低生產成本，所以委外加工的策略皆為「溢流模式」(Overflow Model) ，將外包商的產能當成是淡旺季調節的暫存區，而非必須充分利用的獲利區。比較整個半導體產業、整合元件製造商和無晶圓公司的營收變化看得出來無晶圓公司最具成長動力，從 1996 年至 2006 年，受半導體景氣的影響，半導體整體產業和整合元件製造商的營收呈現出劇烈的震盪，尤其在達到 2000 年的營收高點後，隨即遭逢 2001 年的大幅下修，此後整合元件製造商花了五年在 2006 年才又達到 2000 年的營收水準；反觀無晶圓公司，即使整體半導體產業營收在 2001 下修超過 30%，仍然有約 6%的成長，也因為無晶圓公司的快速成長，使得整體半導體產業營收在 2004 年就超越了 2000 年。整個半導體產業從 1996 年至 2006 年的年平均成長率為 6%，其中整合元件製造商是 5%，而無晶圓公司是 21%。如圖 3-7 和圖 3-8 所示。. 營收變化率. 半導體營收變化 50.0% 40.0% 30.0% 20.0% 10.0% 0.0% -10.0% -20.0% -30.0% -40.0%. 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006. 年度半導體產業. 整合元件製造商. 無晶圓公司. 圖 3-7：整個半導體產業、整合元件製造商和無晶圓公司的營收變化率資料來源：相關報告及本研究整理. 36.

(46) 半導體營收趨勢營收(十億美金). 250 200 150 100 50 0 1996. 1997. 1998. 1999. 2000. 2001. 2002. 2003. 2004. 2005. 2006. 年度無晶圓公司. 整合元件製造商. 半導體產業. 圖 3-8：整個半導體產業、整合元件製造商和無晶圓公司的營收變化資料來源：相關報告及本研究整理. 四、無晶圓公司的強項產品雖然無晶圓公司只占總體半導體市場的五分之ㄧ，但是在很多關鍵半導體元件上卻佔有非常重要的地位。. 1. 2006 年消費性電子產品第一名的無晶圓公司儘管 2006 年消費性電子半導體市場的總排名的前四大廠商仍然是整合元件製造商，從第一名至第四名分別是東芝(Toshiba)，新力(Sony)，三星(Samsong)和松下(Matsushita)。但是在個別功能元件上，無晶圓公司在很多方面皆扮演很重的角色。如表 3-5，列出無晶圓公司在部分消費電子元件上排名第一的市佔率，恩威迪亞因收購 PortalPlayer 而成為 MP3 播放器控制器的最大供應商；聯發科很多年以來一直是供應 DVD 控制器 IC 的第一名。. 37.

(47) 表 3-5：2006 年消費性電子產品，無晶圓公司的市佔率. 產品. 供應商. MP3播放器控制器 DTV視頻IC DVD控制器/視頻IC 機上盒(Set Top Box) 視頻IC 數位相機 (Digital Still Camera) 圖像處理器. 市佔率. 恩威迪亞 nVidia (Portal Player) 泰鼎微系統 (Trident Microsystems) 聯發科(MediaTek). 23.80%. 27.80%. 博通 (Broadcom) 卓然 (Zoran). 35.80% 16.40%. 9.40%. 資料來源：iSuppli 市場觀察第 78 期， www.isuppli.com.cn/ 及本研究整理. 2. 通訊產品根據研究機構 iSuppli 的報告，德州儀器長期居於無線半導體廠商龍頭的地位，但是，從 2007 年第一季開始，德州儀器面臨全球最大無晶圓公司高通的挑戰，而不再獨占鰲頭，高通以 12.59 億美元擊敗德州儀器的 11.53 億美元，順利成為無線半導體的新龍頭。未來在 3G 晶片市場，德州儀器和高通仍將持續激烈的競爭。(表 3-6). 表 3-6：2007 年第一季全球無線半導體廠商之排行 Q107 Q406 排行排行 1 2 3 4 5. 廠商. 1Q07營收 4Q06營收季成長率市場 (百萬美元) (百萬美元) 佔有率. 2 1 4 3 5. 高通 1,259 1,230 2.40% 18.10% 德州儀器 1,153 1,241 -7.10% 16.50% 恩智浦 377 385 -2.10% 5.40% 飛思卡爾 375 524 -28.40% 5.40% 意法 275 315 -12.70% 3.90% 其他 3,529 3,679 -6.90% 50.60% 總計 6,968 7,374 -5.50% 100.00% 資料來源：科技政策研究與資訊中心，(cdnet.stpi.org.tw). 38.