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全球IC設計產業發展動向檢視
 

【作者: 郭秋鈴】   2000年09月01日 星期五

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IC設計業屬於半導體產業鍊的上游產業,係指本身無晶圓廠(Fab),專注從事IC相關設計,並在設計完成後,再交由晶圓代工、封裝以及測試業者代為製造一顆顆完整功能的IC。就「IC設計業」字面定義而言,指的是從事 IC設計的公司,而國外多以「Fabless」此一名詞稱呼設計業。


全球Fabless產業自從1980年代興起後,專業晶圓代工廠和Fabless互動的模式可以說相當成功,無論是半導體景氣處於高峰或低迷之際,設計業由於毋需像晶圓廠負擔龐大的設備折舊、攤提費用,再加上隨「創新」產品締造的高附加價值和利潤,因此在整體半導體產業的成長率顯得相當耀眼。本文以下將就全球IC設計產業規模、主要分佈地域、傑出設計業者以及各國業者發展動態作一簡介。


設計業產值及分佈地域

產值規模

從市場規模來看,全球設計業產值由1995年的59億美元,提高至1999年超過117億美元的水準,換算已佔8%的全球半導體市場;而公元2003年設計業產值預估更將達240億美元的水準。


分佈地域

目前全球共有超過四百家的設計業者分佈在各地域,美國和台灣分別為設計業第一及第二大集散地,而近年來歐洲和中東地區設計業家數成長亦相當快速。其中,美國以266家設計業領先群雄,佔有率高達六成;位居第二大的則是台灣(98家),佔有率為22%;其他地區如中東(3%)和歐洲(4%)的設計業竄起的速度也相當驚人。


傑出業者現況介紹

北美是近年來表現相當優異的設計業(Fabless)最大集散地。IC設計產業特性在於強調創新、產品不斷推陳出新,但在高利潤且競爭日趨激烈下,前十大設計業排名可說更迭相當快速。以1999年前十大設計業名單而言,晶片組、繪圖晶片、網路和無線通訊領域可以說是成長率最為驚人的族群,而Xilinx、Altera等PLD業者更是歷年前十大的常勝軍。下(表一)為全球前十大Fabless公司名單,以下將就重要廠商現況作一簡介。



《表一 1999年全球前十大設計公司名單》
《表一 1999年全球前十大設計公司名單》

Qualcomm

拜第三代行動通訊時代來臨之賜,標榜著寬頻傳輸的「CDMA(分碼多重存取)」已經成為最具發展潛力的相關技術之一,Qualcomm因掌握第三代行動電話中的CDMA關鍵技術,近幾年在手機市場推波助瀾下,Qualcomm的營收和市值也隨之水漲船高,在1999年拿下Fabless公司寶座。


Qualcomm為無線數據通訊供應商,其業務涵蓋設計、研發、製造、銷售等,換言之,Qualcomm除了賣晶片外,也賣系統產品和收取專利授權費用,不過Qualcomm在去年底已將其CDMA消費性手機業務售給Kyocera。至於近幾年業績成長幅度相當驚人之Qualcomm的CDMA相關IC設計部門,Qualcomm在2000年七月也在外電媒體上披露未來將該部門和系統軟體業務獨立成為單一公司(暫名Spinco)的計畫。


Xilinx

Xilinx自1984年成立以來,至今已成為可程式邏輯晶片(PLD)的領導廠商,和Altera可說是棋逢對手,相互較勁。Xilinx的產品線涵蓋FPGA、CPLD和ASIC三大部份,目前公司成長的動力主要來自於通訊領域所帶動的PLD商機。


Xilinx除積極研發先進製程產品外,與專業晶圓代工廠聯華電子密切配合先進製程技術,並在2000年第二季推出銅製程FPGA產品,亦是該公司近幾年來仍能持續成長的關鍵。


Altera

Altera為歷年前十大Fabless榜上常勝軍。PLD產品具備設計彈性,同時亦能縮短上市時程優點,因此近幾年來PLD產業成長力仍相當驚人,反映在Altera 2000年第一季營收上亦是如此,第一季營收達2億7千2百萬美元,成長幅度高達46%。


