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台湾半导体产业发展趋势
 

【作者: 黃國晉】2000年03月01日 星期三

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全球半导体景气正全面复苏成长,根据Dataquest的报告,1999年全球半导体销售额约1600亿美元,较1998年之1362亿美元成长17.4%,为1995年以来首次二位数之成长。在网际网路与手机市场高速成长带动下,1999年半导体市场成长18%,未来数年半导体市场会有极大的成长空间,但半导体业有其荣枯交替期,需求总会因供应的快速成长而出现过剩现象,然展望近来由于网路兴起而带动的新经济模式,连带地刺激消费市场发展新产品的开发,而资讯家电(IA)时代来临亦代表产品的多样化,此股潮流正驱动着半导体产业的发展,相信多元化产品与市场将成为半导体成长的推手,此亦促使厂商朝着多角化方向发展或转型以因应二十一世纪之到来!



需求面之转变


3C产品成电子消费市场主流


一般预料3C产业将成为下一世纪的主流,其与网路的结合将赋与世界新的生命力及创造力,而简易化、人性化及家庭化的复合特质将会是未来产品的发展趋向;整合之潮流仍将继续地往前行,美国线上(AOL)购买时代华纳(Time Warner)的破天荒交易,象征着网路媒体时代的来临,后PC时代象征的是多元化及便利性,PC的机能将因人类赋与其新的概念而重新定位。



各产业链的结合及全球化将因网路的带动而建构出虚拟的联络网,亦因通讯及电信的配合而让世界显得更小,超媒体将成为连接点与点的媒介,而逐步地构成一完整的面,这些转变将带动下一波人类及工业界革命,数位化商品发展造成半导体业的丕变,尤其在晶片及产品上产生很大的需求上变化,半导体需求面的应用契机已从传统个人电脑所主导的局面,转变成资讯、通讯、消费性多媒体产品。



未来电子产品发展的趋势,除了个人电脑所建构的网路世界,以及数位产品随身化革命外,藉由各项数位式资讯家电产品所建构的家庭网路系统,将逐步地落实人性化及简易化的主张。过去以资讯产品为大宗的市场,随着PC的成长趋缓及后PC世代就个人电脑之重新定位后,资讯用产品将逐步地成为架构网路的媒介者,但并非意味着PC将走向末日,只是以PC为架构的应用产品将取而代之成为市场上的主流产品。因此,通讯、消费性产品将以个人化及生活化的形式出现,尤其是通讯及家庭多媒体设备将大行其道。



资讯市场主要仍以PC及笔记型电脑为发展主轴,延伸出其周边的配备装置,而未来将朝向功能区隔化、简易操作,在外型上将走前卫、色彩光炫及轻薄短小;在周边产品上随着USB、IEEE 1394的普及将促成传输速度改善、连接埠可简化,故周边设备亦将随之发展。而在功能上也会因PC及笔记型电脑的速度及影像显示系统的提升,而加速周边设备多元化及走向高品质导向;USB、IEEE 1394具备即插即用、高速度和高扩充性,俾以符合数位化的多媒体时代。



在通讯市场上将成为3C产品中最重要的主角,因网路概念的推展无远弗届,随之而起的便是电信产业的蓬勃发展,在通讯与网路的结合下,顺势带动起一波数位化全球通讯革命。西元2000年以后行动电话将从目前的2.5代升级到第3代(3G),无线传输速率倍增为384Kbps以上,此亦象征着行动通讯时代将迈入高速无线上网(图一)。随着通信以及网路的发达下,宽频的需求有显著的增加,各种因应宽频的产品开始发展,如:Cable Modem、XDSL、ISDN等;手机则开始着手研发第3代的手机CDMA(划码多路进接)。划码多路进接是一种展频(Spread Spectrum)技术的应用,具有极佳之保密性及抗干扰性,CDMA面临了在于各国的通信协定能否开放问题,但在网路资讯的开放及规格化的强烈需求下,将逐步走向统一化以因应全球通讯之发展。




