全球IC产业发展趋势

资讯用IC可说是历年半导体产业应用主流，例如2000年资讯用IC仍占53.8％的全球IC市场比例（以市场值估计），2004年至少还将占一半的IC市场比重，可见IC产业对资讯应用IC倚赖甚深。不过，随着个人电脑成长日趋饱和，市场面对于通讯应用IC（尤其是手机、无线通讯产品等）需求日益增加，已成为未来不可忽视的半导体市场一大驱动力，2004年通讯应用IC产值占全球IC市场比例更由2000年的22.8％成长到2004年的27.5％，足见网际网路和无线通讯形成的综效，将带动下一波半导体产业成长动力。

此外，随资讯家电时代的到来，未来在SoC市场潜力惊人，一般而言，我们可以归结具备任一或多样特色的产品如（1）市场需求量大；（2）产品架构已订又有产业标准可依循；（3）对轻巧、省电需求高；（4）抢上市时间；（5）价格滑落迅速, 需要整合晶片以降低成本等，均是SoC主要应用市场，行动电话和IA可以说是具体例子。

资讯家电（IA）用IC兴起

PC产品在制程技术不断进步带动下，已出现两极化的发展。一方面，高效能的PC仍以提升速度为主要的追求目标；但另一方面，CPU速度已超过一般用户的需求，加上网际网路盛行，资讯才是主体，操作简单的上网工具才是一般使用者的迫切需要，因而造就资讯家电的兴起，其中制程技术也扮演重要的角色。

资讯家电是功能简单、便宜、容易使用的上网产品，具有所显示的多样化风貌，大致可分为企业用户型、家庭用户型和个人用户型等三大类产品。企业用户型的产品，其实也就是精简型终端机（Thin Client），包括视窗终端机、网路电脑（NC）等。而家庭用户型产品则包​​括了网路电视、网路视讯转换器（Internet STB）、网路电视游乐器（Internet Game Console）、影像电话等产品。而在个人用户方面，例如个人数位助理（PDA）、手持式或掌上型电脑，以及未来可传送资料、语音以及影像讯息的智慧型手机（Smart Phone）等型态。

SoC设计技术挑战

SoC设计技术，由于能节省设计时间与设计成本，是提高设计生产力最有效的方式。在制造成本方面，SoC晶片比原有多颗IC的晶粒面积为小，晶圆加工费用也随之降低。就元件的观点，整合型的SoC还具有高功能、连线短省电与体积小重量轻等优点。

发展SoC的重要技术议题与挑战方面，最主要是在于设计能力赶不上制程的改进时程。各类技术整合进SoC的时程各不相同，因此，包括设计、制造、封装和测试业者也均积极研发SoC技术。

1.IC设计业

以设计业者为例，由于系统产品的应用将朝多元化发展，而为了有效运用既有资源以及确实达到时间之要求，IC设计业者必须改进其设计流程，擅用Design Reuse方式，IC的设计将以各IP之间的界面连结为主，IP就像乐高玩具一样，任意组合成各种不同功能的SoC晶片。

当然其间亦衍生了不少亟待解决的问题，如一家公司无法拥有所有必要的IP、IP之间的介面无标准、不同设计观点有不同的IP，如何选择正确的IP、EDA Tools之间的一致性…等。因此在IP产生及验证方法的统整、软硬体介面的控制、IP的交易／流通机制的建立等，目前均有不少组织在努力中（如国内的SoC联盟）。此外，半导体分工产业链亦加入专门的IP提供公司，甚至出现设计服务公司。未来IC设计业者或是系统公司将可以更专注在欲开发IC的功能性上，至于其他环节则可以透过设计服务业者整合不同的关键IP，迅速完成商品上市。

2.IC制造业

在IC制造业方面，随着制程微细化、多层配线、逻辑与记忆体混合制程乃至于铜制程和Low-K等议题，均是业者目前欲因应SoC趋势所面临的技术挑战。此外，目前的晶圆代工业者为了整合上、下游IC制造服务，晶圆厂方面已能提供经过验证并适合各晶圆厂使用的IP，以吸引代工客户，并与基本IP(library)厂商合作(甚至免费提供)，选择性购入(授权)差异化及标准IP，并提供制程验证，配合客户提供后段设计服务。并藉由制程验证制度，提供SIP流通、应用环境，因此在IC制造方面已初具发展SoC的能力。