Altera的產品廣泛,應用於電腦網路、多媒體、視訊和電話交換系統等用途,該公司近來的動向包括與ARM和MIPS簽約以開發下一世代System-on-a-programmable chip,以及2000年五月間併購DesignPRO。另外,Altera也與專業晶圓代工廠台積電合作推進先進製程,加快產品上市時程。


ATI

ATI是目前全球最大的繪圖晶片供應商,在桌上型和筆記型繪圖晶片均擁有相當高的市場佔有率,目前最新的產品動向則是在2000年五月推出新款Radeon繪圖晶片。ATI除了在繪圖晶片市場攻城略地外,近幾年來亦積極朝消費性電子市場如視訊轉換盒(STB)進軍。


在擴展公司營運方面,ATI在1998年底和2000年初陸續併購Chromatic和ArtX兩家繪圖晶片廠商,其中ArtX為Nintendo的下一世代Dolphin的繪圖晶片供應商,ATI併購ArtX應有助於其擴展至消費性電子領域。另外,繪圖整合型PC晶片組也是ATI亟欲搶進的市場,該公司亦於2000年二月推出首款代號為S1-370 TL晶片組產品。


Cirrus Logic

Cirrus Logic自1984年成立以來,曾經在1996年締造年營業規模超過10億美元記錄,雖然近幾年來營業額成長率不如以往,但Cirrus Logic自1998年以來積極進行組織重整以及調整產品線,甚至在1999年更宣佈由IDM廠重回Fabless的營運策略,在在顯示Cirrus Logic亟欲收復失土的決心。


Cirrus Logic是全球Audio晶片和混頻晶片的領導廠商,目前也積極進軍Internet衍生的應用市場,具體例子包括該公司與Diamond合作以提供MP3及Internet相關零組件。Cirrus Logic產品線涵蓋範圍相當廣泛,包括儲存媒體、PC及PC周邊、Crystal和通訊相關晶片,在通訊和數位消費性電子成長動力逐漸超越PC的情況下,近年來Cirrus Logic在通訊晶片和消費性晶片的比重也大幅提昇。


Broadcom

在Internet席捲全球的同時,提供網路功能連結的晶片設計公司Broadcom近幾年來業績呈現倍數成長,例如Broadcom 2000年第二季財報數字達2億4千5百萬美元,比去年同期大幅成長105%。


Broadcom是全球LAN晶片的主要領導廠商,其他產品線還包括纜線數據機(Cable Modem)、數位視訊轉換盒(STB)、家用網路(Home Networking)和數位用戶迴路(xDSL)等,而Broadcom近來也積極朝往LAN和WAN結合之寬頻通訊市場發展,近期在市場上的購併動作更是頻頻;例如,三月間併購3D繪圖核心IP公司Stellar,緊接著在五月也併購生產寬頻IC的Pivotal,六月也購入專注在藍牙(Bluetooth)及RF技術的Innovent System,乃至於購併專擅於光纖通訊技術的NewPort Communications等。由Broadcom對網路和通訊市場佈局的情況看來,Broadcom未來仍將是最具冠軍相的網路晶片大廠。


Nvidia

Nvidia設立於1993年,產品定位主要在中、高階繪圖晶片市場,而近年來更以RIVA系列繪圖晶片獲得國際電腦大廠Design-in,因而迅速崛起成為市場矚目的繪圖晶片重量級大廠。


Nvidia除了在3D繪圖晶片市場收穫甚豐外,自1999年開始更由中、高階市場進軍至Value PC,也和晶片組廠商揚智科技合作推出繪圖整合晶片組產品,以擴大該公司在繪圖晶片市場的滲透率。此外,Nvidia近年來拓展3D應用之多媒體市場不遺餘力,目前已成為Microsoft欽定首款X-Box電視遊樂器的繪圖晶片供應商,無異再度確認Nvidia在繪圖晶片的市場地位。