《图一 1997~2003年全球行动电话销售金额统计图》



在消费性电子产品中,即插即用的功能使数位式家电系统因此而达到整合,并朝向人性化及生活性的方向迈进,也促成资讯化家电的发展,DVD、数位式摄影机(Digital Camcorder )、数位式照像机(DSC)、数位式STB、VCD以及具有上网功能的电视游乐器等均将加速消费市场的发展及需求。而资讯家电时代的来临也促进家庭式娱乐媒体的变化,此亦形成互相连结、传输、交换等功能,而带动数位式多媒体及影像装置数量的成长(图二)。




《图二 1999~2002数位产品数量复合成长率》



供应面的变迁


数位化商品发展上造成半导体业之丕变,尤其在晶片及产品上产生很大的需求上变化,再者,传统半导体产业链也发生了结构上的转变(图三),而这样的改变也促使所有的业者均将面临转型的思考,并深深地影响到半导体业界的版图变动,值此数位时代及买方市场的变局里,除了产品链的转变外,各异种产业间的交流及竞争将日趋白热化,全球半导体产业正进行着一场全面性的产业结构价值重整及观念上的革命,此策略转折点正考验着半导体业的智慧,如何运用正确的策略以争取第一线商机。




《图三 半导体产业链结构上的转变》



产业结构面之探讨


传统的产业链发生了结构上的转变,随着晶片集积度愈来愈高及线径越来越小之下,复杂度也随之增加,而制程的进展速度比晶片设计时程来得快,因此,在IC设计业中便出现了所谓的IP(Intellectual Property) Provider业者,专门提供电路元件资料库,而原本与晶圆代工业关系密切且具有客户与供应商的IC设计业者,因IP之出现遂成为晶圆代工业者极力想争取合作的对象,俾以充分发挥晶圆代工业者弹性多元的服务特性。此亦反映出数位化时代因产品的多样性而创造出电路元件资料库的勃兴,同时也让IC设计业形成了水平分化,而IDM的设计部门亦将走向独立或增加与IP业者的互动关系。另外,晶圆代工(Foundry)与IP Provider的结合亦成为数位化时代的一大特征,未来随着SOC(System on a Chip)之发展,二者的关系将会日益密切以建立起效能的整合链。



世界经济版图正在重整,竞争将越演越烈,变化如疾风骤雨,因此各行各业正以空前速度整合,大企业、大并购如火如荼进行,例如:铼德合并两家未上市CD-R厂、奇美集团也以集团内合并的手段,由奇美电子合并关系企业的奇晶光电,预期这股风潮将越演越烈。此在半导体产业亦复如此,Micron并购Ti、台积电收购德碁三成股权、华邦与Toshiba、力晶与三菱、茂德与西门子、南亚科技与IBM、世界先进也与力晶结盟、LG/Hyundai、威盛(Via)并购Cyrix及​​艾迪特(IDT)X86微处理器部门,整合CPU第三势力厂商、矽统以技术移转方式取得Rise的CPU技术。



此股潮流也让封装界吹起结合风潮,如:日月光收购中坜与南韩Paju两座封装测试厂、华泰收购IPAC、矽品集团的合并案、南茂并购高雄电子、立卫与菱生策略联盟、华新先进入主宗大等。而近来联电集​​团五合一大手笔、台积电在短短的时间内买下德碁并了世大,且准备将世界先进转型为晶圆代工业,十足的晶圆代工龙头架势。然在晶圆代工业合并日盛后,一些规模及订单量不大的IC设计公司将面临​​更大的考验,此亦成为产业链变迁下的影响要素及原因。



随着IDM的解体而形成了垂直分工的产业模式,渐渐地为增加竞争力及达到经济规模,遂出现垂直或水平的整合,但仍不失其分工的特色。依统计数据可发现封装、测试业及IC制造业(尤其是晶圆代工业)间存在着供需的垂直整合,两个或两个以上的企业,为了确保、维持及提升公司长期的竞争优势,透过互相交流,共同研发、生产、行销、产能互换、相互授权、合资或加上活动的组合,达成互利互惠的合作关系或协议的关系。而此种产业生态间各企业体或以合资、股权交换、建立长久的联盟关系,以发挥综效的功能。策略联盟或并购所形成合作的紧密程度也不相同,如果是以特定期限为合约内容的策略联盟,长期而言,也可能随时因市场遽变而有变化;如果是以股权的买卖方式进行并购或合并(吸收或创设合并)为结合时,则为较稳固的合作关系。



