IC 產業之發展現況 - IC-Test Lab, NCUE, Taiwan
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電子工程導論與專業倫理 IC設計領域與產業介紹 Tsung-Chu Huang (黃宗柱) 2011/10/06 T305@NCUE Outline 本系系統晶片設計(SoC)領域(組)簡介 電子產業發展史– 以IC設計業為例 IC設計產業歷史背景 IC設計與製造流程 IC設計業與上游供應商 IC設計與下游價值鏈 全球與台灣主要IC設計相關產業概況 IC設計產業特性 IC產品應用領域與IC設計主要競爭者 台灣IC設計產業：現況與挑戰 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 2 NCUE EDA 電子系暨電信所領域分組 電子系暨電信所 電子工程學系在職碩士班 (進修部) 系統晶片設計 領域 光電與半導體 領域 電子工程學系碩士班 系統晶片設計 領域 光電與半導體 領域 微波與半導體 領域 電信工程所 微波與半導體 領域 電子工程學系學士班 (大學部) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 4 NCUE EDA 師資介紹 黃其泮 老師 國立彰化師範大學電子工程學系副教授 台灣科技大學電子工程博士 專長 : 知識系統、即時驗證、調適型計算機系統、分散式系統 開授課程 : 數位邏輯設計、計算機概論、計算機組織、嵌入式系統 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 5 5 NCUE EDA 師資介紹 黃宗柱 教師 國立彰化師範大學電子工程學系副教授 成功大學電機工程博士 專長 : 超大型積體電路測試、超大型積體電路設計、數位矽智產 設計 開授課程 : 數位積體電路設計、硬體描述語言、程式設計 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 6 6 NCUE EDA 師資介紹 張孟洲 老師 國立彰化師範大學電子工程學系副教授 台灣大學電機工程博士 開授課程 : VLSI系統設計、微處理器設計、低功率電路設計 開授課程 : 系統晶片設計技術、計算機組織、中央處理單元設計、高 等計算機結構 聯絡方式：04-7232105轉7139 Email：mchang@cc.ncue.edu.tw 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 7 7 NCUE EDA 師資介紹 陳勛祥 老師 國立彰化師範大學電子工程學系助理教授 清華大學電機工程博士 專長 : ESD保護電路設計、VLSI設計、VLSI故障分析、元件參 數模型建立及分析 開授課程 : 工程數學、固態電子學、固態電子元件、電子電路、 VLSI可靠性分析、ESD保護電路設計、VLSI設計 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 8 8 NCUE EDA 師資介紹 吳宗益 老師 國立彰化師範大學電子工程學系副教授 清華大學資訊科學博士 專長 : 數位晶片設計, 可測試電路設計, 電腦輔助超大型積 體電路設計 開授課程 : 程式語言, 超大型積體電路設計, 作業系統, 計算機 網路 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 9 9 NCUE EDA 電子產業的重要性 21世紀的重要產業 (億美元) 106 GNP 105 電子產品 汽車 104 半導體 鋼鐵 103 102 1980 1990 2000 2010 年 資料來源：Dataquest，Toshiba，工研院經資中心ITIS計畫 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 11 NCUE EDA 無所不在的半導體 是連續性發展的 技術 電子產業的“原 油”、“稻米” 是電子產品的 “神經系統” 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 12 NCUE EDA IC設計發展簡史 IC發展史 世界上第一個電晶體(1948, Bell Lab) •1947年聖誕前夕, AT&T 的 Bell 實驗室的 John Bardeen 及 Walter Brattain 展示第一個由鍺所製成的 點接觸式電晶體. 當電流訊號施加於鍺晶體接點, 輸 出功率會大於輸入功率. 並於1948年公諸於世. •1949年 William Shockley 發表雙載子電晶體運作理 論. 並預測接面式雙載子電晶體(BJT)將出現. •1950年第一個單晶鍺電晶體生產, 並取代電子產品 中的真空管. •1952年Gordon Teal發表第一個單晶矽電晶體. •1955年 Shockley 在舊金山南方成立 Shockley Semiconductor Lab. 帶動矽谷的成立. •1956年 Shockley, Bardeen, Brattain 共同獲頒諾貝爾 物理獎. •1957年, Gordon Moore 和 Robert Noyce 離開 Shockley 公司, 成立 Fairchild Semiconductor 公司. •1958年積體電路時代來臨 (整個五O年代為分離式 IC元件的天下). •1966年, Gordon 和 Robert 離開 Fairchild 並創立 Intel (濃縮Integrated electronics). 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 14 NCUE EDA 電子元件技術 Milestones 1874 Braun invents the solid-state rectifier. 1906 DeForest invents triode vacuum tube. 1907-1927 First radio circuits de-veloped from diodes and triodes. 1925 Lilienfeld field-effect device patent filed. 1947 Bardeen and Brattain at Bell Laboratories invent bipolar transistors. 1952 Commercial bipolar transistor production at Texas Instruments. 1956 Bardeen, Brattain, and Shockley receive Nobel prize. 1958 Integrated circuit developed by Kilby and Noyce 1961 First commercial IC from Fairchild Semiconductor 1963 IEEE formed from merger or IRE and AIEE 1968 First commercial IC opamp 1970 One transistor DRAM cell invented by Dennard at IBM. 1971 4004 Intel microprocessor introduced. 1978 First commercial 1-kilobit memory. 1974 8080 microprocessor introduced. 1984 Megabit memory chip introduced. 2000 Alferov, Kilby, and Kromer share Nobel prize 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 15 NCUE EDA 台灣電子產業發展簡史 台灣IC發展歷史 民國63年2月(懷寧街小欣欣豆漿店) 行政院秘書長費驊 經濟部長孫運璿 交通部長高玉樹 電信總局長方賢齊 工研院院長王兆振 電信研究所所長康寶煌 RCA研究所所長潘文淵 17 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 17 NCUE EDA 支出：十大建設(2580億) 收入：出口衰退 民國63年7月26日(經濟部) 通過潘文淵提「積體電路計畫草案」 成立「工研院電子工業研究發展中心」 主任：康寶煌 副主任：胡定華 民國64年2月 GI、Hughes 、 RCA擇一 4億移轉費 民國64年4月20日由孫運璿授旗成行 18 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 18 NCUE EDA 曹 興 誠 曾 繁 城 戴 寶 通 劉 英 達 史 欽 泰 19 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 19 NCUE EDA ² Ä ¤@ §å ¨ú ¸g ¹ Î ¦ W ³ æ - p ¹ º - t³ d ¤H :- J ©w µØ (35) 現任見邦創業投資顧問公司董事長， 高科技創投 ¥ø ¹ º «á ¶Ô :± ä ¿ ³¸ Û 現任聯華電子集團董事長，晶圓代工 Á` »â ¶¤ :· ¨ ¤B ¤ ¸ (29) 現任華邦電子副董事長， 顧問 IC設計製造 »â ¶¤ :¥ v ´Ü ® õ (30) 現任工業技術研 究院院長 前清大科技學院院長 紐澤西區(IC設計組) 俄亥俄區(製程組) Á ÀA » Ì (32) ´¿ Ác «° 福華微電子 現任益詮電子總經理，IC設計 ½²© ú ¤¶ (32) 副董事長 現任台灣積體電路總經理， 晶圓代工 現任智源科技、聯發科技、 聯詠科技、聯生科技董事長， IC設計 ¼B - ^ ¹ F ªL ºü ¼w ³ ¯º Ñ ÆW 現任祥采科技總經理，IC設計 ¤ý ° ê »F 現任太欣半導體董事長， IC設計 後勤組 ªô à ¹¤ õ 現任中華杜邦光罩董事長， 液晶顯示器 »â ¶¤ :³ ¹« C ¾s »â ¶¤ :³ \° · 現任華邦電子總經理， IC設計製造 現任大眾電腦事業群總經理， 個人電腦、主機板 加州(測試組) 佛羅里達區(設備組) Á ¶ }¨ } À ¹Ä _³ q 現職工研院材料所 現任毫微米實驗室副主任 ¸U ¾Ç ¯ Ñ (32) ªL ¿ Å 退休，經營餐廳 交通部電信研究所，退休 現任台灣光罩董事長， IC下游製程 ¶À Åã ¶¯ 現任勝華科技總經理， 液晶顯示器 - Ù ¨ä ¨} 移民美國 現任富鑫創投執行長， 高科技創投 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 20 20 NCUE EDA 簡史 1958-1970 1958 : 創立交通大學 - 電子研究所 1964 : 交大成立半導體實驗室 1965 : 交大凌宏璋、張俊彥及郭雙發共同製作出 台灣第 一顆 IC 1966 : 高雄設立加工出口區 高雄電子公司成立，開始做『電晶體』的裝配 1967 : 高雄電子公司開始做『積體電路』的裝配 1969 : 飛利浦建元電子公司開始做『積體電路』的裝配 台灣通用器材開始生產『二極體』 。 環宇電子公司成立開始做『電晶體』 ，『積體電路』 的裝配 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 21 NCUE EDA 簡史 1970-1971 1970 : 德州儀器公司開始做『積體電路』的裝配 菱生精密開始做積體電路的裝配 交大成功製作出台灣第一片晶圓 三愛電子成立??、交大畢業生成立萬邦電子 1971 RCA 與台灣安培開始做『積體電路』的裝配 華泰電子公司開始做『積體電路』的裝配 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 22 NCUE EDA 簡史 1972-1974 1973 萬邦電子公司開始做『積體電路』的裝配 菱生公司與三菱公司開始做『電晶體』的裝配 1974 由潘文淵撰寫計劃書，成立工研院電子所，接著成 立電子技術顧問委員會 該會決定自美國引進IC製造技術，並決定以CMOS 技術為主。 該會成立評選委員會，委員有方賢齊、胡定華、杜 俊元、溫鼎勳及張俊彥。 