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台灣IC設計服務發展現況與趨勢
 

【作者: 林益生】   2002年10月05日 星期六

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隨著各種類產品的生命週期逐漸縮短,因此如何在利用最少的資源,在最短的時間內將產品上市,創造最大利潤,這已成為各公司成功的關鍵要素。半導體產業自不免於此趨勢之影響,因此IC設計業者必須有效分配公司資源來創造最有效益的核心價值部分,其他費工、耗時的工作則希望能以最少的人力與工時來達成,而外包這些工作就成為一種潮流,IC設計服務也就應運而生。


目前晶片的設計較過去複雜許多,一般設計公司若要完全自行開發晶片,除了公司專精的技術部份之外,尚要耗費許多資源在其他較不專精的設計工作上,例如Interface、Bus,以及Layout、Placement等,此外還可能必須在公司外部尋找需要的IP來源,將之將以整合,最後再加上晶圓製造、封裝、測試等代工流程,如此繁瑣的工作需求必定耗費許多公司資源。


設計服務公司的角色是針對客戶(IC設計業者或系統廠商)的需求來完成整體的IC設計工作,並提供設計完成後Tape out至晶圓代工廠的服務,因此完整地包辦設計工作完成以及晶圓製造、封裝、測試代工等需耗費大量人力與時間的繁瑣工作,如此一來其客戶便能夠更專注於特定專業設計技術能力的提升,對市場的開發也能投注更多的公司資源。因此設計服務公司所提供完整的服務流程可使IC設計與製造的間的流程銜接順暢,並因此大幅節省客戶在上述項目的投資,對提高IC設計公司之競爭力有相當大的助益。


全球IC設計服務市場經過2001年半導體的不景氣,在2002年之後因應市場需求的增加而呈現穩定成長;而在台灣的設計服務產業雖然不能免於景氣谷底的影響,但是由於看好未來市場的需求,所以即是再不景氣時新的IC設計服務公司也有如雨後春筍般出現。


《圖一 全球設計服務市場〈資料來源:Dataquest (2002/02);工研院經資中心ITIS計畫(2002/04)〉》
《圖一 全球設計服務市場〈資料來源:Dataquest (2002/02);工研院經資中心ITIS計畫(2002/04)〉》

《圖二 台灣IC設計服務發展歷程〈資料來源:工研院經資中心ITIS計畫(2002/04)〉》
《圖二 台灣IC設計服務發展歷程〈資料來源:工研院經資中心ITIS計畫(2002/04)〉》

IC設計服務業在全球委外設計趨勢形成,以及台灣IC設計業蓬勃發展、接近晶圓代工廠及完整產業鏈等的環境下,近幾年來國內投入設計服務公司的家數成長相當快,迄今國內共計有二十家左右的設計服務公司,且各自依附在台積電或聯電製程體系之下。台灣的IC設計服務公司多屬中、小型規模,資本額多半介於1~3億元間,僅有智原的資本額超過十億;而公司員工總數在50人以下的公司數目為最多(佔約八成比例),而規模最大的智原所屬員工總數超過三百人。就營收規模來看,智原以24億營業額遙遙領先群倫,而營收在一億元以下者佔大多數。因此整體看來國內設計服務公司的規模大小差異仍大。


台灣IC設計服務發展特色與未來趨勢,分析如下:


(一)以ASIC設計為主要營收項目

隨著晶片設計複雜程度迅速提高,且系統產品也需以獨特的功能來擴大市場,因此客戶端對於ASIC設計服務的比重也逐漸增加,特別是來自於系統廠商的ASIC設計訂單,所以ASIC目前是設計服務業的主要營收來源。以智原為例,預估在ASIC業務比重將由2001年的75%提高至2002年的80%,顯示ASIC設計訂單是目前帶動公司今年營收成長的重要項目,而其他的設計服務公司的業務比重也有類似的情況。


(二)積極爭取海外客戶以擴大市場

對國內的設計服務業者而言,目前所承接的訂單以國內客戶為主,而在市場有限且逐漸形成殺價搶單的的情況下,各業者便須積極拓展海外市場,而大陸市場雖然尚在起步階段,但基於佈局的考量,所以業者紛紛赴大陸設據點,但大陸市場與其他歐美公司不同,故須因不同的訴求來爭取訂單。


來自歐、美、日本訂單的技術要求相當高,相對地利潤也較高,因此國內業者須以高階SoC級的設計服務技術來打開國際市場。另方面大陸市場的技術層級不高且需求量大,因此也吸引眾多IC設計服務公司赴大陸設據點。大陸市場的雖然很大,但多數大陸廠商缺乏系統整合的能力,加上大陸產業並未建立智慧財產權的觀念,因此各設計服務公司在大陸市場的經營仍相當辛苦。


(三)積極取得核心技術、擴充IP資料庫以提供全方位的設計服務

提供客戶所需要的製程需求是設計服務業所必須具備的能力,因此建立完整研發團隊是設計服務業者的必要發展條件,除提升在發展高附加價值的產品技術能力之外,並應改良在先進製程之設計流程;因此要加強自行開發技術與IP的能力,一方面可隨時提供客戶完整的IP與相關技術服務,另方面也可掌握關鍵IP與技術,以保持技術領先的優勢,提升公司的競爭力。雖然全球設計服務的市場規模仍持續擴大,但設計服務業的進入技術門檻並不高,因此在激烈競爭下,業者找唯有加強提昇本身的技術層級,使其有能力承接利潤較高的高階產品訂單,因此各設計服務業者無不積極擴充IP資料庫,發展獨特的設計技術以求在市場勝出:


智原

智原取得ARM授權的RISC CPU core,並以低於ARM相同平台的報價切入中低價位的市場外,在網路產品的布局,不排除透過併購國外業者方式取得類比式核心技術,也有計畫在美國矽谷成立研發團隊,除積極尋求技術來源,並可就近服務國際大廠客戶,有利於開拓國際一線大廠的訂單。


巨有

巨有目前以通訊IA、數位消費性電子商品為主力市場,未來則將逐步切入無線通訊以及數據傳輸應用,並積極爭取歐洲與日本的訂單,所以必須加強在0.13微米以及0.1微米製程及系統單晶片解決方案,並持續充實內部IP資料庫,如:USB 2.0、DSC、PDA、IA以及 Smart Phone、WLAN、XDSL,及藍芽等相關IP都是巨有的目標。


亮發

亮發獲得Adamya的協助,完成藍芽低耗電的藍芽軟體基頻產品,再結合Tensilica微處理器,可提供相當具效益的藍芽解決方案。另外創傑藍芽基頻技術已取得BQB認證,未來將提供客戶包括軟體及韌體的藍芽解決方案。而科雅合併飛科使公司的IP資料庫以及技術層級擴大,因此科雅的設計能力更為完整。


(四)晶圓代工業者加強設計服務

由於晶片的複雜程度較以往倍增,不但使設計、製造流程更複雜,也會使測試、封裝等後段成本大為增加,因此晶圓代工廠的設計服務部門的角色變日漸吃重,不但要考量製造時所可能遭遇的問題,還要協助將各段流程生產整合,使客戶可避免問題產生,並節省成本。而除了本身的設計服務部門之外,各晶圓代工廠也與各IC設計服務公司合作,提供客戶解決設計生產上所可能遭遇的問題。例如台積電目前已與7家設計服務公司結盟,成立所謂的DCA (Design Center Alliance),包含創意、巨有、源捷、科雅、世紀創新、虹晶、新思等公司,台積電希望藉由DCA成員的力量,協助客戶,特別是系統廠商完成晶片的開發與製作。另一方面,聯電除了本身的設計服務部門之外,與智原的密切關係也使可客戶可以適時獲得必要的協助。


(五)大力推廣設計平台、提高普及率

由於晶片設計中不同來源的IP各自採用相異的設計架構與準則,造成IP整合困難,因此使系統單晶片的發展受到限制。為解決此一困境,各公司以及半導體相關機構無不大力推廣共通的設計平台,不但可一舉解決IP整合的困難,加速系統單晶片的發展,而若在此一平台爭霸戰中的勝出者亦可因此獲得廣大的市場,因此各公司無不積極推廣各自的設計平台。智原將公開自行開發的先進製程元件設計平台架構,並將積極推廣提供客戶與業界使用,如此不但使IP不相容問題降至最低、加速產品上市時程,而此舉亦有助於推動智原的設計架構成為產業標準。


亮發自行研發的InPlat平台可提供客戶進行無線區域網路及多媒體產品的開發,可大幅縮客戶產品設計開發時間外,亦可有效協助廠商快速整合各種IP。虹晶的SOC平台將包括ARM及MIPS的32-bit RISC core,並提供相關的IP、軟體、韌體,對產品的即早上市,將是一大助力。


(六)設計服務業者積極建立與晶圓代工廠之密切合作關係

除了公司本身的技術能力之外,設計服務業者對晶圓生產的掌握度,包含產能的配合以及良率的提高,都深深影響了客戶下單的意願,因此IC設計服務業者必須與晶圓代工業者建立良好且穩定的合作關係。而在提供先進製程設計服務時,晶圓代工廠的生產能力與良率是否同步提昇也深深影響了IC設計服務業者的表現,因此晶圓代工業與設計服務業的關係必然會愈來愈密切。智原成為國內最大的IC設計服務公司,其與聯電密切合作為重要因素之一。


另一方面IC設計服務業者也往往扮演著為晶圓代工廠探路的角色。台積電藉由與創意等公司在大陸市場的合作,提供大陸客戶訓練服務,除對大陸IC設計具有正面提升效果,並且有著替台積電爭取訂單的意味存在,此種合作關係的建立不但可加強競爭力,並能有效分散市場風險。而得詣科技(AbleLink)以中芯產能策略伙伴的身分積極為中芯在台灣尋找客戶,也是有著同樣的策略考量。


結論

在競爭者日眾的市場中,IC設計服務業者必須累積本身的技術發展能量,提供高效率的差異化加值IC設計服務,有效擴大業務範圍,方能在未來國際半導體市場中佔有一席之地。而國內業者已具備產業鏈完整的優勢,下一步仍需在設計平台上尋求更高的互通性,以解決IP整合的困難,加速系統單晶片的發展;此外,在與晶圓代工業者建立良好且穩定的合作關係的基礎上,如何共同推展如處女地的對岸市場,也會是IC設計服務業者必須關注的一大課題。


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