3d.IC封装业

SoC将原来数颗IC的功能整合为一颗，其脚数有增多趋势，也推动封装技术的发展。就封装型态的适用性而言，高速、高脚数IC是Flip Chip擅长的领域，而CSP 则是轻薄短小与高频、低脚数IC最适合的封装方式。 2000年0.18微米的制程技术已造就如Pentium 4的1 GHz CPU，未来其他高速产品也会相继出炉，看来Flip Chip与CSP等先进封装的时代已经来临。此外，未来可携式资讯家电产品大量采用CSP封装方式的IC，也将会是大势所趋。

4.IC测试业

由于SoC可由MPU、Memory、Analog与Logic等多种IP组合而成，在IC设计时，加入自我测试（BIST）与具设计可测性（DFT）就显得重要，而在功能测试时，也因为功能的多样化而必须使用多部不同的测试机台，一般MPU与Logic测试时需要使用Logic测试机，Memory的测试使用Memory测试机，Analog的测试利用Analog测试机，而Analog与Logic组合的部份则需要Mixed Signal 测试机。 SoC内同时具备Analog与Logic的机会增高，因此困难与价格较高的Mixed Signal测试的机会可望增加。测试业系依机台计时收费，SoC趋势使单颗IC的复杂度提高，测试时间因而增长，测试业的营收可望随之增加，不过SoC晶片测试困难度的提高，测试厂商必需致力于技术的提升才有能力承接。

十二吋厂议题

在IC制造的未来发展方向，可以很明显的看出12吋晶圆厂已成为制造业者（尤其是专业晶圆代工业者）角逐的战场。然而，由于12吋晶圆厂在建厂投资上约在30～40亿美元之间，己非一般中小厂商可以负担。因此在未来的竞争上将走上大者恒大的情形。

12吋厂的效益大约是8吋晶圆厂的2.25倍，在需要填补产能的压力下，兴建12吋厂者将会以晶圆代工业者为主，因而未来IC产业的分工将更趋完整，IDM厂的委外比例也将因晶圆代工厂的规模经济而增加。为此，不论是IDM大厂为维持既有的竞争优势，或晶圆代工业者为了增加未来的竞争本钱，均大力规划投资12吋晶圆厂的建置，台湾前两大晶圆业者台积电和联电均大力投入12吋厂就是最佳例证。

只是如此的大笔投资风险亦不小，首先考虑则是何时是最佳的投入点，因为半导体产​​业的景气循环似乎愈来愈快，而大量的12吋晶圆的开出不仅会造成价格的下降、产能的过分供给，更可能造成景气的反转。因此投入厂商莫不对产能开出的时间点保持弹性，甚至有厂商在厂房内同时建立8吋、12吋的晶圆生厂线，以作弹性调配。再论及12吋厂的设备及支援设施方面，因为其自动化程度较8吋厂来得高，而在设备的整合上亦较复杂，因此目前12吋厂相关设备的供应上亦不够完备，未来是否足以支援量产仍待考验。

我国IC产业未来发展趋势

IC设计业

尽管2002年全年全球半导体产业之复苏动力不如预期，但综观2003年全年仍将有部分专注在光碟机相关晶片、网路晶片、消费性IC和液晶显示器（Liquid Crystal Display；LCD）驱动／控制IC的设计业者表现仍将不错，因此预估2002年我国设计业产值应仍有至少约两成的成长。

在整体大环境复苏迟缓的同时，我国IC设计业者在无线通讯和数位消费性电子的深耕，以及为调整体质增强竞争力所作的数起设计业购并整合事件，均为国内设计业蓄势待发作了最佳见证，整个设计业的发展上，目前看来有下列趋势：

1.无线通讯和数位消费性电子引领新风潮

2002年个人电脑、通讯设备市场低迷不振，仅有数位消费性电子和少数无线通讯产品一支独秀，因此，我国业者也加快脚步进军无线区域网路（WLAN）和DVD（Digital Versatile Disc）播放机等数位消费性电子领域抢占先机，2003年上述两项产品亦可望对我国设计业产值产生明显之挹注。

首先，2002年起台湾已拿下超过全球七成的无线区域网路卡生产量市场占有率。因此无线区域网路晶片已成为国内业者兵家必争之地，在基频晶片部分，国内已有上元和瑞昱802.11b晶片自2002年下半年起开始量产出货，现阶段射频解决方案与国外大厂搭配；而威盛、亚信、益勤等在内约有近十家台湾业者也将陆续加入提供晶片行列，以及射频晶片亦有包括瑞昱、嘉矽等业者投入，2002年可说是我国设计业者在无线区域网路领域初试啼声元年。