鴻海塑膠成立 州際電子公司開始做二極體之裝配 NCUE 集成電子公司開始生產電晶體 EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 23 簡史 1975-1976 1975 台灣光寶電子開始裝配發光二極體 新美化精機開始製造焊線機 1976 電子技術顧問委員會評選後與 RCA 簽訂 MOS 技轉合約，並派人受訓，合約保證良率 17% 台灣東京晶體開始裝配『電晶體』 萬邦電子公司開始製造 GaAsP 發光二極體 同欣電子公司開始製造厚膜混合積體電路 大同公司成立矽晶中心開始籌備生產矽晶片 欣賢電子公司開始製造層流台 宏碁電腦成立 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 24 NCUE EDA 簡史 1977 1977 RCA 受訓人員返國後建立工研院積體電路示 範工廠，結果、建廠後六個月、良率達 70%， 遠超過 RCA 之預期。 電正電子開始做整流二極體 高雄日立電子開始做電晶體裝配 大聯半導體開始做 IC 裝配 光源電子開始裝配太陽電池 Apple發展出 個人電腦 Apple II。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 25 NCUE EDA 簡史 1978-1979 1978 工研院示範工廠首次接受客戶委託設計 IC 工研院決定、以RCA 技術轉移後成立的晶圓 廠，成立一公司。 電子所與電信所合作雙極積體電路 台灣東京晶體開始裝配二極體 1979 電子所與工業局簽訂第二期計畫與電腦技術 發展專案計畫 電子所第一批雙極積體電路試製成功 聯華電子公司成立籌備，該公司即為聯電， 由杜俊元出任第一任總經理 萬邦電子開始製造 GaAs紅外線二極體，光 NCUE 電晶體及光電耦合器 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 26 EDA 簡史 1980 1980 : 科學園區成立，聯電第一家登記，生產電子 錶、計算機與電視用 IC。 統一企業成立電子事業部籌備製造雙擊功率 電晶體及太陽電池 大王電子公司成立開始籌備製造MOS 功率電 晶體 光達電子公司成立開始籌備製造 LED 及整流 二極體 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 27 NCUE EDA 簡史 1981 1981 IBM 發展出 PC ，很成功。 美國Osborne 發展出可攜型電腦，又貴又大 台，不成功。 中美矽晶開始生產矽晶片 電子所四位元單晶片微電腦 IC 研製成功 電子所開始提供半客戶委託設計 IC 服務 電子所完成光罩自製系統 電子所自行完成開發 N 通道矽閘 MOS 製程 技術 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 28 NCUE EDA 簡史 1982 1982 聯電量產，11月損益平衡，營業額一億九千 萬，員工380人，隔年六月，月銷售額達一億 元，全年營業額暴增至11億，員工610人。 太欣半導體設計公司成立 工研院接連開發計時器、電話機、音樂記憶 體、閘排列、語音合成、微電腦、計算器、 音響、類比/數位轉換 IC 成功。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 29 NCUE EDA 簡史 1983 1983 工研院與國科會合作開始 MPC 計畫、建立大 學內 IC 設計與 CAD 研究能力。 工研院專案，成立經VLSI 實驗工廠，以促進 台灣 IC 設計工業的發展， IC 相關公司開始萌芽(合德 IC 設計、日月光、 華旭封裝)。(1983-1985) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 30 NCUE EDA 簡史 1985 1985 工研院院長張忠謀提出將 VLSI 實驗工廠轉移 民間成立代工公司之構想， 工研院開始電子束精密光罩製作服務 工研院成立共同設計中心，推廣 IC 設計服務 工研院與華智公司發展成功1.5微米CMOS 256K DRAM。 IC 電路公司接連成立(其朋設計、漢磊製造、 Motorola封裝)。 (1985-1987) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 31 NCUE EDA 簡史 1986-1987 1986 益華 CAD 公司成立、(設計：通泰、普盛 制造：國善) 1987: 台積電成立，張忠謀提出將 VLSI 實驗工廠轉 移民間成立代工公司之構想實現，後來張忠 謀直接轉任為董事長。 Toshiba 發展出 T1000型筆記型電腦，6.25 磅，不太成功。 廣達成立 IC 設計：大智、矽統、揚智、瑞昱、詮華、 華展、群立、普騰成立 NCUE IC 製造：天下、台積、華邦、華隆微 EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 32 簡史 1988 1988 台積電進入量產階段，IC 製造公司增至六家 IC 設計：一華、華麥、飛虹成立 IC 製造：合泰、臺灣光罩、偉智 IC 封裝：福雷、立衛 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 33 NCUE EDA 簡史 1989 1989 Compaq 發展出LTE/286的筆記型電腦，七 磅，成功。 IC 製造廠大量成立，達 13 家 IC 設計：勁傑、偉詮 IC 製造：旺宏 IC 封裝：華特、巨大、微矽 草擬晶片保護法 規劃次微米製程發展計畫，由 ERSO 與業者 共同合作進行。 台灣光罩公司成立 偉詮公司進入園區，從事數位/類比 IC 專業設 NCUE EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 34 計 簡史 1990 1990 新台科技成立，使台灣的光罩公司增為兩家 景氣衰退，多家廠商進行人力結構調整，並 積極與國外技術合作。 偉智與合泰建廠落成啟用，加入 IC 製造行列。 巨大與矽品購裝廠進行策略聯盟。 半導體技術列入台灣未來十年的十大新興產 業。 Intel 與台積電、聯電合作生產記憶體。 裕創公司進入園區，專業為次微米計畫進行 記憶體生產。 IC 設計：凌陽、矽成 IC 製造：德碁 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 35 NCUE EDA 簡史 1991 1991 華邦成功開發國產首顆 64K SRAM 鑫成科技完成 SMT 封裝廠 天下電子發生財務危機，尋求資金紓困 旺宏與日本 NKK 策略聯盟。 茂矽、華智首開 IC 廠合併先例，於 10/22 簽約。 IC 設計：鈺創、民生 IC 製造：茂矽 IC 封裝：鑫成 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 36 NCUE EDA 簡史 1992 1992 電子所與聯電，台積電簽訂次微米製程技術授權合約， 並成立次微米製程技術使用者同盟會 旺宏 與 MIPS 簽訂 R3000 RISC 技術授權合約 茂矽華智由太平洋電線電纜接手經營，胡洪九接任董 事長 漢磊科技新廠完工，生產 Bipolar IC。 華邦 VLSI 二廠落成，合泰擴廠 電子所加速進行 MCM 技術開發，自 PMC 公司引進 五層導體 MCM 量產技術 各半導體廠陸續進入 0.6 微米製程。 IC 設計：巨華、冠林、沛亨 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 37 NCUE EDA 簡史 1993 1993 次微米實驗室落成，是國內第一座八吋晶圓廠 國科會晶片設計製作中心成立 台灣茂矽與日本 OKI 簽訂合作協議，將轉移 4M DRAM技術 日本住友工廠爆炸，造成環氧樹酯缺貨 台積電三廠動工，德碁斥資16億提升設備 IC 設計：宇慶、台晶 IC 封裝：矽豐、大眾 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 38 NCUE EDA 簡史 1994 1994 矽豐公司進軍高腳數 IC 測試市場 華邦完成亞洲首顆 MPEG 標準的影像壓縮 IC 聯電、華邦開發完成 0.5 微米製程 南亞與 OKI 簽訂技術轉移契約 IC 製造：世界先進、力晶、嘉蓄、南亞 IC 封裝：華新先進、福懋、致福、日生科技。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 39 NCUE EDA 簡史 1995 1995 華新先進公司成立 德碁生產 4M DRAM。 南亞 DRAM 廠動土 台積電四廠動工、世界先進二廠動工，德碁二廠動工、 茂矽三廠動工 南亞科技公司成立 旺宏推出 16M Flash IC。 大眾電腦 IC 測試暨封裝公司啟用 聯電與 S3、alliance合資成立八吋晶圓代工廠(聯誠) 聯電與 Trident、ATI、ISSI合資成立聯瑞公司 台積電宣布將在美國成立八吋晶圓廠 華邦與東芝策略聯盟 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 40 NCUE EDA IC設計產業歷史背景 IC設計產業歷史背景 電子元件技術 Tube -> Transistor -> Integrated Circuit Moore’s Law MSI -> LSI -> VLSI ->… 數位化資訊時代 IC被廣泛地應用於電腦、通訊、消費性電子、工業電 子等諸多用途 台灣在半導體產業的發展 2003年超過190億美元（全球1,664億美元） 系統單晶片（System-on-Chip or SoC） 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 42 NCUE EDA Moore’s Law ? 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 43 NCUE EDA Moore’s Law 早期： Moore's Law describes an important trend in the history of computer hardware: that the number of transistors that can be inexpensively placed on an integrated circuit is increasing exponentially, doubling approximately every two years 每18個月增為兩倍 每15年增加一千倍 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 44 NCUE EDA “More than Moore’s Law” 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 45 NCUE EDA Device Feature Size Feature size reductions enabled by process innovations. Smaller features lead to more transistors per unit area and therefore higher density. 