由于IC供应商在终端产品上日益走向整合多功能晶片， SoC/SLI（System Level Integration）已成为IC设计的主流，产品同质性将越来越高，竞争也会更加激烈，市场空间缩小，IC产业就渐渐出现规模经济取向的水平整合。同时，随着半导体微缩制程使IC集积度大增后，光罩成本不断上涨、设计周期加长、NRE费用增加、产品寿命减少等诸如此类的问题，都大幅影响了半导体市场今后的发展方向，而SIP （Silicon Intellectual Property；矽智财）交易的盛行和相关产业的兴起，已经逐渐成为克服以上问题的首选，促使半导体产业重新回到高效率和高报酬率的轨道。

SIP Reuse与交易已是未来潮流

未来的3C产品由于具多功能、轻薄短小、弹性且即时上市的特性，SoC的IC设计更是需要使用到各种SIP才能事半功倍，尤其是在数位电路方面，不管是硬体区块的建置，或是软体SIP的嵌入。而只要是SIP拥有者便能提供SIP的交易，所以包括专业SIP供应商、IDM、无晶圆厂业者（Fabless）、晶圆厂（Foundry）、设计服务公司（Design Service）、系统制造商等都可以是SIP供应商。

3C整合产品催化SIP设计方式

由于3C整合是未来的潮流，将系统产品的功能整合在单颗晶片上的观念更是大行其道，IC如采取SoC的设计方式，不但可减少零件数目、节省电路板的成本，并且可以缩小产品体积、节省耗电、减少散热的问题；因此，SoC已成为IC产业界不可避免的趋势。此外，3C产品强调多功能、弹性即时上市等特性，除了IC硬体区块的建置需要大量的SIP使用，大家现在明显看到的一个趋势是，硬体的区块可以用软体取代；这样的趋势是让设计者在标准的嵌入码外，可以自己下指令，所采用的SIP能依需求做弹性变化，这样的趋势有助于每家厂商所设计的IC产品差异化。

IC设计复杂度已达百万闸极

《图一 2003年台湾系统级IC设计闸数》 数据源:Source：EE Times-Taiwan，2003/03

随着IC微缩制程技术的快速发展，单一晶片上所能整合的电晶体数目愈来愈多，至今设计复杂度进一步提升到百万逻辑闸（Gates），如(图一)，若仍然采用传统利用Standard Cell或是重新设计的方式来设计晶片，一次必须设计百万个甚至更多的Gates，以目前IC产业的环境，势必无法提供足够的人力与符合开发产品即时上市的要求。

在这种情况下，较可行且有效的方式是善用SIP，在厂商无法迅速掌控一切关键技术的情况下，借助不同厂商所提供之SIP，乃能在最短时间内推出产品，以抢食市场大饼。公司都有各自专长的领域，也有相当数量SIP，若这些设计可以重复使用，且各公司间可进行SIP的交易，使好的设计可被流通，并为需要者所使用，如此便可相当程度解决上述问题。

IC设计平台化需求殷切

由于IC单位面积集积度增加以及新一代产品功能设计日益复杂，为了让IC设计更有效率，IC设计方式的演变从过去的TDD（Timing Driven Design）阶段，演变至BBD（Block-Based Design）阶段，最后进入设计复杂度更高的PBD（Platform-Based Design）阶段，如(图二)。

PBD的最终目标是整个系统能够随意的抽换SIP，甚至是抽换CPU core都不会影响到软硬体间的运作；这其中出现两种需求：SoC平台SIP和建置在各区块的功能SIP；SoC平台基本上已经整合了许多特定功能SIP ，替IC设计者解决了不同来源SIP的整合问题，且系统环境、架构也都已经事先规划完成，客户只需在平台上整合进自己的SIP即可，大幅地加快IC产品的开发速度，减少使用者所需的设计研发人数，再加上若是SoC平台设计得宜，则可兼顾到使用者在差异化以及产品升级上的需求。

《图二 IC开发方式演变图》 数据源:Source：Cadence

IC设计规模经济潜藏产业分工因子

半导体发展到一定的阶段，初期具有利基性的IC产品会因为竞争者的加入，超额利润的空间遭到压缩，IC产品的设计由于系统整合打破产品间的界线，同性质业务的规模经济于是出现，同业之间的水平整合趋势明显。 Goldman Sachs计算出从1990～2003年，建造晶圆厂的成本成长了七倍，高过整体半导体营收成长的五倍，如(图三)，这表示销售IC的毛利越来越低。具有设计能力的工作团队，因为在器件设备和IC市场上的弱势，在此情况下只有依其核心专业价值开发出不同业务性质的服务方能突破困境。