VIA

威盛電子是全球第二大晶片組廠商,地位僅次於Intel,在1999年領先業界推出支援PC133晶片組,以及Intel多款晶片組產品推出延誤下,威盛在1999年營收成長率將近一倍,並首度擠入全球前十大Fabless榜單。


威盛在1999年六月底和八月連續宣佈併入原屬NS的Cyrix以及原屬於IDT的Centaur部門,正式由晶片組領域延伸至微處理器戰場。此外,威盛目前最新的動態還包括2000年四月宣佈購入S3繪圖晶片部門,而六月初Computex期間亦宣佈推出Samuel微處理器,由威盛近期積極納入CPU、Graphics等未來SoC時代必備的技術看來,威盛仍將是前十大Fabless榜單十足潛力的新秀。


SiS

矽統目前為全球第三大晶片組供應商,也是全球率先推出繪圖整合型晶片組的業者,在Value PC市場迅速成長下,矽統科技在1999年繳出亮麗的成績單。


矽統產品線涵蓋晶片組和網路產品,也是台灣唯一具備自有繪圖技術的晶片組業者,而該公司在1999年底亦取得Rise的CPU授權。尤其矽統在1999年四月宣佈集資百億興建8吋晶圓廠,由IC設計業轉型為整合元件製造商(IDM),因而備受外界矚目。2000年矽統自建晶圓廠進度和投產情形,將是矽統營運能否大幅成長的關鍵。


Lattice

Lattice在1999年六月併入原屬AMD的PLD廠商Vatis後,成為繼Xilinx和Altera之後名列全球第三大PLD業者,1999年PLD全球佔有率已提昇至16%。


Lattice在1992年正式進軍高密度CPLD市場,之後則陸續推出ispLSI一系列產品,公司成長幅度算是相當穩健。Lattice除積極推出PLD相關產品外,也藉著投資半導體廠商如日商Seiko Epson和UMC,以確保晶圓代工產能來源。


至於北美其他重量級Fabless業者還包括同是專注在DVD、STB等視訊多媒體技術的C-Cube和ESS,以及近年在LAN和WAN市場大有斬獲的PMC-Sierra,專注在GaAs相關IC的RFMD,以及最近將繪圖晶片部門售給VIA並轉型為數位消費性電子晶片供應商的S3等。


各國發展設計業現況

1999年全球設計業產值佔全球半導體產業比重雖不及一成(8%),但各國設計業蓬勃發展與否,卻是代表各國IC產業是否具備創新能力的最佳指標。下(表二)列出就各地區設計業產值佔有率及主要廠商狀況。



《表二 1999年設計業市場佔有率統計》
《表二 1999年設計業市場佔有率統計》

(一)北美

美國是全球最大的半導體市場,歷年均佔全球半導體市場規模三分之一強比重,而北美設計業由於接近市場之便,再加上業者積極投入產品開發,因此美國Fabless業者在動態變化以及產品創新等方面均是扮演龍頭角色。


美國矽谷(Silicon Valley)可以說是IC設計產業的最早發跡處,也是全球最具影響力的設計業集散地,截自1999年為止,美國設計業家數已有266家的規模,而美國設計業營收佔全球設計業比重更高達七成。美國設計業經過幾十年來的發展,已經孕育出如Qualcomm、ATI、Xilinx、Altera、Broadcom等傑出業者,歷年前二十大Fabless名單美國業者更是赫赫有名(請參考前文傑出公司介紹部份)。


綜觀矽谷之所以能吸引大量菁英投入創業,除了美國對「創新」觀念及高科技產業倡導不遺餘力外,龐大的美國內需市場需求,再加上充沛的資金募集管道,使得有技術優勢的人才得以一展所長,促成今日蓬勃發展的矽谷設計業。