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 46 NCUE EDA 5 Commandments IEEE Spectrum December 2003, pp. 31-35. Moore’s Law : The number of transistors on a chip doubles annually (modified to 18-24 mo. later) Rock’s Law : The cost of semiconductor tools doubles every four years Machrone’s Law: The PC you want to buy will always be $5000 ($500-1000 now) Metcalfe’s Law : A network’s value grows proportionately to the number of its users squared Wirth’s Law : Software is slowing faster than hardware is accelerating 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 47 NCUE EDA IC設計業佔半導體產業營收比率與 台灣IC設計業全球佔有率 全球半導體營收 全球IC設計營收 台灣IC設計營收 IC設計佔半導體營收比率 台灣IC設計佔全球IC營收比重 250 35% （單位：10億美元） 213.7 30% 204.4 200 29.2% 27.8% 28.0% 25% 166.4 149.4 23.4% 139 150 125.6 18.8% 140.7 20% 19.5% 17.6% 13% 100 10% 11% 12% 12% 10% 8% 50 15% 6% 20.8 7.7 1.45 11.7 2.29 3.66 27.781 15.1 3.54 16.6 4.61 5.53 8.08 0 1998 1999 2000 2001 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 2002 5% 19.75 2003 2004(e) 48 0% NCUE EDA IC設計與製造流程 IC設計與製造流程 IC 產品分類 IC 設計流程 IC 設計產業分工結構變遷 Videos on Process Technology Wafer Process at Texas Instrument, 2000 (9 min) Semiconductor Technology at TSMC, 2011 (8 min) Chip Manufacture Process, 2008 (10min) CPU Manufacture at AMD, 2009 (11min) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 50 NCUE EDA Analog and Digital Signals Analog signals are continuous in time and voltage or current. (Charge can also be used as a signal conveyor.) After digitization, the continuous analog signal becomes a set of discrete values, typically separated by fixed time intervals. 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 51 NCUE EDA 數位化資訊時代 數位化資訊 … why? Perfect reproduction Better for Communication and Storage Digital processing is easier to program Digital IC’s are easier to design and manufacture Digital information/media is everywhere … 數位不一定好 Quantization errors Sampling rate Quality of AD/DA conversion circuits Errors may result in worse results 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 52 NCUE EDA IC 產品分類說明 記憶體IC（Memory Integrated Circuit） 邏輯IC（Logic Integrated Circuit） 微元件IC（Micro Component Integrated Circuit） 類比IC（Analog Integrated Circuit） 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 53 NCUE EDA Memory Integrated Circuit 記憶體IC: 儲存資料用 依據儲存資料後是否需要不斷供電，可分為 揮發性（Volatile） 動態隨機記憶體（Dynamic Random Access Memory or DRAM）: 個人電腦 靜態隨機記憶體（Static Random Access Memory or SRAM）: 手機 非揮發性（Non-Volatile） 唯讀記憶體（Ready Only Memory or ROM） 快閃記憶體（Flash）: 目前成長最快的記 憶體領域，多使用在相機, 手機, 記憶卡, 隨 NCUE 身碟等。 EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 54 Logic Integrated Circuit 標準邏輯（Standard Logic）IC 最早期的IC產品，主要是進行一些基本的邏輯運算， 如：AND、OR等。 特殊用途IC（Application Specific Integrated Circuit or ASIC） 可以完全由IC設計公司自行設計，或兼採部分標準元 件。 ASIC客製化的程度可以分為三大類： 全客戶設計（Full Customer Design, FCD）； 彈性最大但是也最耗時間 閘門陣列設計（Gate Array based Design, GAD），即使用事先設計好的電路資料庫進行設 計； 可程式化元件設計（Programmable Device based Design, PDD），即透過已經設計好但功 能可以程式化的元件來進行設計。 NCUE EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 55 彈性最小但開發時間最快。 Micro Component Integrated Circuit 微處理器單元（Micro Processor Unit, MPU） MPU主要是用來進行運算用的IC，在一個系統內（如PC或是手 機）可以透過軟體程式，控制MPU內部的運算功能以達到特定 目的。 架構上又可以分為: 複雜指令集運算（Complex Instruction Set Computing or CISC） 精簡指令集運算（Reduced Instruction Set Computing or RISC） 兩種架構各有其優缺點，如廣為PC採用的Intel的x86 微處理器， 即是採取CISC架構，而廣為使用在行動電話內的ARM微處理器則 採用RISC架構。 微控制器單元（Micro Controller Unit, MCU）: 整合MPU、較小容量記憶體IC、外加少許的電子零件而成的簡單控制 系統。 低成本電子設備上，如：遙控器、微波爐等的小型電子設備。 Intel公司的8051系列即是廣受採用的MCU晶片。 微處理週邊（Micro Peripheral, MPR） 由多種IC構成、用來處理週邊設備的組合式晶片，如：圖形控制晶片 組、通訊控制晶片組、儲存控制晶片組與其他控制晶片組（如：鍵盤 控制、語音輸出入）等。 數位訊號處理器（Digital Signal Processor, DSP）。 NCUE 用來處理需要複雜數學運算的一種特殊型MPU，主要是用在處理自然 EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 56 界訊號（如：聲波、電波、光波等）的運算與處理。 Analog Integrated Circuit 線性IC（Linear Integrated Circuit） 主要用來處理電源管理（power management）、 放大器（Amplifier）、與轉換器（Converter, 如數 位訊號轉類比訊號Digital to Analog與類比訊號轉數 位訊號Analog to Digital）等功能。 混合模式IC（Mixed Mode Integrated Circuit）。 係指混合線性和數位的晶片組（chipset），多用於 視聽產品。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 57 NCUE EDA IC產品分類圖 揮發性 DRAM（動態隨機存取記憶體） SRAM（靜態隨機存取記憶體） 非揮發性 MASK ROM（光罩唯讀記憶體） EPROM（可消除可程式唯讀記憶體） EEPROM（電流可消除可程式唯讀記憶體） Flash（快閃記憶體） 記憶體IC 微元件IC IC MPU（微處理器） MCU（微控制器） MPR（微處理週邊IC） DSP（數位訊號處理器 標準邏輯IC 系統核心邏輯晶片組 視訊控制晶片 儲存控制晶片 其他輸入/出控制晶片 ASIC（特殊應用IC） PLD（可程式邏輯排列） Gate Arrays（間排列） CBIC（電路元設計） 全客戶設計 Logic IC （邏輯IC） Analog IC （類比IC） CISC（複雜指令集） RISC（精簡指令集） 線性IC 線性和數位混合IC 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 58 NCUE EDA IC設計流程 1. 2. 3. 4. 5. 6. 規格制定（Specification） 行為描述（Behavior） RTL（Register Transfer Level）設計 邏輯（Logic）設計 電路（Circuit）設計 佈局（Layout） 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 59 NCUE EDA IC 製造過程 初始晶片 (primary wafer) PR PR Initial ox Initial ox Ini ox Ini ox Si substrate Si substrate Si sub Si sub Thin film module Diff module PHOTO module ETCH module Diff, PHOTO, ETCH, T/F Chip Cutting IC cross section Wafer Sorting Bonding WAT Packaging 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang Final Test 60 NCUE EDA IC設計軟體工具 IC設計業的自動化程度很高，設計的過程 需要透過軟體來進行 硬體描述語言Hardware Description Language (HDL) Verilog and VHDL: RTL level Layout Tools Validation & Simulation SPICE 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 61 NCUE EDA 半導體產業價值鏈與附加價值 IC設計 投資金額 附加價值 10-100萬 50-60% 晶圓製造 IC製造 1-20億 20-30% 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 封裝 測試 500-1500萬 10-20% 62 NCUE EDA IC設計產業分工結構變遷 垂直分工的趨勢 大型系統產品廠商（如IBM） 整合元件製造商（Integrated Device Manufacturer or IDM） ‘70 代為設計、生產與封裝、測試量大且通用的IC產品 Intel, TI, Motorola 無晶圓廠IC設計公司 使用EDA（Electronic Design Automation）公司提供的電腦模擬軟體工 具 IDM無生產意願、量小、且專用的晶片 特殊應用標準產品（Application-Specific Standard Product or ASSP） 特殊應用IC（Application-Specific Integrated Circuit or ASIC） 專業晶圓代工廠（Foundry） 閘門陣列（Gate Array） 系統單晶片（System-on-Chip or SoC） 將原來不同功能的多顆晶片，整合成單一顆的系統晶片。