我国业者一方面除了在晶片组规格整合（802.11b/g/a）竞逐外，也持续致力推出高整合度和加值功能（Quality of service、Security 或Wi-Fi/Bluetooth整合等）无线区域网路晶片组，再配合CMOS制程的成本优势来抢占市场机先。整体而言，过去国内业者在有线乙太网路晶片的成功经验以及专擅低成本的竞争优势下，国内网路晶片业者欲凭借在技术端和客户端与策略伙伴结盟取得无线区域网路市场机会相当浓厚。2002年已有少数业者的产品已获得国内系统厂商少量采用，但自2003年开始，无线区域网路晶片预料将可望对我设计业产值产生较明显的挹注。

至于数位消费性电子产品方面，DVD播放机的高成长性使得全球投入竞争厂商增多，导致DVD播放机相关晶片的平均单价亦快速下滑，尽管如此，我国业者却能领先群伦推出单晶片方案取得竞争先机，例如联发在2002年第二季即率先推出整合前后段晶片之DVD播放机单晶片解决方案，目前其在单晶片市场占有率亦快速提升中，紧随在后则是扬智、威腾、其乐达、凌阳以及外商ESS、STM和Zoran等业者也都加紧推出整合前后段的系统单晶片方案。

2.产业购并、联盟数起

设计产业尽管具备高报酬率和高毛利诱因，但随着竞争日趋激烈，我国业者在2002年仍有数起整并案，举凡设计服务业者科雅合并飞科、网路通讯业者大智与凯讯合并、上元与耘硕联姻案，以及IA和通讯领域业者亚全／和茂／宏网合并案均是具体例证。

综观上述国内浮上台面的几起设计业合并案，可说是近年国内设计产业蓬勃发展且走向大者恒大趋势最明显的代表例证，为因应科技产业十倍速剧变的环境，一线设计大厂合并他厂借以巩固市场霸主地位，而二线中小型业者寻求系统单晶片技术和市场资源等的整合，以与大厂抗衡等的业界整合情况势将更为普遍。

首先就网路通讯领域的整并案而言，网路卡晶片已长期由国内网路IC业者瑞昱独大，但在下一代Gigabit和无线区域网路晶片等国内业者新进领域仍未有国内霸主真正胜出的情况下，后进者大智和凯讯各专擅于MAC（Media-Access-Control）和PHY（Physical Layer）技术，两家业者合并为九旸；上元与耘硕合并（存续公司上元）整合网路卡、交换器和无线区域网路等产品技术和市场资源，上述的合并案目的为使上元、九旸能与瑞昱并列国内前三大网路IC业者，以便在通讯网路市场一较长短；至于亚全／和茂／宏网等公司的合并（存续公司亚全），同样亦着眼于无线通讯和韧体技术等资源的整合，借以加快产品上市时程。

至于设计服务业领域，目前仍是设计服务业者大小规模互见、百家争鸣时期，科雅挟后段设计服务、ASIC经验再整合飞科的矽智产资源，以强化其系统单晶片设计服务能力，进而取得与现有大厂竞争利基。

IC制造业

台湾IC制造业在历经2001年产业景气寒冬，2002年总算稍见曙光，在全球半导体产业景气起步回温、台湾晶圆代工产能利用率逐渐攀升、动态随机存取记忆体价格开始好转以及2001年基期较低等有利因素支持之下，2002年台湾IC制造业产值成长21.2％，达新台币3666亿元。

展望2003年，在全球半导体市场景气伴随终端应用产品需求逐步复苏的情形下，台湾晶圆代工可望受惠于IC设计业产值大幅成长及整合元件制造厂商加速释出的委外订单，使得晶圆厂产能利用率提升；另一方面，高阶制程比重增加及12吋厂产能扩充，也使得平均晶圆销售价格上扬，预计2003年台湾晶圆代工约可成长两成，而台湾IC制造业在晶圆代工成长及动态随机存取记忆体价格持稳下，预计2003年也可以成长两成。