《图三 晶圆厂成本和半导体产业营收成长比较图》 数据源:Source：Goldman Sachs

系统整合趋势导致IC产业水平整合现象

由于半导体技术日益成熟，加上系统整合是未来的趋势，各晶片大厂运用其既有的技术和市场优势，出现多种扩充版图的方式，其一是开发多功能整合晶片，最有名的莫过于Intel、TI、Motorola所推出的智慧型手持装置通用平台，再来是开发新的产品线，如威盛、联发，还有不断出现的网路晶片公司购并案，在竞争愈见激烈的半导体产业环境中，规模经济上的成本优势终究还是领导整个市场，这种情况最多出现在网路通讯晶片领域。不仅是跨产品线的冲击，同产品线也出现产业集中度高升的现象，就拿全球设计业市场来说，前20大设计业者就囊括近80％的市占率，换句话说，除非是该产品领域的前2大设计业者，否则几乎已注定必遭淘汰，大者恒大的趋势更加明显。

高阶制程费用飙升打击小型IC设计业者

系统晶片的容量已经越来越大，10年前，其规模为每平方英吋1万个闸电路；现在密度已达到平均每平方英吋100万个闸电路，这已经使得ASIC/SoC的固定成本不断增加，尤其是光罩的部份；过去在6吋或8吋晶圆的时代，光罩的价格约在10万美元上下，但如今光罩的价格早已逼近100万美元，而面对下一代0.18微米、甚至0.13微米制程的推进压力，从IC设计、光罩、晶圆验证到量产，研发经费将大幅攀升到1000万美元。

以往小型设计业者总会利用较之大厂再高一阶的制程技术，生产出更具成本竞争力的晶片，借以在市场上争取到生存空间，但在0.18微米以下的高阶制程费用以等比级数跳升后，高阶制程的可利用性已明显较以往困难，对业者来说风险太高。

利润从差异化领导逐渐走向独占取向

IC设计业在产业形成初期，总是以其效率及差异化的优势取胜，形成一定的市场规模，更随着不同新兴系统产品应用兴起，而造成百家争鸣的状况。而产品的差异化之所以能获利，是因为市场存在不确定性，但是整个IC产业就像是一个大产品，已经渐渐步入成熟的生命周期，不确定性降低，所以要靠差异性来获取利润的机会是日趋渺小了，以现在的环境很难再出现像Qualcomm、NVIDIA、Xilinx这样子的公司了。

未来只有具规模经济者如IDM以及大型IC设计公司能够取得较有利的SoC platform授权合作条件，很多的IC元件都会逐渐IP化，直接在设计时就被整合进系统单一晶片中。所以从种种的迹象来看，未来二线的IC设计公司或IDM厂不是被购并掉，就是投靠大公司，而新进的IC公司机会将会更少。不过未来在DataCom & TeleCom的整合应用上应该会有新的机会，而如果能够运用新的Business Model，也算是另外一种利用业务性质的差异性来创造获利机会的策略，也就是说，如果IC设计公司可以转型为专业的SIP供应商（如ARM、Rambus），或许这是一个新的策略转折点。

专业SIP供应商的兴起

IC设计产业具高营运风险却特性，因为一项产品的成功与否决定公司的兴衰，相对地的SIP产业的营运风险就较IC设计产业来的小，成功的SIP业者所凭借的乃是其对市场趋势之精准掌握、专注的SIP研发与其独特核心专长的持续累积。未来IC?业链分工会进一步细化，公司可以用他人的SIP库、他人的设计资源、他人的制造资源来获得自己的?品，这实际上在整个IC产链上实现了资源的优化整合。在这个趋势下，在设计业领域再次被切割出新一块专注于设计前段各种SIP研发的SIP与设计服务公司，代表性的公司有ARM、Rambus，或是台湾的智原科技与创意电子等。

供应链网路使IC上下游成为虚拟IDM

SIP开发的过程必须结合不同专业的硬体软体设计组织来完成，主要是半导体的产业价值链与IC设计支援产业，包括EDA、SIP、CAD、Foundry、Package & Testing、Software、System等，而IP开发后的销售服务，一样要跟相关协力厂商做配合。但随着SoC的发展，以及晶圆制造已迈入12吋厂新纪元的来临，整个产业发展的最大瓶颈，是缺乏整合的半导体供应链上的各产业阶段，这令SIP无法融入晶圆制造的平台，随之而来的IC产品测试及除错问题更会是一项大麻烦。