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 63 NCUE EDA IC產業垂直分工演化過程 系統廠商為主 IDM廠商為主 System Fabless為主 晶圓代工為主 IP廠商為主 System System System IP Vendor IC Design System IC Design IDM Fab Assembly Test IC Design IC Design IC Design IDM Fab Assembly Test IDM Fab IDM Fab Foundry Foundry Assembly Assembly Test Test IDM Fab Assembly Test 1970年代之前 System 1980年代至1990年代 IC-ASSP 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang IC-ASIC 1990年代之後 SOC-IP 64 NCUE EDA System-on-Chip (SoC) 近年來IC設計趨勢 製造技術的快速提升及普遍化 縮短開發時間 輕、薄、短、小、低耗電、低成本 Dataquest預估，SoC 的產值佔半導體業產值的比重 由2001年的15.8％，將大幅成長至2005年的24.6％， 預期可達到469億美元的產值規模。 矽智財（Silicon Intellectual Property, SIP） 設計能力的提升明顯地跟不上製程技術提昇的腳步。 經過設計、驗證且可重複使用（reuse）的功能區塊 矽智財供應商（SIP Provider）和IC設計服務業者 （IC Design Service Provider）。 如台積電的創意、與聯電集團的智原 NCUE 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 65 EDA IC設計業與上游供應商 IC設計業與上游供應商(1) 光罩廠商 一顆IC的光罩成本在台幣數百萬到數千萬之間 美國的杜邦（Du Pont）、Photronics、與日本的凸版印刷 （Toppan）、大日本印刷（Dai Nippon Printing，DNP）、 國內的台灣光罩與翔準先進 晶圓代工廠 全球前兩大晶圓代工廠（台積電與聯電）近80%的佔有率 新競爭者（如中國大陸的中芯與宏力半導體等）加入市場， 低階製程價格開始產生鬆動 IDM大廠（如IBM與TI）也以其剩餘產能加入晶圓代工的戰 局，使得高階製程也會面臨價格的壓力 封裝與測試廠商 附加價值較低, 知識密集度較低，產業的進入門檻較低 多晶片封裝（Multiple Chip Package，MCP）, SiP （System-in-Package） 主要的封裝廠商包括：台灣的日月光、矽品、京元電子、南 茂與美國的艾克爾（Amkor）。 主要的測試廠則包括日月光、矽品、南茂、聯測、京元、泰 林、福雷電子與ARTEST等公司。 NCUE 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 67 EDA IC設計業與上游供應商(2) 電子設計自動化（Electronic Design Automation, EDA）工具供應商 EDA所扮演的角色日益重要 三大供應商依序為Synopsys、Cadence Design Systems、 與Mentor Graphics，三者合計佔有七成以上的市佔率。 IC設計服務業者 提供IC設計公司與晶圓代工廠間協調產能、製程、與提高良 率的服務，代為搜尋、提供及整合各類SIP的平台服務 台積電的創意與聯電的智原 矽智財(SIP)供應商 泛用型的功能區塊，如：MPU、MCU、SRAM、DSP等， 目前也漸漸朝向特殊應用型，如：MPEG、USB、LCD Driver等 讓IC設計公司更專注於專長的特殊電路、軟體開發與晶片整 合上 英國的ARM為全球最大的SIP供應商 vs美國的MIPS 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 68 NCUE EDA 全球晶圓代工廠排名 （單位：百萬美元） 2003 2003 2003 2002 2002 2002 2001 2001 2001 2000 1999 1998 1997 公司名 排名 營收 市佔率 排名 營收 市佔率 排名 營收 市佔率 營收 營收 營收 營收 台積電 1 5,855 52.20% 1 4,655 55.70% 1 3,705 53.10% 5,318 2,270 1,503 1,544 台灣 聯電 2 2,740 24.40% 2 1,950 23.30% 2 1,898 27.20% 3,362 1,996 1,110 1,250 台灣 特許 3 725 6.50% 3 445 5.30% 3 467 6.70% 1,134 694 423 380 安南 - - - 4 310 3.70% 4 205 2.90% 378 293 116 X-Fab 9 127 1.10% 5 175 2.10% 5 150 2.10% 75 Silterra 12 87 0.80% 6 125 1.50% 12 115 1.60% 104 1st Silicon 14 83 0.70% 7 120 1.40% 13 39 0.60% 馬來西亞 上海先進 10 125 1.10% 8 115 1.40% 6 35 0.50% 中國 中芯 4 365 3.30% 9 90 1.10% - 79 1.10% SSMC 8 155 1.40% 10 85 1% 11 N.A. N.A. 東部** 5 330 2.90% 11 85 1% 14 45 0.60% 華晶上華 11 120 1.10% 12 85 1% 8 56 0.80% 50 中國 PolarFab 13 85 0.80% 13 70 0.80% 9 63 0.90% 63 美國 Tower 15 65 0.60% 14 47 0.60% 10 52 0.70% 105 其他 355 3% 151 2% 69 1% 195 Total 11,217 8,508 6,978 80 國別 新加坡 南韓 德國 60 馬來西亞 17 中國 45 新加坡 南韓 10,864 70 70 126 5,428 3,239 3,300 以色列 *註：2001年第七名的英國ESM公司以8000萬美元售予IR公司 **註：2002年東部與安南合併為東部安南（DongbuAnam） 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 69 NCUE EDA SoC與SiP比較例示 SoC (System-on-Chip) Digital Analog Memory RF SiP (System-in-Package) Analog SoC or Digital Memory RF Another (S)IP: (Silicon) Intellective Property (Circuit) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 70 NCUE EDA 全球EDA與IP業者的排名 IP 排名 公司名稱 2002年營收 (百萬 美元) 2003年營收 (百萬 美元) 1,146.00 1 ARM 185.6 175.2 1,204.60 1,034.40 2 Rambus 97.4 118.1 595.5 624.4 3 Synopsys 73.2 81.2 Magma Design Automation 67.5 97.4 4 TTPCom 70.5 77.5 5 Agilent EEsof 90.0 87.0 5 Artisan 43.7 74.6 6 Zuken 61.6 73.2 6 MIPS Technologies 43.1 47.0 7 Artisan 51.2 71.1 7 Virage Logic 47.5 40.0 8 Ansoff 47.2 61.5 8 Ceva 51.2 36.8 9 i2 Techologies 50.9 51.5 9 Imagination Techologies 15.3 23.6 10 Synplicity 45.6 49.6 10 Mentor Graphics 16.0 22.2 11 Monoliththic System Technology 24.9 20.4 12 ARC International 17.7 17.8 13 NewLogic Technologies 15.0 17.0 14 Mosaid Technologies 18.2 15.9 15 Tensilica 12.8 15.1 16 Faraday Technology 11.5 15.0 17 QualCore Logic 14.7 13.7 18 Sci-Worx 9.4 13.2 19 Cadence Design Foundry 12.4 12.4 20 Virtual Silicon 10.1 NCUE 11.6 EDA EDA 排名 公司名稱 2002年營收 (百萬 美元) 2003年營收 (百萬 美元) 1 Synopsys 1,116.10 2 Cadence Design Systems 3 Mentor Graphics 4 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 71 IC設計業與下游價值鏈 IC設計與下游價值鏈 應用範圍 通訊用途產品（Communications） 如行動電話、ADSL、無線區域網路等 計算用途產品（Computing） 如個人電腦、PDA、筆記型電腦等 消費電子用途產品（Consumer Electronics） 如MP3、數位相機、電子錶、車用電子系統等 工業電子用途產品（Industrial Electronics） 如工業用控制器、工業電腦等 軍事電子用途產品（Military Electronics） 如雷達、戰鬥機的控制系統等 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 73 NCUE EDA IC設計之需求面 系統客戶 終端產品供應商 製造代工廠 OEM （Original Equipment Manufacturer）轉到ODM （Original Design Manufacturer）模式 銷售通路 代理商銷售 代理商通常代理銷售多個品牌 比價競爭，生命週期越見縮短，跌價速度也相當快 自行銷售 大型IC設計公司為提高客戶服務品質設立研發中心 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 74 NCUE EDA 近年來台灣IC產業的幾項特色 IC設計產業特性 產業結構中度集中 近年來主要為垂直分工 80-90’s年代創造台式分紅入股風潮 毛利率業者差異大 代工廠關係為獲利關鍵 知識密集需專業人才 知識經濟 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 76 NCUE EDA 產業結構中度集中 全球前五大IC設計業者（Qualcomm, nVidia, Broadcom, Xilin, ATi），以2003年的佔有率 計算，產業集中度約為43.8%，而前十名的集中 度則為66.45%，屬於中等集中度的產業 不同產品領域的技術門檻相當高，少有廠商在 不同產品領域皆領風騷 IC設計業者的排名是隨著重要的應用功能出現， 或是某一類產品熱賣而會產生重新洗牌 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 77 NCUE EDA 電子產業領導人 聯電 曹興誠：台大、交大 , 宣明智：交大；杜俊 元：台大 台積電 張忠謀：MIT、Stanford , 曾繁城：交大、成大 華邦 焦佑鈞：交大 , 章青駒：台大 茂矽 蔡南雄：交大、台大、Stanford , 胡洪九：成 大 旺宏 胡定華：交大 , 吳敏求：成大、Stanford 矽統 杜俊元：台大 凌陽 黃洲杰：台大 , 蔡國智：交大 威盛 王雪紅： 陳文琦：台大 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 78 NCUE EDA 資訊產業領導人 宏碁 施振榮：交大 鴻海 郭台銘：中國海專 神達 廣達 苗豐強：UCB , 蘇亮、杜書伍、蔡賜豐： 交大 林百里：台大 大眾 簡明仁：交大 力捷、力晶 黃崇仁：台大 華碩 施崇棠：交大 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 79 NCUE EDA 台灣IC產業的特色 垂直分工 臺式分紅入股 獨立自主的技術發展 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 80 NCUE EDA 垂直分工的特點 提升技術專精度 提升產能利用率 縮短生產周期 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 