不断的投入先进制程研发、发展高附加价值的制程服务与产品是台湾IC制造业维持竞争力的重要途径。在晶圆代工的部分，目前0.18微米以下制程占晶圆代工营收比重已大幅增加，晶圆代工厂商并持续发展0.13微米以下制程。此外，为因应资讯家电及通讯产品之潮流，加强射频（Radio Frequency；RF）通讯制程技术也是目前努力的方向之一。

国内DRAM厂商与国际结盟日益紧密

就台湾动态随机存取记忆体（DRAM）产业而言，因应DRAM主流规格由同步式转向双倍资料传输率式，DRAM产业厂商在双倍资料传输率式产出比重大幅提升，其中南亚科技在双倍资料传输率式的产出居领先地位，华邦电子双倍资料传输率式出货比重也不低，茂德科技及力晶半导体在投片产品及制程转换问题解决后，双倍资料传输率式产出比重也将明显提升。

此外，台湾DRAM厂商与国际大厂之间的结盟关系也越趋紧密。由于DRAM需投入大量资金建厂及研发，台湾DRAM厂商具备先进制程技术、优异生产管理经验及持续投资扩建12吋晶圆厂产能，虽然技术研发能力相较之下是较弱的一环，但借由合作结盟方式，台湾DRAM厂商可确保未来技术来源无虞，而国外大厂也可获得稳定产能的支持，英飞凌与南亚科技及华邦电子的策略联盟，有利于英飞凌稳固其全球第四名的市场地位，而日本尔必达与力晶半导体的合作，亦有助于尔必达快速获得产能进而提升市场占有率。

在制程技术的推进下，IC制造业者为获取市场及订单，势必兴建12吋晶圆厂，尤其当未来12吋矽晶圆价格下降、厂商经过学习曲线后量产良率提升，12吋晶圆将可显现其制造成本效益。现今虽然因为半导体景气动向不明，影响厂商12吋厂产能扩张时程，但以台湾晶圆代工、动态随机存取记忆体业者在12吋晶圆厂的及早布局，未来12吋晶圆厂成为主流时，台湾IC制造业者将占举足轻重之地位。

在系统单晶片潮流下，晶圆代工业者藉由提供矽智产验证、元件资料库、设计服务等，缩短客户产品设计及制程开发的时间；在系统单晶片制程方面，制程技术以CMOS、数位制程为主轴，并整合进记忆体及类比元件，目前厂商已可提供记忆体与系统单晶片整合之解决方案。因应系统单晶片之发展趋势，IC制造业者除了积极加强自身掌握系统规格与提供矽智产服务的能力外，藉由与国外大厂结盟的方式取得技术或共同开发亦可达到市场时效之目的。

IC封装业

历经了2001年半导体产业的大幅衰退后，2002年的封装业，受到上游库存去化以及市场需求渐增的鼓舞，产业景气也随之缓步复苏。在国际整合元件制造厂商订单的挹注，以及我国设计业及晶圆制造、代工等上游产业表现相对较佳的影响下，2002年我国封装业较2001年成长17.8％。展望2003年我国封装产业发展动向，将受国际整合元件制造厂商委外封测订单释出脚步加快，以及DRAM价格稳定因素影响，而呈现持续成长的前景。

在封装市场动向方面，由于看好未来大陆的半导体需求市场，各大整合元件制造厂商开始在大陆布局封测产能，一方面为利用当地低廉的土地及人力成本，也为未来广大的市场先行卡位。在半导体整体产业环境方面，台湾历经30多年的发展，上下游产业链结完整，群聚效果相较于刚起步的大陆半导体产业更为显著。

台湾封测业者未来将定位高阶市场

在技​​术能力方面，由于国内上游的设计、先进的制造能力在全球表现抢眼，也驱动着下游的封装业者积极朝高阶技术持续发展布局，大陆则仍多以中低阶封装技术为主。由国际封测大厂安可（Amkor）来台布局高阶封装市场，以及STATS意欲来台寻求合作伙伴的事件意含来看，未来台湾封测产业的市场定位，将着重在高阶封测市场，而国内的封测大厂也多将未来的研发主力，放在如覆晶（Flip Chip）、晶片尺寸封装（Chip Size/Scale Package；CSP）、晶圆级封装（Wafer Level Packaging；WLP）、系统封装（System in a Package；SiP）等技术的发展上。

自2001年起，封测产业透过策略联盟或购并以达到整合的事件不断，主要的考量多为以经济规模达到成本降低的目标，或以规模经济提供多样化的封装服务，以吸引更多客源，而预估未来联盟或购并的趋势亦将持续进行。