然而供应链网路的发达以及统一资讯平台的建立，解决上述半导体上、下游间的沟通鸿沟，以网路为媒介主体，串联SIP业、设计业、制造业及封测业而型成半导体产业的虚拟垂直整合模式（如IBM、Oracle的E-business、Cadence的EDA Platform等）。虚拟整合的产业模式，不但保存了原本产业各阶段中分工的利基规模经济，更能藉由网路的无国界以及即时性，贯通整个产业链上的各个资讯环节，达到表面上分离，实际上却全面性整合的优势，这使得IC产业的分工具强而有力的基础。

ARM阐述了SIP公司成功的主要因素

SIP产业没有生产自有晶片、工厂、机器设备，花在工程师上面的研发费用是最大的支出，所以不需负担库存风险，一个IP完成之后，可以同时以收取权利金（Royalty）和授权费（ Licensed Fee）的方式卖给很多个客户，即只需要花一次的人力与时间开发SIP产品，产品开发成功后便可以同时卖给很多的客户。

全球第一大矽智财公司ARM成功的关键在于对于利基市场的选择、技术能力、策略联盟、软体支援这四大因素：

IC设计服务以全客制化设计代工见长

《图四 IC设计服务公司营运模式》 数据源:Source：拓墣产业研究所，2003/05

IC设计公司中原本专门服务于公司产品线的设计服务部门，因为只承接自己公司的设计团队业务，在风险和成本考量上都偏高，基于降低风险和减少成本考量，设计服务部门分割出来成立独立的公司蔚为风气。值此同时，晶圆厂中和IC设计公司对口的业务单位，也因为和晶圆厂的良好互动也想来分一杯羹，成为另外一股设计服务业的生力军，如(图四)。

此外，嵌入式系统的利用也是造成半导体产业加速分工的重要因素之一，IC相关业者只需要将客户所需的特定SIP架构或程式码，嵌入个别SoC产品系统中即​​可。由于IC设计公司主要是以销售自己品牌的产品为主，难以达到客制化的需求，不少的OEM／ODM以及EMS等系统业者已选择设计服务公司，作为其未来产品开发上的长期合作伙伴，也间接促成SIP以及设计服务公司如雨后春笋般成立。

FPGA/PLD产业的兴起创造SIP需求

PLD的演进速度惊人，产品演变至今已经以已铜制程90奈米量产，闸数可达500万以上。晶片尺寸也大幅下降，2003年采用的是0.13微米八层金属层制程，Die Size为1994年产品面积的10％左右，另一方面，FPGA快速导入12吋晶圆制程后，厂商透过制程的进化已经大幅降低成本，部分低阶产品线已大幅降价到10美元以下；Xilinx更宣称，FPGA到2004年100万闸数的FPGA将低于20美元，400万闸数将低于100美元。

Altera在2001年首先和ARM、MIPS 以及Mountain View达成嵌入式微处理器授权合作，Xilinx接着也引进IBM PowerPC架构，并相继和QuickLogic、Triscend、Mountain View、ARM 和MIPS 组成联盟，加上ASIC 制造商也开始把FPGA加到他们的晶片上，例如LSI Logic、Milpitas和Samsung Electronics等，这都使得嵌入式FPGA市场有相当的发展利基。而FPGA的兴起，与其搭配的SIP需求更是殷切，间接蓬勃了SIP产业，也促进IC产业的分工。

SIP为下一波IC产业分工主角

随着相关技术的成熟，市场上客户所要求的，将不再只是购买单一个别的SIP，而是能提供更高价值的SoC平台，而原本的SIP厂商，则必须在既有的SIP产品之外，也开发出适当的SoC平台，才能在市场上占有一席之地。未来随着整体产业竞争趋势的变化，产业的分工有可能进一步的划分出SIP的提供者与SoC平台提供者两种角色。综合上数的种种因素，未来IC产业的分工将会再进一步​​，除了之前的IDM委外代工趋势外，新一波的分工包括SoC Platform、SIP供应商以及提供IC客制化服务的厂商（ Design Service），如(图五)。

《图五 新一波IC产业的分工与整合》 数据源:Source：拓墣产业研究所，2003/05

依据Semico Research的报告指出，SIP市场将浮出台面，并将推动IC产业的复苏，预测SIP市场2003年成长率将超过25％，总营业收入达10亿多美元，SIP的主要用户将持续为系统单晶片、ASSP和FPGA元件，而包括In-Stat等研究机构也都预估到2005年SIP市场每年都将有超过20％的成长率。然而，SIP的优点还没有全部实现，必须要解决现存的几大问题，第三方SIP的使用才能深入人心，包括开发可重复使用的SIP成本比开发一次性使用的SIP成本高约50％，而且SIP的建构还缺少标准，在复杂晶片的设计中，有可能引发SIP模组之间的互通性问题。

（作者为拓墣产业研究所半导体分析师）