81 NCUE EDA 臺式分紅入股 方式 以10元價值認購股票 作法 現金增資時發行新股，供員工認購 認購時可由員工直接出錢購買 或者以年度分紅轉為認購金 優點 以10元課稅，繳稅極少 可以吸引到許多優秀的人才 可以讓員工盡心盡力改善公司 缺點 造成賦稅不公，國家財源不足 挖角風氣盛行 員工向錢看，人心隨股票起舞 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 82 NCUE EDA 全球前10大IC設計業者獲利能力與主要產品 公司 2003年 營收 市佔率 2002年 營收 1 Qualcomm 2,466 12.40% 2 nVida 1,823 3 Broadcom 4 排名 營業 利潤率 成長率 毛利率 主要產品 1,941 27.05% 69.88% 44.16% 9.17% 1,909 -4.50% 29.16% 3.95% Graphic IC 1,610 8.10% 1,083 48.66% 49.90% 5.40% Broadband, xDSL, WLAN, VoIP ATi 1,511 7.60% 1,094 38.12% 35.41% 11.17% Graphic IC 5 Xilinx 1,300 6.54% 1,124 15.66% 63.60% 25.78% FPGA 6 聯發科 1,116 5.61% 865 29.02% 51.63% 39.62% CD-RW / DVD Chipset 7 SanDisk 1,080 5.43% 541 99.63% 41.10% 25.80% Flash 8 Altera 827 4.16% 712 16.15% 67.90% 24.00% FPGA 9 Marvell 820 4.12% 505 62.38% 52.89% 7.50% 10 Conexant 663 3.33% 625 6.08% 43.25% -13.51% 11 威盛 598 3.01% 736 -18.75% 12 QLogic 516 2.59% 411 25.55% 13 Adaptec 437 2.20% 411 6.33% 14 Globaspan Virata 379 1.91% 231 64.07% WLAN, xDSL, MPEG 15 Aeroflex 341 1.71% 203 67.98% Avionics,Space Application 16 凌陽 325 1.63% 253 28.46% MCU, DVD Chipset, LCD 17 Silicon Lab 325 1.63% 182 78.57% RF, Optical Networking, xDSL 18 聯詠 320 1.61% 196 63.27% TFT-LCD Driver, Digital Visual Processor 19 SST 295 1.48% 275 7.27% Flash 20 瑞昱 272 1.37% 269 1.12% Ethernet,WLAN,LCD Controller CDAM Chipset Ethernet, WLAN, HDD xDSL, WLAN, Network Processor PC/DVD Chipset, Ethernet Storage Area Network Storage Interface （營收 單位：百萬NCUE 美元） 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 83 EDA 1999年至2003年10大IC設計業者排名變化 排名 1999年 2000年 2001年 2002年 2003年 1 Qualcomm Xilinx Qualcomm Qualcomm Qualcomm 2 Xilinx Altera nVida nVida nVida 3 Altera Qualcomm Xilinx Xilinx Broadcom 4 ATi Broadcom 威盛 Broadcom ATi 5 Broadcom 威盛 Broadcom 聯發科 Xilinx 6 Cirrus Logic nVida Altera 威盛 聯發科 7 nVida PMC Conexant Altera SanDisk 8 威盛 SanDisk ATi ATi Altera 9 C-Cube ATi 聯發科 Conexant Marvell 10 Lattice SST QLogic SanDisk Conexant 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 84 NCUE EDA 成本結構與獲利性 主要固定成本 研發費用 國內主要IC設計廠商的研發費用約佔整體營業收入的比重約在 9~15%左右 人事成本 變動成本 代工的製造費用 30%~50% 封裝與測試費用 20~40% 毛利率 視其產品的市場競爭程度而定 近乎獨占的Qualcomm毛利率接近70% 而廝殺激烈的繪圖晶片組市場nVidia與ATi兩家公司的毛利約在 30~35%左右 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 85 NCUE EDA 晶圓代工廠的關係 無晶圓廠IC設計業競爭力的關鍵決策 晶圓製造代工的成本 適時推出產品（time-to-market）的成敗攸關性 如何選擇一家能夠快速進入量產、產能供給穩定、且具競爭 力價格的代工製造夥伴 ？ 晶圓代工產業 產能調整性不佳, 需確保產能的充分利用 提升技術能力以利競爭 必須掌握重要、有潛力的客戶 各家IC設計公司無不設法開拓多源（multiple sourcing）的代工廠產能來源，或是轉投資新設的代 工廠，以確保產能與成本的競爭優勢 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 86 NCUE EDA 知識密集與專業人才 知識與專業人才是IC設計公司成敗的關鍵 技術股或股票分紅，成了人才取得、養成、與留用的 重要利器。 業界的挖角與跳槽也非常興盛 創新型或防禦型的專利（即所謂專利地雷），都是IC 設計公司的重要資產與競爭武器。 專利相關的法律人才，透過專利權訴訟來保護本身權 益與攻擊競爭對手、甚至競爭者的顧客。 透過專利權的交換，與其他技術互補性廠商組成共同 開發產品的策略聯盟。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 87 NCUE EDA 台灣的知識經濟發展模式 政治方面 1990 年以前，政府主導了 工研院、交通大學、新竹科學園區的設立。 聯電、台積電乃是工研院設廠後轉移民間經營的。 經濟方面 承襲1960年以來，小型工業的發展，以中小企業為主的產業結 構。 逐漸競爭淘汰後，規模逐漸向上提升，形成今日的中大型規模。 教育方面 華人重視教育的傳統，造成了識字率高的民眾。 採著重記憶式的教學，以取得文憑為導向的升學方式。 由於升學與戒嚴的因素，較為著重數理課程。 文化方面 受機車精神與黑手文化影響的人士主導產業界與基層政治界。 受儒家文化薰陶的人士主導高層政治與學術界。 融合的結果形成了科學與技術結合，產業與學術融合的優良互 動環境。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 88 NCUE EDA 台灣的產官學研 高層 政治界 預算 稅收 補助 教育 學術界 基層 政治界 採購 人才 技術 產業界 理論 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 89 NCUE EDA 參考文獻 活力 張俊彥，游伯龍等著 業競天擇 – 高科技的產業生態 楊丁元、陳慧玲著 Computer History http://www.computerhistory.org/timeline/ 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 90 NCUE EDA IC設計與產品應用主要競爭者 IC產品應用領域與設計主要競爭者 IC產品的應用領域相當廣泛 不同應用領域間存在明顯的技術障礙 同一應用領域內的競爭卻也相當激烈 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 92 NCUE EDA 全球電子產品產值 2000 2001 2002 2003(e) 2004(f) 2005(f) 資訊 3,740 2,820 2,540 2,700 3,030 3,120 通訊 2,650 2,270 1,950 1,950 2,180 2,300 工業 1,360 1,350 1,380 1,430 1,500 1,500 消費性 980 930 970 1,070 1,200 1,200 車用 600 600 630 660 730 730 軍用/政府 390 400 430 470 500 500 9,720 8,370 7,900 8,280 9,140 9,350 總額 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 93 NCUE EDA IC產品應用領域(1)電腦相關產品 電腦相關產品（Computer） 中央處理器（CPU） IDM的天下 ，因為運算速度快，晶片複雜度高，IC製程也非常 特別 Intel, AMD, IBM: 自設晶圓工廠 Sun 為無晶圓廠（Fabless） 一般晶片組（Chipset） Intel,台灣的矽統（SiS）: IDM 台灣的威盛（VIA）與揚智（ALi）為無晶圓廠 繪圖晶片組（Graphics Chipset） PC: 美國nVidia與ATi兩大公司對壘 遊戲機市場看好 其他週邊設備的控制晶片 電腦相關產品雖然一直都是過去IC設計業的主力產品， 但隨著PC市場逐漸飽和，此類IC產品的成長力道漸不 如前。 NCUE 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 94 EDA IC產品應用領域(2) 通訊產品 通訊產品成為過去十年來半導體業成長的重要動力 寬頻上網: xDSL、Cable Modem、區域網路卡 無線區域網路（Wireless Local Area Network, WLAN）: WiFi, Bluetooth 行動電話: GSM, CDMA, 3G 光纖網路 Home Gateway, VoIP 通訊IC 行動電話 原本都由美國的TI與Motorola等IDM所掌控 美國的Broadcom、台灣的聯發科等公司 Qualcomm: CDMA, 3G xDSL: 標案形式成交，以致於價格廝殺激烈，迫使系統廠商的毛利嚴 重被擠壓，小廠退出賽局 WLAN: 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n 數位整合趨勢 行動電話、內建MP3、數位相機、無線區域網路、 VoIP 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 95 NCUE EDA HTC Universal a.k.a. Dopod 900 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 96 NCUE EDA IC產品應用領域(3) 消費性產品 消費性電子產品包括光碟機（DVD）、MP3、數位相 機（Digital Still Camera, DSC）、數位音響、數位 電視機、車用電子、玩具等數千種產品。 市場區隔多元、產品生命週期短、功能提升快速 迅速取得成本優勢是競爭關鍵 台灣的聯發科技自1998年成立後，先藉由低價與鎖定特定客 戶的策略切入市場 ，同時避開相關的技術專利來取得市場佔 有率；其後透過技術層次的提升，由原本技術後進者變成技 術領導者，最後成為全球PC與筆記型電腦用光碟機晶片組的 領導廠商 率先大量生產而取得低成本優勢的廠商得勝 隨著數位家庭的趨勢與車用電子的日漸普及，消費性 電子產品將是未來IC設計產業重要的成長動力。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 97 NCUE EDA IC產品應用領域(4) 泛用型產品 跨電腦相關產品、通訊產品、消費性產品 的終端系統所使用 車用電子 (Car electronics) 記憶體產品 Flash記憶卡 SanDisk由於隨身碟、記憶卡等大量使用Flash的 產品熱賣，全球排名躍升到2003年的第七名 DRAM IDM掌控製程技術與產能 大宗商品，價格波動劇烈 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 98 NCUE EDA IC產品應用領域(5) 可程式閘陣列 Field Programmable Gate Arrays IC設計公司為爭取時效，在毛利較高且數量 較少的電子產品上（FPGA的成本很高），驗 證過自行程式化的元件後，就可使用在終端 產品上。 