而另一方面,近来台湾封装市场面对着IDM加速委外代工的趋势,纷纷进行内部资源的重整及外部的整合,全球80%的封装、测试产能都集中在IDM厂商自己的工厂内,比起英特尔、摩托罗拉等IDM厂,全球前几大专业封装厂的营收规模都太小,只有把营收规模提升到世界级的水准,才能争取到世界级大厂的订单,未来几年内,IDM厂商将逐渐把订单外包给专业封装、测试厂,将使专业封装、测试市场规模,从今年的300亿美元增加至600亿美元,IDM除了节省成本之外,代工还可以让企业将最重要的资源集中在最核心的业务俾以提升竞争力。IDM公司掌握全球九成以上的IC市场,未来IDM产能的加速释放,将是我国代工产值大幅成长的关键。比较1998/1999年晶圆代工业及封装业的客户别,即可发现IDM厂商终究档不住此股委外(Outsourcing)风潮正逐步地增加其释出量(图四)。




《图四 1998/1999年晶圆代工业及封装业的客户别示意图》



产品结构面变化对半导体产业影响


IC设计业


随着数位化时代的到来,领导创意的设计业者更需体悟到这股潮流,原本多以资讯用晶片为主要产品,因下游消费市场的需求发生改变,多功能的整合晶片、网路、通讯及多媒体晶片需求节节上升,遂造成IC设计业者在产品线上的调整与因应(图五),以下拟就产品别作一探讨:




《图五 台湾半导体产业的SWOT图》



1.PC晶片组:


现多分南北桥两颗晶片组成,而北桥(North-Bridge)又名MCH(Memory Control Hub)主控记忆体相关功能的运作;南桥(South-Bridge)又名ICH(I/O Control Hub)主控各输出输入讯号、资料的控掌。而其发展上逐步走向高阶的趋势,由于PC的架构朝高速及多媒体3D影像迈进,故晶片有往整合(SOC)的态势。今年威盛与英特尔整合型晶片组,都支援四倍速先进绘图埠(AGP),也可支援PC 133与PC 100同步动态随机存取记忆体(SDRAM),而其他业者如:矽统及扬智亦积极朝向3D整合迈进。



2家庭视听晶片:


声音与影像在多媒体中扮演着非常重要的角色,而影像压缩则成为最核心的一大关键技术,其中下游影音消费产品DVD、HDTV、Super VCD等技术均赖MPEG(Moving Picture Experts Group)的标准与规格,而MPEG1 IC及MPEG2 IC遂成为应用的主要元件,前者应用在VCD,但其解析度并非很好,故在欧美日国家市场并不大。后者应用在DVD、Digital Camcorders、HDTV等高阶视讯产品,发展潜力不可小觑。



3.通讯及网路应用晶片:


ADSL、Cable Modem近来由于频宽成为网路发展的一大课题,故宽频网路的概念随之而起,DSL(Digital Subscriber Line)数位用户回路技术将成为宽频网路时代的重要存取技术,而网路晶片遂成为未来主流的产品。通讯用射频晶片(RF IC)在所有通讯用品中扮演着极为重要之角色,包含低杂讯扩大器(LNA)、电压控制震荡器(VCO)与功率扩大器(PA)及声波滤波器等,在此部分台湾业者仍处于追赶状态,与欧美业者在开发技术上仍有相当之差距,急需积极介入以建构通讯产业的基础,另外GaAs IC更是新兴的通讯晶片技术,尤需台湾业者积极开拓的新领域。



4.乙太网路晶片(Ethernet Chip):