在封装技术发展方面，自2002年起，封装技术的发展重点，着重在覆晶技术的发展上。目前国内投入覆晶封装发展的厂商有日月光、矽品及安可等，但现有产能都不大。

以应用产品而言，现阶段大量规模采用覆晶封装的产品，除英特尔（Intel）的PⅢ、P4处理器（CPU）及晶片组外，只有量少、高阶的IC产品使用覆晶封装。但在英特尔的带动下，晶片组、绘图晶片等大厂都有意采覆晶封装，上游IC设计客户则已经通知封测厂，配合覆晶的封装技术，预计2002年至2003年间，晶片组及绘图晶片都将陆续跨入该领域。目前覆晶封装的需求仍不明显，主要原因是由于现阶段覆晶封装的价格仍偏高，尤其以覆晶基板，占覆晶封装型态成本结构的比重最高。为强化在覆晶封装成本上的竞争力，国内封装大厂亦开始在覆晶相关材料以及关键零组件，如覆晶基板、12吋锡铅凸块等，积极着手布局。

另一个封装技术发展的著眼点，则是系统封装的发展。系统封装是将多颗IC甚至被动元件封装于基板上，堆叠封装基本上亦可视为一种系统封装型态。系统封装最大优点之一即是不同材质间的整合，例如将CMOS与砷化镓的晶粒加以整合。由于现阶段系统单晶片的发展却面临了一些瓶颈及挑战，而在系统单晶片技术尚未发展成熟之际，反而提供了系统封装一个很好的发展机会，许多封装厂商提出以系统封装的方式来代替系统单晶片。

IC测试业

在全球景气复苏、DRAM价格回稳、测试平均接单价格仍下滑等因素驱使下，2002年台湾的测​​试业较2001年小幅成长。展望2003年我国测试产业发展动向，将受高阶测试需求增加，如可测性设计（Design for Test；DFT）与内建自我测试（Build-in-Self-Test；BIST）技术的发展、混讯（Mixed-Signal）测试需求增加，以及动态随机存取记忆体价格稳定等因素影响，而呈现持续成长的前景。

在测试市场动向方面，根据2001年国际半导体技术蓝图所公布的测试技术蓝图中指出，半导体的制造成本将遵循摩尔定律（Moore's Law）迅速降低，但随着晶片设计的复杂程度迅速提升，用来检测IC的测试设备成本却将随之提高。在未来系统单晶片正式量产后，测试设备的昂贵成本，将驱使设计公司将主力放在晶片设计的本业，而把测试业务释出，交由专业测试厂商进行测试。

而在整合元件制造厂的部分，由于随着IC功能的日趋复杂，后段的封测设备亦较以往为昂贵，整合元件制造厂为降低投资在后段封测设备的资金风险，将经费主力投注于前段设计的投资型态已成趋势，此举亦有助于专业测试代工厂在高阶测试接单量上的成长。

在测试技术发展方面，随着IC功能日渐复杂，速度与频率不断提升，也为测试技术的发展带来了新的挑战。而未来在系统单晶片的发展驱使下，使用第三者（Third Party）所提供的矽智产来设计晶片的机会也将越趋频繁，届时检测技术的使用将扮演更重要的角色。

结语

全球IC市场在历经2001年的景气低迷与2002年的停滞不前后，对于已经展开的2003年，产业界可说皆抱持着对景气复苏的期望；但由于整体大环境前景仍未明朗，国内IC业者势必确实掌握全球市场发展的趋势潮流，才能在激烈竞争中保持领先。综合以上的分析，在通讯类产品与消费性电子产品市场需求持续成长的趋势下，国内IC产业正可把握契机，在相关领域的技术升级与研发上投入心力，并迎合SoC的IC设计潮流，相信结合国内半导体上下游的完整产业链优势，必能再度于国际市场大放光彩。

（作者为经济部工业局电子资讯组科长）

下期预告

在竞争激烈的全球半导体市场中，台湾IC产业的优势何在？面临着哪些不可忽视的威胁？又有哪些必须注意的威胁与可掌握的机会？在下一期的零组件杂志当中，本文作者将继续为读者解析台湾IC产业的SWOT，并以我国产业辅导政策的角度出发，擘画产业未来发展愿景，敬请期待！