由於電路設計特殊加上專利保護等因素， Xilinx與Altera兩家公司形成寡占局面 (分別 佔據2003年IC設計業的第五與第八的名次 ) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 99 NCUE EDA 台灣IC設計產業：現況與挑戰 台灣IC設計產業：現況 (1) 截至2003年，台灣約有250家左右的IC設計公司， 從業人數超過12,500人，平均每位員工的年產 值超過新台幣1,500萬元，平均毛利率約為37%， 淨利率約為20% (Exhibit 10) 多集中於電腦與消費性電子產品 破壞式的創新（disruptive innovation）:低成 本與地利之便 ，取代國外IC供應商，並與電子 製造業的量產起飛共同成長 政策支持、新竹科學園區的成立、與工研院 （ITRI）養成研發人才 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 101 NCUE EDA 台灣IC設計產業：現況 (2) 半導體產業既是是矽島計畫中「兩兆双星」的 重點產業，系統單晶片（SoC）也列為九項國 家型科技計畫之一，又稱為「矽導SoC計畫」 台灣IC設計產業前景似乎依舊樂觀，但是國際 競爭情勢、技術創新趨勢、乃至於關鍵資源條 件的發展，皆挑戰著台灣廠商必須以前瞻策略 的眼光，思考如何持續創新、永續成長。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 102 NCUE EDA 台灣IC設計業重要指標 2001年 2002年 2003年 廠商家數 180 225 250 員工人數 9800 11800 12560 資本支出/營收 7.8% 4.9% 3.5% 研發費用/營收 10.1% 10.2% 12.8% 1,245 1,252 1,514 毛利率 34.1% 37.3% 37.0% 營利率 18.7% 23.3% 21.4% 淨利率 16.6% 21.0% 20.4% 平均員工產值(萬元台幣) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 103 NCUE EDA 2003年台灣前20大IC設計業與主要產品 2003年 排名 2003年 營業額 2002年 營業額 成長率 聯發科技/MediaTek 1 38,064 29,513 29% 威盛電子/VIA 2 20,386 25,200 -19% 矽統科技/SiS - 16,725 15,760 6% 凌陽科技/Sunplus 3 11,098 8,636 29% MCU,DVD Chipset, LCD Controller/Driver IC 聯詠科技/Novatek 4 10,914 6,690 63% TFT-LCD Driver, Digital Visual Processor 瑞昱半導體/Realtek 5 9,278 9,159 1% Ethernet, WLAN, LCD Controller 揚智科技/ALi 6 6,520 6,088 7% DVD Chipset, PC Chipset, WLAN 晶豪/ESMT 7 5,333 3,896 37% DRAM, SRAM, Flash 義隆電子/ELAN 8 4,617 4,000 15% MCU, STN LCD Driver 奇景光電/HiMAX 9 4,503 1,941 132% 鈺創科技/Etron 10 4,402 3,056 44% DRAM, SRAM, LCD Driver 矽成積體電路/ICSI 11 4,083 2,752 48% SRAM, DRAM,WLAN, Card Reader IC 智原科技/Faraday - 4,402 3,369 31% Design Service 盛群半導體/Holtek 12 4,083 3,256 25% MCU - 3,767 2,304 63% Design Service 聯笙/AMIC 13 3,621 2,238 62% SRAM, Flash 普誠科技/Princeton 14 2,908 2,362 23% MCU, A/V Controller, STN Driver, LED Driver 群聯電子/Phison 15 2,579 835 209% Flash Controller IC 世紀民生/Myson-Centry 16 2,078 2,453 -15% LCD Driver, Ethernet, MCU 立錡科技/RichTek 17 2,014 1,104 82% Power Management IC 其樂達科技/Cheertek 18 1,895 1,492 27% DVD Chipset, MPEG 原相科技/PixArt 19 1,828 365 401% CMOS Image Sensor 聯陽半導體/ITE 20 1,734 1,680 3% 擎亞科技/CoAsia 主要產品 DVD Chipset PC Chipset, DVD Chipset, Networking PC Chipset, WLAN, SoC IA TFT-LCD Driver IC PC I/O, STN Driver/Controller 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 104 NCUE EDA 台灣IC產業關聯圖 ＩＣ設計 威 矽 揚 凌 瑞 義 松 偉 民 太 通 晶 鈺 矽 台 盛 統 智 陽 昱 隆 翰 詮 生 欣 泰 磊 創 成 晶 光罩製作 南 遠 中 新 東 南 東 ＩＣ製造 亞 紡 紡 纖 和 紡 雲 晶圓生產 台 積 電 世界先進 聯 電 旺 宏 茂 矽 茂 德 華 邦 力 晶 南亞科技 漢 磊 立 生 崇 越 中 美 矽 晶 漢 磊 博 達 德 龍 茂 月 雷 光 電 品 泰 生 特 衛 林 豐 測試設備 訊 化學品 台銷（硝酸） 長興（CMP劑） 日 福 矽 華 菱 華 立 泰 超 導線架 順 旭 佳 永光（光阻劑） ＩＣ封裝測試 利 金線 致 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 茂 105 NCUE EDA 2005全球前十大半導體廠商(1/2) 單位：億美元 2005 排名 公司名稱 2005 2005成長率 2004 1 英特爾Intel 354.75 309.00 14.8% 2 三星Samsung 178.30 158.30 12.6% 3 德州儀器TI 113.30 107.00 5.9% 4 東芝Toshiba 95.00 85.31 11.4% 5 意法ST 88.70 87.56 1.3% 6 Infineon 84.00 91.80 -8.5% 7 Renesas 83.10 90.00 -7.7% 8 台積電TSMC 82.17 76.48 7.4% 9 Sony 60.25 50.70 18.8% 10 Philips 59.25 56.92 4.1% 資料來源：IC-Insight, IEK-IT IS (2006/03) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 106 106 NCUE EDA 2005全球前十大半導體廠商(2/2) 單位：億美元 2005 排名 公司名稱 2005 2005成長率 2004 11 Freescale 57.80 55.19 4.7% 12 NEC 57.35 64.69 -11.3% 13 Hynix 54.95 46.48 18.2% 14 Micron 49.70 46.52 6.8% 15 Matsushita 41.20 43.35 -5.0% 16 AMD 37.75 26.59 42.0% 17 Qualcom 34.75 32.24 7.8% 18 Fujitsu 34.10 35.35 -3.5% 19 聯電UMC 32.59 39.00 -16.4% 20 IBM 32.50 31.50 3.2% 資料來源：IC-Insight, IEK-IT IS (2006/03) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 107 107 NCUE EDA 2005 我國資訊產品全球佔有率 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 筆記本 桌上型 主機板 伺服器 監視器 72.4 29 78.3 32.8 53.6 液晶面 數位相 無線網 光碟機 路由器 板 機 卡 67.6 41.7 34.5 83 89 ITIS (2006/3) 108 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 108 NCUE EDA 2005 我國IC市場結構 產品產值 國產內銷 國產外銷 2,835(2,700)4,989(4,862) 2,154(2,162) IC市場 5,803(5,589) 海關出口 5,308(5,505) 封裝/其他出口 2,473(2,805) 單位：億台幣 ( )表2004年 資料來源：海關，工研院經資中心ITIS計畫(2006/4) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 海關進口 3,649(3,739) 109 109 NCUE EDA 2005 台灣IC產品型態分佈 邏輯 微元件 記憶體 4% 類比 43% 邏輯 48% 記憶體 5% Source：IEK-ITIS (2006/04) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 110 110 NCUE EDA 台灣IC設計業現況與產品應用領域 600 500 400 300 200 100 0 顯示器 光儲存 消費性 資訊 記憶體 通訊 設計支援 類比 2005年台灣IC設計成長動能來自顯示器與通訊相關產品 未來看好通訊與消費性產品 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 111 111 NCUE EDA Taiwan No. 1 2005 全球主要晶圓代工生產廠商 排名 國家 全球佔有率 廠商 1 台灣 44.8% 台積電 2 台灣 15.4% 聯電 3 大陸 6.4% 中芯 112 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 112 NCUE EDA Taiwan No. 1 2005 全球主要封裝測試廠商 排名 國家 全球佔有率 廠商 1 台灣 21.6% 日月光 2 美國 16.9% Amkor 3 台灣 10.8% 矽品 113 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 113 NCUE EDA Taiwan No. 1 2005 全球主要Mask ROM廠商 排名 國家 全球佔有率 廠商 1 台灣 91.2% 旺宏 2 韓國 8.3% 三星 3 日本 0.5% NEC 114 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 114 NCUE EDA Taiwan No. 1 2005 全球主要大尺寸LCD Driver IC廠商 排名 國家 全球佔有率 廠商 1 台灣 20% 聯詠 2 韓國 20% 三星 3 台灣 17% 奇景 115 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 115 NCUE EDA Taiwan No. 1 2005 全球主要DVD MPEG-2 Decoder廠商 排名 國家 全球佔有率 廠商 1 台灣 57% 聯發 2 以色列 17% Zoran 3 美國 14% ESS 116 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 116 NCUE EDA 2005 我國IC產業家族 設備儀器 資金人力資源 