拜网路晶片世代交替的影响,以及市场的需求逐渐提升,100M三合一网路晶片销售转强,国内在100M和10M网路晶片的需求约在两百万颗以上,过去10M一直为国内厂商最大宗之产品,但由于网路晶片世代交替速度加速,且网路晶片市场持续地成长,促使消费市场对100M网路晶片需求快速跃升,预估100M将取代一半以上的10M网路晶片市场。而国内在乙太网路晶片供应商除了在100M晶片上加快脚步外,并将焦点转向笔记型电脑专用晶片发展以抢攻此市场大饼;另外网路晶片亦刮起整合风,几乎所有厂商皆推出三合一整合晶片,以因应多媒体的多元化需求。



5.TFT-LCD Driver IC晶片:


在1999年下半年开始,IC专业设计业者开始密集投入驱动IC的开发,并有少数的样品出货,但因进入障碍颇高且需具备类比设计的能力,同时晶圆代工业者的高压制程尚未齐备,封装制程尚难有稳定的支援基础,因此造成台湾业者的犹豫不前。但随着联电、台积电和华邦都有能力提供高压制程,后段也配合晶圆代工而完成开发,如慎立和颀邦开发凸块(Bump),封装厂也有TAB的能力,遂在配套逐步完整之下吸引了IC设计业者积极强进此新兴领域。其他如MLCC、被动元​​件、通讯用电阻等将逐次地成为未来市场的重要需求产品。



6.IP(Intellectual Property):


因SOC(Systemon a Chip)日益发展且日趋重要,SOC市场的成长快速,可由Dataquest的数据中得知,1997年ASIC中属于SOC产品的比重20%,但到2002年ASIC产品中有54%属于SOC产品;1997至2002年SOC市场值年复合成长率为46%。晶片复杂度增加、产品寿命及周期缩短导致设计能力跟不上制造能力,故未来在Cell Library的供应链上将逐次地重要,谁掌握较多的IP即能拥有市场先机,二十一世纪在无形的​​资产价值将会凌驾于有形资产之上,且软体业亦将成为未来创新的领导者。未来IC设计业也许会转变成IP提供者、专业设计提供者,产生生态上的一大转换。



IC制造业:


就制造业而言,主要仍以晶圆代工业及生产DRAM、非DRAM的晶圆厂为主,分述之如下:



1.晶圆代工(Foundry):


由于景气持续加温,除了固有的IC设计业客户外,因生产制造的成本逐渐增加亦迫使全球的IDM纷纷外包,晶圆代工业者占半导体生产比重,将从99年的13%提升至2000年的18%业界总产能将变为4,780万片,晶圆代工厂约占840万片。此举将更加速晶圆代工(Foundry)业者在制程技术的开发及研究。再者,后PC时代产品走向多元化,市场需求亦十分多变,则代工业者弹性生产、走向国际化乃势在必行,传统上代工晶片多以资讯用为众,但随着下游消费市场的质变及数位化的变迁,一些特殊用途或通讯、多媒体等各式各样的晶片纷纷出笼,而晶片所需要的制程技术亦需随着进展,例如:铜导线制程、Embeded技术、高频制程、低电压制程及Low K技术及CMOS 0.13/0.15μ等,以因应多角化产品时代。



随着IDM的委外日盛,订单的规格恐须朝多样化及机动化方向发展;再者,下游产品种类日益增多,尤其消费性及通讯性产品的兴起,着重3C的结合,故晶片的集积度会更加地繁杂,而客户的要求将会随着晶片种类的特性及应用而发生重大变革,不再是局限在现有的产品型态,相反的,客户着重的是如何将他们的晶片或构想应用在适合的型态上。



纵观晶圆代工业或PC代工厂的生产模式,吾人可发现其为客户量身打造的服务导向,二者均须面对着多角化的产品线,例如:晶圆代工业每每一批晶圆进入生产线即可能产出数十或数百种产品,故弹性化及机动化符合客户的各种需求,为客户提供最佳化解决方案,此正体现出代工业并不全然只是制造而已,最重要的价值是实体产品背后所隐含的产品利益。而PC代工厂近来亦兴起CTO模式,其主要也是本着为顾客提供其需要的组合并达最合适的结果,故从上述产业的生产特征可知其国际化已达一定的层次,最易反映未来产业的走势。



