半導體產業鏈上游為IP設計及IC設計業,中游為IC製造、晶圓製造、相關生產製程檢測設備、光罩、化學品等業,下游為IC封裝測試、相關生產製程檢測設備、零組件(如基板、導線架)、IC模組、IC通路等業。台灣擁有全球最完整的半導體產業聚落及專業分工,IC設計公司在產品設計完成後,委由專業晶圓代工廠或IDM廠(整合型半導體廠,從IC設計、製造、封裝、測試到最終銷售都一手包辦)製作成晶圓半成品,經由前段測試,再轉給專業封裝廠進行切割及封裝,最後由專業測試廠進行後段測試,測試後之成品則經由銷售管道售予系統廠商裝配生產成為系統產品。
一、上游:
IC產品的源頭來自IC設計, IP為IC設計的智慧財產權,IP開發流程包含IP設計與IP驗證,在IC設計中,IP核心再利用可以有效縮短產品開發週期並降低成本,現今IC設計大幅增加了許多功能,因此必須運用既有的驗證有效IP元件,以滿足上市前置時間的要求。但是,由於功能要求與技術製程的差異,各公司必須提供的IP種類太多,因此產生專門從事IP設計之公司。IC設計使用CAD等輔助工具,將客戶或自行開發產品的規格與功能,藉由電路設計由IC表現出來,就是如何將一片晶片的功能從邏輯設計到晶圓設計之流程。IC可簡單區分為類比IC與數位IC兩大類。全球IC設計產業重心已轉向行動裝置領域,並進入美國、台灣與中國大陸三分天下的時代。受到中國大陸白牌行動裝置出貨暢旺,且白牌平板電腦多採用中國大陸自有主晶片,使得中國大陸IC設計產業產值近年來快速上升。目前,美國業者產值仍佔整體市場約六成,穩居第一;台灣因晶片技術及品質領先中國大陸,維持在第二名位置,中國大陸IC設計業在政府政策引導下,後續市占率可望快速成長。
二、中游:
IC製造的流程是將晶圓廠所做好的晶圓,以光罩印上電路基本圖樣,再以氧化、擴散、CVD、蝕刻、離子植入等方法,將電路及電路上的元件,在晶圓上製作出來。由於IC上的電路設計是層狀結構,因此還要經過多次的光罩投入、圖形製作、形成線路與元件等重複程序,才能製作出完整的積體電路。台灣IC製造業者在台積電先進製程技術上的發展,仍處於領先群,聯電28奈米產能亦逐季上升,2016年16/14奈米成為各家大廠競爭之高階製程。
三、下游:
IC封裝是將加工完成的晶圓,晶切割過後的晶粒,以塑膠、陶瓷或金屬包覆,保護晶粒以免受汙染且易於裝配,並達成晶片與電子系統的電性連接與散熱效果。IC測試則可分為兩階段,一是進入封裝之前的晶圓測試,主要測試電性。另一則為IC成品測試,主要在測試IC功能、電性與散熱是否正常,以確保品質。台灣IC封裝與測試產業,穩坐全球之冠,隨著IoT與穿戴應用興起,台灣IC封裝與測試業者持續布局高階封裝,拉大與競爭業者之差距。
IC通路業僅負責IC買賣銷售,不涉及生產製造,係向上游半導體設計廠或製造廠採購,提供給下游電子產業製造商所需之相關零件或材料。
觀察台灣IC設計產業,在傳統3C產品硬體架構逐漸難以差異化情況下,IC設計廠商亦難從晶片尋求大幅度差異化,考驗IC設計大廠為軟體服務能力、後端支援能力與性價比等因素。然隨著中國大陸積極扶植半導體產業,國際大廠紛紛增加在地化製造比重,甚至進一步以技術與資金扶植中國大陸新創公司,以減少中國大陸對其施壓,目的仍為尋求公平之競爭環境。
展望2016年,台灣IC設計廠商雖多數皆在中國大陸耕耘多年,成為中國大陸終端內最重要採用之晶片廠商,然在中國大陸積極以本土資金與國外大廠技術扶植本土廠商後,台灣IC設計廠商近期受到較直接之威脅,不僅在智慧型手機晶片之競爭,中國大陸中小尺寸面板驅動IC廠商亦開始進入小量生產,對於掌握全球超過50%市占率之台灣面板驅動IC廠商而言,後續競爭勢必加劇。近期紫光集團已與多家廠商合作,亦有意與台灣晶片龍頭聯發科進行進一步合作,後續法規與合作方式將牽動台灣廠商在中國大陸版圖與全球市佔率。
晶圓代工部分,繼2015年第一季,聯電投資中國聯芯廈門廠動工後,力晶與合肥市政府於第三季宣布將合資興建12吋晶 圓廠。預計2017年產能開出後,將以大尺寸LCD驅動IC為主。而晶圓代工龍頭台積電則是在2015年第四季宣布將獨資前往南京設立12吋晶圓廠,以就近服務當地客戶,同時地面對年複合成長率超過50%的中國業務市場。
整體而言,台灣晶圓廠商在中國大陸的策略性布局,對中國大陸半導體供應鏈群聚效應發展將有更廣泛影響。而台廠前往中國大陸設廠後,在製程技術及產能相較領先中國大陸既有廠商優勢下,未來吸引在地客戶訂單上也會帶來更多正面效益。
2015年下半年傳統旺季不如以往,位於半導體產業鏈下游端的封測業者,在終端需求疲弱的影響下,面臨上游客戶調整庫存的狀況,已導致下半年旺季不旺的景象出現,必須在上游客戶逐漸消化庫存後,才能夠有比較明顯的成長表現。
展望2016年,台灣封測廠在技術與產能領先下,表現優於全球,市占率維持領先,中國大陸在政府政策與本土市場快速發展的驅動下,再加上購併效益,其封測市占率快速提升,惟高階技術發展與良率穩定仍為長期發展之成功關鍵。
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