CAD CAE 光罩設計 邏輯設計 268 設計 •(+8) 光罩 •4 封 裝 晶粒測試及切割 製造 • 13 封裝 • 33 (+0) (-4) 成品測試 測試 • 35 (-2) 基板• 15 材料 長 晶 晶圓切割 •8 晶圓 (+0) 導線架 •4 服務支援 貨運 海關 科學園區 化學品 • 19 附註：+ 表示增加廠商家數 資料來源：IEK-ITIS計畫(2006/3) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 117 117 NCUE EDA 台灣IC產業產值(億台幣) 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 131 540 185 659 242 850 1,694 2,649 4,691 469 742 970 1998 1999 2000 577 1566 675 1780 924 2108 6239 5874 7667 2608 2850 3234 2004 2005 2006 測試業 封裝業 製造業 設計業 118 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 118 NCUE EDA 我國IC產業展現 億台幣 06/05成長率 2005 2006 11,179 13,933 24.6% 設計業 2,850 3,234 13.5% 製造業 5,874 7,667 30.5% 封裝業 1,780 2,108 18.4% 測試業 675 924 36.9% 產業產值 資料來源：IEK-ITIS計畫( 2007/3) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 119 119 NCUE EDA 2005年我國前十大IC製造公司 2004年 2005年 公 司 業 別 2005年 2004年 營業額(億台幣) 營業額(億台幣) 成長率 排名 排名 1 1 台積電 (Foundry) 2, 646 2,560 3.4 2 2 聯 電 (Foundry) 908 1,173 -22.6 3 3 力 晶 (DRAM) 516 574 -10.1 5 4 南 亞 (DRAM) 498 405 23% 4 5 茂 德 (DRAM) 295 430 -31.4 6 6 華 (IDM, DRAM) 278 312 -10.9 - 7 (DRAM) 156 259 283.3 8 8 (IDM) 189 229 -18.8 7 9 (DRAM) 114 158 -39.8 9 10 (Foundry) 38.5 47 -28.3 邦 華亞科技 旺 茂 宏 矽 世界先進 資料來源：工研院IEK-ITIS計畫(2006/3) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang (%) 120 120 NCUE EDA 台灣前五大IC封裝公司 2004年排名 2005年排名 公 司 2004年營收 2005年營收 成長率 1 1 日月光 535.4 689.0 28.6% 2 2 矽品 318.5 387.7 21.7% 3 3 華泰 67.3 57.1 -15.1% 4 4 南茂 54.7 54.3 -1.0% 5 5 超豐 53.3 65.0 21.9% 121 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 121 NCUE EDA 台灣前20大IC設計公司 2005 2004 2005/2004 Major Products. Company Rank Revenue (M NT$) Revenue (M NT$) Growth Rate MediaTek 聯發科 1 46,491 40,054 16.10% CD-ROM, DVD-ROM and CD-R/RW driver ICs, GSM/GPRS ICs Novatek 聯詠 2 25,984 17,511 48.40% LCD driver and control ICs, video display, commercial and IM products VIA 威盛 3 19,134 19,373 -1.20% PC chipsets, Processors, Graphic ICs Suplus 凌陽 4 18,781 18,940 -0.80% LCD driver and control ICs, Multi-Media ICs, Voice/Music ICs and ASICs Himax 奇景 5 17,760 10,084 76.10% LCD driver and control ICs SIS 矽統 6 11,534 10,648 8.30% PC chipsets, WLAM ICs and IA products Realtek 瑞昱 7 10,636 9,311 14.20% Communication Network ICs, Computer Peripheral & Multimedia ICs Etron 鈺創 8 6,705 6331 5.90% DRAM, SRAM, Flash memory ICs Phison 群聯 9 6,308 3991 58.10% USB flash controller, NAND flash application Raraday 智原 10 5,745 5,043 13,90% IP design service ESMT 晶豪 11 5,710 8,708 34.43% DRAM, SRAM, Flash memory ICs Mstar 晨星* 12 5,060 2,860 76.9% LCD driver, Mixed Mode ICs EMC 義隆 13 4,439 5,335 16.80% Consumer ICs, Microcontroller, PC peripherals ICSI 矽成 14 4,267 5,031 15.19% memory ICs Ali 揚智 15 4,128 6,085 -32.16% DVD, optical storage, multimedia peripheral, wireless LAN, and core logic chipset Holtek 盛群 16 3,718 3,838 -3.12% MCU Sitronix 矽創 17 3,622 2,290 58.14% Microcontroller, Display Driver IC Coasia 擎亞* 18 3,170 1,914 65.62% ASIC design service APEC 富鼎 19 3,011 2,023 48.83% Power MOSFETS, IGBTS, power ICs Pixart 原相 20 2,971 1,974 49.65% CMOS image sensor (單位：M of US$) Source：工研院IEK-ITIS計畫 (March 2006)、STC/ITRI整理(March 2006) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 122 122 NCUE EDA 全球前20大Fabless公司 2005 2004 2005/2004 Major Products. Company Rank Revenue Rank Qualcomm 1 3,457 1 3,224 7.23% CDMA Broadcom 2 2,671 2 2,401 11.25% Bluetooth, network processor, digital cable, DTV, WLAN, VoIP, multimedia processors Nvidia 3 2,376 3 2,010 18.25% graphics and digital media processors SanDisk 4 2,306 5 1,777 29.77% flash storage card ATI 5 2,199 4 2,141 2.71% 3D graphics and digital media silicon Avago 6 1,800 1,697 6.07% Optoelectronics, RF/microwave components and enterprise ASICs (Agilent spin-off) Marvell 7 1,670 7 1,225 36.33% Switching, transceiver, wireless, communications controllers, and storage Xilinx 8 1,645 6 1,589 3.52% FPGA, CPLDs MediaTek聯發科 9 1,444 8 1,199 20.43% CD-ROM, DVD-ROM, CD-R/RW driver ICs, GSM/GPRS ICs Altera 10 1,124 9 1,016 10.63% System-on-a-programmable-chip Conexant 11 813 10 915 -11.15% DSL, cable modem, network processors, video encoders/decoders, STB, VoIP Novatek聯詠 12 807 14 524 54.01% LCD driver and control ICs, video display, commercial and IM products VIA威盛 13 594 11 580 2.41% PC chipsets, Processors, Graphic ICs Suplus凌陽 14 584 12 567 3.00% LCD driver and control ICs, Multi-Media ICs, Voice/Music ICs and ASICs Himax奇景 15 552 19 301 83.39% LCD driver and control ICs M-Systems 16 540 348 55.17% USB smart drivers, embedded flash drives Qlogic 17 521 543 -4.05% SAN Aeroflex UTMC Micro 18 503 461 9.11% CSR 19 486 SST 20 431 13 Revenue Growth Rate (單位：M of US$) SRAM 16 253 92.09% Bluetooth, WLAN 449 -4.01% flash memory and medium density devices ◆前20大IC設計公司中，以從事通訊產品與多媒體的業者居多 ◆營收超過10億美元家數增加至10家 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, Huang 資料來源：FSA(2006/03) ；工研院IEK(2006/03)2011/10/06, ；工研院STCT.-C. 整理(2006/03) 123 123 NCUE EDA 台灣IC設計產業: 挑戰 (1) 價格競爭壓力漸增 國外廠商也開始外包給具價格競爭力的晶圓 代工廠商，反手進入低階、低毛利市場，轉 採薄利多銷的策略，以避免『破壞性創新者』 的逐步市場滲透。 美國IC設計大廠也越來越重視成本控制，遂 把原本在歐美等地的研發中心轉移到台灣、 大陸與印度等研發人力成本較低的地方。 未來低價化的IC會成為市場主流 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 124 NCUE EDA 台灣IC設計產業：挑戰 (2) 技術創新領域與專利實力 以WLAN產品為例，由於在2000~2003年間台灣 WLAN網卡與基地台的代工市場呈現爆發性成長，台 灣既有的IC設計公司，不論原來生產消費性、通訊或 電腦週邊IC，加上數十家新設的IC設計公司，皆投入 當時主流的802.11 b基頻晶片（Baseband）規格， 企圖爭取原本由美國Intersil公司所壟斷的的市場。 但後來Broadcom、Agere、TI等通訊大廠加入市場 以後，主導新一代的WLAN規格802.11g，使得台灣 廠商受傷慘重。 未來的潛力產品與網路通訊技術勢必整合，缺乏網路 通訊技術的系統產品與IC設計廠商將很難在下一場競 局中立足。 