所以代工业惟有依「客户之观点」为出发点,锁定目标市场,以提供客户不同的解决方案。而差异化策略即面对多样化的产品线必须作适当的具体化、个别化调整,此正​​显示出服务业​​之本质--发挥其固有的核心能力、量身打造(Tailor Made)及灵活运用,以建构全球的供应网络以达到虚拟工厂的境界。



然随着景气回稳,IDM委外的比例是否仍能如此乐观实值商榷,盖代工价格的调涨确已影响到委外的考量,景气不佳时IDM成本的掌控确实对利润有深远的影响,但一旦需求增加,在代工产能转趋吃紧,代工价格调涨1~3成后,IDM大厂是否还会积极委外则有待观察;另外如:IC设计业者矽统欲自设晶圆厂的著眼点,便在于不愿将大部分的利润由晶圆厂赚走,而自设晶圆厂的优点包括掌握Time-To -Market及产能的调度,且据悉部分IDM仍不断地计划于2000~2003年建晶圆厂扩充产能,因此,晶圆代工业者仍需留意景气循环可能带来的冲击和影响性。



2.DRAM制造的晶圆厂:


DRAM版图的重分配后,各势力将愈趋竞争,若以地域区分北美洲的美国在Ti为Micron购并后即投入DSP产业,而Micron亦专注于购并厂房制程的提升,并以反倾销手段以制衡整个市场的不当杀价;亚洲的日本及南韩纷纷遭受金融风暴,促使其产业朝向转型阶段,而日本一则消费能力降低,再则各企业体过于庞大,成本支出侵蚀了利润,故各厂不是朝Logic Memory就是往附加价值较高的产业发展,并将DARM委外代工或采策略联盟、技术移转以确保其产能,例如:三菱、东芝与台湾的力晶及华邦的合作关系。而日本以发展新的制程或技术为首要,并往数位化产品市场札根。可见其亦体认出单一产业之风险性,遂往研发新技术发展以保持其未来之竞争力,而将制造基地移往外地,采代工或技术移转之方式以确保其产能。



另外,南韩同样面临金融危机,加上半导体景气不佳、内需市场急速萎缩,且IMF的种种限制之下,只能提升制程能力往128M、256M甚至1G迈进,却无法增加投资增设硬体设备,这对未来产业将造成严重的钝化作用。



从上述的产业现象可看出DRAM在供需失调之下,全球业者的互动关系。美国以反倾销手段抑制其他业者杀价竞争,而南韩厂商在产能的控制下对价格亦颇有助益,而日本慢慢降低DRAM的比例,而将产能外包(台湾遂成为日本最佳的生产基地) ,一方面日本保留附加价值较高的研发、关键技术,而将制造委外生产;另一方面,台湾为弥补制程上的落后,不得不采技术移转或策略联盟方式以取得固定的产能。二者实存在着合作与消费的关系,彼此间休戚相关。



在我国各家动态随机存取记忆体(DRAM)制造厂陆续宣布跨入下一世代制程领域后,美日韩台等四大DRAM工业国的竞争生态,将出现洗牌效应。除了美、日的市场占有率将由目前的25%下降至20%以内,台湾六家DRAM厂明年产出量市占率,将由今年的13%,提高至明年的25%,跃居为全球第二大DRAM工业,仅次于南韩。矽统将以每座新台币950亿元的投资额,在南科兴建2座12吋晶圆厂,华邦则将投资至少2,000亿元,在南科兴建2座12吋晶圆厂和1座DRAM测试厂。台积电、联电与日立合资兴建12吋厂也积极建构12吋晶圆厂,Dataquest亦指出至2008年12吋厂的专业晶圆代工厂比重将逾50%。