另外,接近美國半導體市場和EDA等支援工業挹注,也促成矽谷設計業的發展睥睨群雄;例如美國發展電腦和通訊產業較早,因此,美國設計業基於市場需求,也都領先全球投入資訊用、通訊用等IC零組件開發,連帶使北美在微元件(微處理器、 DSP)、邏輯IC等享譽盛名;而美國也擁有全球最大的電腦輔助設計(EDA)產業,可以使設計工程師的技術或創意能迅速付諸實行,進而縮短產品上市時程。


(二)台灣

台灣的IC設計產業在政府提供相關獎勵措施吸引人才、資金投入,以及晶圓代工、封裝和測試等下游產業就近支援下,IC設計業的產業群聚效益正逐漸發酵中,台灣已成為全球第二大設計業集散地,而IC設計業的家數和產值規模僅次於北美。


就設計業產品結構來看,有近七成集中在資訊用領域,這與我國擁有龐大資訊工業有相當密切關係,不過近來台灣業者已逐漸朝向網路和通訊晶片市場進軍,有不少公司均在美國矽谷成立分公司或與矽谷業者合作,以縮短和先進國家的技術差距。


台灣IC設計產業成長較快速的產品別包括晶片組、網路晶片、光碟機晶片和消費性晶片等,而台灣業者在各領域也在全球崢嶸頭角:例如晶片組業者威盛和矽統在1999年同時擠入全球前十大設計業榜單,而威盛更陸續購併Cyrix和IDT Centaur、S3的繪圖部門,在擁有多樣設計技術後與國外大廠一較長短;此外,台灣也是全球網路、記憶體、光碟機、消費性等零組件重要供應來源之一,在全球半導體產業影響程度已大為增加。


(三)歐洲與以色列

儘管Fabless模式在北美和台灣地區已發展多年,也獲得相當的成效,但在歐洲和中東地區的設計業卻算是在發展的初期階段。以色列和歐洲地區(尤其在以色列和英國)多數新興設計公司成立時間雖然不久,但因為專注投入在發展潛力大的通訊和視訊相關技術領域上,故未來發展潛力相當引人矚目。


以往中東和歐洲地區因為政治問題較為錯綜繁雜,以及在賦稅政策上對企業家並未特別優渥,甚至也缺乏像美國一樣豐沛的創投資金挹注的條件,因此這些地區在早期並未造就適合設計業發展的環境;儘管如此,歐洲半導體市場規模龐大和應用多元化,卻早就吸引眾多重量級廠商的目光。所幸,歐元貨幣統一後無形中也促使歐洲如英、法、德等國業者集資管道較為便利,而當地政府對新設立公司在賦稅、貸款甚至在財務補助政策上較以往放寬,再加上多家重量級半導體業者和OEM業者紛紛至這些地區(英國、蘇格蘭、以色列、丹麥、荷、比、盧)設置設計中心後,設計業人才的培育環境已逐漸成形,無異也促使設計業在矽谷崛起的模式在中東和歐洲地區上演。


就這些地區設計業研發的產品別來看,寬頻通訊IC如ATM、xDSL等當屬最大宗的族群,其次則是繪圖和視訊技術。以色列和歐洲並不似美國矽谷和台灣一樣,由資訊用IC入門,反而直接跳入具備高成長力的通訊和數位消費性電子市場,因此可望成為這一波通訊風潮帶動下的設計業生力軍。


再就各國擅長領域來看,以色列可說在網路和無線通訊IC享有盛名,而英國則以RF和ARM、RISC等架構和技術聞名,芬蘭及瑞典則因行動手機大廠產地衍生通訊IC設計公司,至於蘇格蘭及愛爾蘭附近的混合訊號及類比IC設計公司也有不少。至於以色列和歐洲較為著名的設計業者包括以通訊晶片聞名的Galileo,以及已經上市的AudioCodes、Nordic VLSI和VideoLogic等公司。


結語

起源於美國矽谷的Fabless模式,至今已在美國、台灣和以色列、歐洲等地大放異彩,在半導體垂直專業分工體系日趨成熟,而半導體景氣在未來兩、三年持續看好之際,Fabless產業高成長率的趨勢已相當確立了。


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