專利權的掌握也是未來台灣IC設計業發展的一大隱憂 Xilinx與Qualcomm等IC設計大廠所公告的專利數 目，即超過台灣所有IC設計公司的專利總和。 常常成為美日等大廠專利訴訟的對象 NCUE 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 125 EDA 近年來台灣IC業與國外業者的專利侵權爭議 專利權人 被控侵權公司 侵權爭議之專利內容 Zoran 聯發科 CD/DVD控制器設計架構，以及直接 連接IDE/ATA資料埠的主端介面控制 器等3項專利。 ESS 聯發科 伺服器晶片Servo相關的韌體程式原始 碼的智財產權。 Oak 聯發科 Servo控制晶片與傳輸介面架構。 Genesis 晨星，品捷，創品 整合型縮放控制器（scaler）內Frame buffer等多項相關專利。 Silicon Image 晨星，品捷，創品 DVI傳輸專利。 Agilent 原相科技 CMOS Image Sensor光學滑鼠趕測相 關的專利技術。 OmniVision 銳相 整合CMOS Image Sensor與USA Transceiver晶片技術。 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 126 NCUE EDA 台灣IC設計產業：挑戰 (3) 研發與工程人才缺乏 國內每年相關科系畢業的人數仍不敷產業所需 目前從業工程師約有30萬人，每年需求增加3萬人，其中電 子資訊需求人數佔80％，約為2萬4千人，但每年畢業人數 僅有8千人，不足近1萬6千人。 人才招攬的觸角延伸至大陸各地 研發與工程人才跳槽與挖角風氣盛行 公司往往會面臨技術斷層 IC設計業者不太願意培養新人 In need of senior engineers 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 127 NCUE EDA 台灣IC設計產業：挑戰 (4) 技術聚合與競合策略 SoC的技術趨勢與數位聚合的發展 而同業競爭的加劇將導致產品生命週期更為縮短，進一 步壓縮IC設計業的獲利空間 如何快速取得其他互補的關鍵技術 自行開發 水平購併（horizontal integration 策略聯盟 選購矽智財 採用更高階的製程使單顆晶片的成本下降 跨國購併，國際化的管理、調解跨國文化衝突、留 住關鍵的人才 Software is also critical! 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 128 NCUE EDA 近年來與台灣IC設計業者相關的購併案 日期 目標公司 主併公司 2005/01 矽成積體電路 美國ISSI 2004/08 揚智 聯發科技 2003/01 矽統 聯電 2002/05 美國LSI CDMA 威盛 2002 美國S3/NS 威盛 2001/11 世紀半導體 民生科技 1999/09 美國 IDT/Cyrix 威盛 1998/12 美國 ISD 華邦 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 129 NCUE EDA 台灣IC設計產業：挑戰 (5) 經營模式與競爭動態 SIP供應商的與IC設計服務業者的出現，使得IC設計走 向模組化、零件化的設計模式，配合EDA工具的效能 提升，新競爭者得以以標準IP組裝方式，快速搶佔市場， 市場進入障礙因而降低。 IC設計業者如何掌握關鍵的自有的IP，或是提高客製化 的價值，顯然是當務之急。 晶圓代工廠的競爭也逐漸進入白熱化，使得IC設計公司 有多源供應環境，可以提高價格競爭能力 晶圓代工廠、IC設計、設計服務、SIP供應商、與系統 業者間，如何構成有效率的虛擬IDM，以維持國際競爭 力與長期成長動力，應該是SoC趨勢下IC設計業者的重 要策略課題。 韓國半導體大廠（如三星與LG）的垂直整合模式，有 其一定的全球競爭優勢，逐漸形成對台灣IC產業的競爭 壓力 究竟專業分工與垂直整合兩種模式，哪種有利於半導體 產業未來的發展？ 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 130 NCUE EDA IC測試產業概論 設計島/創意島 Design Island/ Innovative Island IP Mall TW Design Houses IP Mall IP Mall Foreign Design Houses IP Mall 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 132 NCUE EDA ITRS TWG (Test Working Group) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 133 NCUE EDA Semiconductor Industry Summary in ITRS2001 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 135 NCUE EDA 2008台灣IC產業產值概況 IC四大產業： 2008台灣IC產業 第 1季產值(億元) 季增率 年增率 設計業 製造業 916 1702 -8.90% -7.60% 9.00% -7.70% 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 封裝業 測試業 565 -11.70% 13.00% 245 -11.90% 6.50% 136 NCUE EDA IC Packaging/Testing Industry Defect Level ~退貨率 106 ppm Y=1% Defect Level Y=50% Y=90% 100 ppm 0 Y=99.99% Defect Coverage 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 100% 138 NCUE EDA Typical Test Procedure 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 139 NCUE EDA Peer-Eye Inspection 目視 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 140 NCUE EDA 自動測試機台(ATE) ADVANTEST’s ATE: 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 141 NCUE EDA Probe Card 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 142 NCUE EDA ATE: Automatic Test Equipment Mount Die Attach 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 143 NCUE EDA Advantest’s Handler 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 144 NCUE EDA Verigy’s 93000 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 145 NCUE EDA Constructing an RF ATE 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 146 NCUE EDA 全球半導體封測市場 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 147 NCUE EDA 2003-2005台灣主要封測廠商營收表現概況表 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 148 NCUE EDA 2002-2004全球前十大封測廠商 2004排行 2003排行 廠商 2004營收 2003營收 2002營收 1 1 日月光 2427 1682 1310 2 2 艾克爾 1901 1604 1406 3 4 矽品 1046 805 641 4 3 新科金朋 1037 810 590 5 5 南茂 451 265 195 6 8 京元電 300 200 154 7 6 嘉森 275 215 184 8 12 力成 229 129 84 9 7 華泰 218 209 210 10 10 ASAT 217 176 - Source :Semiconductor Technology Center, 2005年7月 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 149 NCUE EDA 2006-2007測試產業排名 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 150 NCUE EDA 近年台灣IC產業產值概況 2006 Dataquest指出，全球封測產值預估為428 億美元，2008年將 達502億美元，維持穩定21% 2007 記憶體產業釋單整合，預估測試產業全年產值可望較2007年成 長9.3%，達到1118億元 2007DRAMVistia不如預期 茂德力晶等虧500億 2008年台灣IC產業產值年增4.4%(ITRI/IEK) Q1:3428億元(-8.9% vs.07Q4, +0.4%vs.07Q1) ITIS預估2008年台灣封裝業產值可達2525億元，較2007年成長 10.7% 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 151 NCUE EDA Who ATE the other half of the Pie? 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 152 NCUE EDA 台灣測試業重要指標 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 153 NCUE EDA 台灣測試業營業額比例 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 154 NCUE EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 155 NCUE EDA 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 156 NCUE EDA SoP, SiP, SoC, NoC 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 157 NCUE EDA 測試業產值 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 158 NCUE EDA 認識重要機構與網路資源 Introduction to Related Institutes 1. NSC (國科會) 2. CIC (國家晶片中心) 3. 教育部顧問室VLSI聯盟 (VLSI Consortium) 4. 台灣半導體產業協會 (TSIA) 5. 工研院 (ITRI) 電通所(CCL) / STC 6. 經濟部工業局『產業提昇計畫』 SIPO 7. 挑戰2008：國家發展重點計畫 8. 台灣積體電路學會 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 160 NCUE EDA Related Speech 1. IC製造業回顧與展望 (TSIA, 2002) 2. 電子資訊產業策略 (工業局, 2004) 3. Innovation In Taiwan (NCTU, 2001) 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 161 NCUE EDA ITRS 國際半導體技術指標 機構 International Technology Roadmap of Semiconductor 各主要國家之ISA參與 主要任務 每年對半導體各細項做評估預測，開會討論 後出版報告 常具權威性提供產學參考 彰師大電子工程導論(4) IC設計領域與產業介紹, 2011/10/06, T.-C. Huang 162 NCUE EDA