新世代记忆体按其种类可大致分为DDR DRAM、SLDRAM及Rambus DRAM、PC-133 SDRAM(表一),而在Rambus DRAM气势磅礡之下,其他记忆体显得格外低调,但随着Rambus DRAM的潜在问题不断地浮出时,其他型态的新式记忆体遂慢慢的出线。而从近来市场的反应观之,似乎PC-133稍占优势,此反映出在低价化及免费PC的风潮下,PC逐渐走入家庭中,消费者以平价化及简易化为主要消费趋向,标准化的工业产品占了成本及价格上的优势,此亦符合DRAM规模经济大量生产以降低成本的特性。而Intel在此股低价风潮下不再如往昔一般利润丰厚,惟就长时间言,记忆体必将走上高速及高容量以配合CPU及周边产品的发展,尤其在支援影像及多媒体上, RDRAM更有其本身的优势存在。




《表一 SDRAM,DDR SDRAM及SDRAM PC133之较表》



Semico Research最新资料预估,2000年DDR SDRAM可望攻占9%的DRAM市场,而D-RDRAM只占有约2.6%;2001年DDR SDRAM市场占有率更可剧升至20%以上,D-RDRAM市场占有率则会下降至2.3%,至2004年DDR SDRAM便能取得50%的市场占有率。此项预估可从厂商一些举动中略见端倪,AMD公布该公司Athlon处理器的DDR晶片组、Apple亦将推出采DDR的桌上型PC、Intel亦将于2001年推出伺服器用的DDR DRAM晶片组、DDR DRAM已被使用于绘图卡记忆体市场之中。



三星、现代、美光、英特尔、Infineon、NEC等厂商在1999年12月宣布将共同研发下世代DRAM技术,日前并积极共组「下世代DRAM技术研发联盟」,未来将共同研发个人电脑等主要应用系统的新世代DRAM相关技术,并于2003年将下世代DRAM正式上市,建立下一代晶片的全球标准,大厂这次结盟可能要为下一代1GB和4GB的DRAM建立技术规格,以降低整体研发及生产成本,其市场占有率将达8成以上的DRAM厂联盟,恐将加深寡占程度的扩大,对台湾厂商可能造成一些冲击。



但总体而言,其仍系以提高集积度并往高速度、高容量的记忆体方向来发展,此对厂商更是得投下不少的资本以更新设备及提升研发经费比例,始得赶上产品生命愈来愈短的潮流,然对记忆体价格或许在全球DRAM厂商技术面整合后合作关系将越趋紧密,其波动程度、变动频率将受到一定的控制;惟反面而言,在寡占程度持续加强以后,价格、技术是否会完全掌握在大厂的手中值得密切关切与注意,但从DRAM产业以往的历史轨迹不难看出,要独占DRAM市场其实并不容易。



再者,英特尔似乎已体认到未来几年内,DD​​R-DRAM将是市场的主流,只要延续DDR-DRAM系列的产品,主机板规格与插槽规格不变,且结合多家厂商制订新规格,一来挽救RDRAM的颓势;二来希望藉由规格的制订俾以摆脱超微以及威盛在下一世代DRAM产品的竞争。但台湾现在晶片组三大厂在市场占有率已攀升至近五成,多少也具备举足轻重的地位,而在本土的DRAM制造商方面亦逐步地增产并与国外大厂策略联盟、技术移转或代工,相信在种种的优势结合下短期内影响仍不会很大,但就DRAM产业极着重经济规模而言,显然透过结合以增强竞争实力是必要之途。



3.非DRAM制造的晶圆厂:


此部分主要以快闪记忆体(Flash Memory)为主,未来几年在需求方面的成长将领先其他产品,由资讯家电主导的「后PC时代」,Flash Memory将负起系统、声音、影像储存功能及角色。Dataquest预估1999~2003年全球Flash市场规模平均成长率将在20%左右,市场规模较1999年成长两倍,而达到80亿美元的规模,相信未来消费性产品如:Cellular Phone(手持式行动电话)、DSC(数位相机)、Camcorders、MP3 Player、视讯转换器(STB)、数据通讯装置、Portable Devices等产品的发展将会带动Flash记忆体的需求激增。



通讯(数位式行动电话)及资讯家电(数位相机、掌上型电脑)的商机,未来Flash记忆体将加速朝向低电压、大记忆容量的方向发展。 IC Insights最新报告预估,2000年全球快闪记忆体(Flash)市场规模将首度超越SRAM,成为次于DRAM的第二大记忆体市场。另外,In-Stat在1999年发表1999~2003年Flash记忆体市场预测报告,对该市场的销售金额成长情形同样亦寄予极高的厚望(表二)。




《表二 1999~2003年Flash Memory市场销售金额成长情形》



IC封装业


随着消费性产品的种类趋于多样化,晶片的型态及封装方式亦需随之改变,因此,封装业者亦针对此趋势开发出不同的封装态样,拟叙述如下:



1.晶圆层级封装(Wafer Level Package):


Wafer Level Package需求动力来自于产品轻薄短小的趋势,连带对传统的封装方式造成挑战。晶圆级封装(WLP)是以晶圆(Wafer)为封装处理的对象,而非如传统封装系以单一晶片(Die)为加工之标的。因此,晶圆级封装的制程已颠覆了传统封装的流程,更引发半导体产业链的丕变。而晶圆级封装则在进行切割前即已在晶圆上完成所有的封装动作,故几乎所有的制作过程均在晶圆厂完成,而排除了封装厂的传统制程。



换言之,晶圆级封装业已模糊了半导体IC在封装及测试的地位,却强化了晶圆厂的角色分量,亦即将封装测试纳入晶圆厂的制造体系之内,使封装测试内化为晶圆厂的生产流程。晶圆级封装(WLP)的提倡主要仍以晶圆厂的标准制程来取代现有封装测试的制程,亦即经过晶圆测试、封装直接以SMT之方式上Board (DIMM/MB),而传统的封装及测试流程在测试上除Wafer Probe外,封装完后仍需测试成品的良窳,而将IC SMT至Board后尚须整条DIMM作测试,可谓中间程序繁多所费成本增加许多,且倡议者最主要的论点是简化IC制造流程,则配合晶圆厂现有设备及材料配合Flip-chip Technology的凸块制程以颠覆传统封装的生态。



一旦如此,对封装及测试业的架构与生态将产生重大影响,而整体产业链中各别产业的定位将更趋模糊,再者,产业分工体系也将回归整合态式,自80年代IDM解体以来,打破纵向产业的结合,创造出垂直分工的产业模式,但随著成本、管销及资源共享的发展下,整合态势卓然而起,逐渐地使垂直分工受到相当大的挑战,故由晶圆级封装的出现更可体现出业界为使成本最小化及制程最简化的一大象征。



2.CSP与Flip-Chip:


由CSP与Flip-Chip的复合成长率即可了解未来的市场优势(图六)(表三),使用此技术最大的好处是可以降低晶片与基板间的电子讯号传输距离,因此对于高速元件的封装有一定的适用范围;另一个好处是可以降低晶片封装后的尺寸大小,使封装完成后的尺寸可以接近于封装前,因此,对于追求缩小封装面积的IC元件亦有其适用范围。其应用的范围包括有高阶电脑、PCMCIA卡、军事、个人通讯产品、钟表以及液晶显示器等。




《表三 》




《图六 CSP与Flip-Chip市场需求图》



3.TCP(Tape Carrier Package):


TCP在TFT-LCD需求日盛下造成TFT-LCD驱动IC成为不可或缺的零组件,受到笔记型电脑、手机、PDA用STN-LCD市场需求面的影响,TFT驱动IC的需求也跟着持续增加;同时LCD监视器的应用急速增加,因此预测从1998年下半年至1999年,驱动IC的市场需求将趋紧。在供应商方面,除了SHARP、东芝、NEC、日立、SEIKO、 EPSON厂商之外,TI、Oki、Cirrus、三洋电机也加入生产行列,故主要关键技术仍掌握在日韩厂商手中。对于未来大量生产的台湾TFT-LCD厂而言,驱动IC的供货不足也容易形成发展障碍,而相关的产业配套成熟度亦深深地影响着其未来的发展潜力。 TCP业已成为半导体后段厂家竞相技术建立和投产的新宠,台湾业者包括日月光(ASE)、矽品(SPIL)都已经开始小量接单,华泰(OSE)则完成试产准备,近日南茂科技( ChipMos)、飞信半导体也正式宣布加入此热门产品之生产行列。



4.BGA(Ball Grid Array):


1999年刚开始时国内BGA每个月平均不到2,000万颗的需求,但到1999年底,每个月的需求已超过2,500万颗,PBGA基板的大饼也在封装的大环境中顺势成长。台湾2000年PBGA需求约达每个月3,000万颗,年底更将成长到4,500万颗,而BGA发展至今可谓成为一成熟产品,产品样式发展趋于多元化,不但发展基本型态的BGA,随着下游产品之需求亦开发出配合不同趋势的BGA产品出现,如:散热型(Super BGA、Viper BGA、TE-PBGA)、微间距迷你型的BGA此已获JEDEC认证,且Ti、IDT及Philips均积极在推动此规格以运用在锁存器(Latch)、正反器(Flip-flop)及单双向接收器之上。



BGA的应用主要以PC为主(CPU、Chip-Sets及AGP)即占了全球BGA的一半产能,而随着通讯及消费性产业的蓬勃发展,小型化、散热性及省电性的要求将愈趋提高,故BGA中的Fine Pitch BGA(即JEDEC之Low Profile BGA/Thin Fine Pitch BGA)或俗称之mini BGA,即因应此种趋势遂成为小型化的BGA产品,在100I/0以下可见到DRAM及Flash Memory、低电压的SRAM以其为主要的封装型态,而市场上亦可见到数颗mini BGA组成所谓的MCM(Multi-Chip Module)即多晶片模组,以因应Embeded Chip在技术上的困难,取其市场的时效性考量。而在100I/O以上之封装型态,有取代TQFP或PQFP之态势,盖在电子产品走向轻薄短小趋势下,QFP在面积及功能上有其限制,故对极需此规格之产品不得不朝向100I/O以上的Fine Pitch BGA,且在BGA价格愈来愈低时,市场似有机会以Fine Pitch BGA取代QFP之势。



但规格的变迁必须有上下游厂商协力配合,且产品的替代须有一定的条件方能实现,一则替代品的功能导向必须显著,再者,对厂商的风险要低且产品能创造特定的利润。故Fine Pitch BGA的发展空间似乎不小,惟汰换时间必赖供应商及销售商共同推广之。而通讯产品的兴盛也迫使封装界纷纷针对晶片功能及型式开发出合适的封装型态,例如:BCC、SON、e-Pad SSOP/TQFP等封装态样以因应数位化通讯晶片的强烈需求。



结论


网际网路、无线通讯、数位家电等已逐渐成为了后PC时代半导体的主要应用需求,此股潮流与观念的创新正逐次地在发酵中,也因为这样的推动力使半导体市场足以蓄积成长的原动力,过去PC占了高科技产业中绝大部分比重,在这世代可称之为PC纪元。但PC随着时间已发展到一极致境界,不论硬体(CPU/主记忆体/介面卡)或搭配的软体(DOS/Windows)均已达到功能上之极境,近来可看到的现象是上述软硬体不再如以往充满着创新,只见到标榜速度感。



以市场观点论之,的确在刺激买气上稍呈钝化的现象,但无可讳言的电脑仍将成为人类的生活重心,其地位实不容忽视;惟在此发展态势下,科技结合人类生活遂成为PC发展的新途径,为使PC更加人性化及生活化,以PC为中心向外延伸的消费、通讯产品便因应而生,此也正式宣告通讯网路时代的来临。而全球化(Globalization)趋势加速产业的变迁,面对世界经济剧烈变动台湾绝不能置之度外,而这也象征着未来世界经济版图已大为改变,环境及潮流的巨变冲击着全球经济及产业生态,也改变了人类的生活型态与观念,网路经济所带来的影响将导致一切的知识形式都可以虚拟化。而这样的改变将对生态及价值链都重新定位,以「服务」、「效率」为导向的模式愈渐成型,代工业不再如以往一般只是纯粹的加工,顾客差异性遂成为主要的产业竞争核心,企业必须提供高附加价值、不可替代的活动(产品),俾以创造出数位化时代的独特优势。



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