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半導體產業鏈

半導體產業鏈上游為IP設計及IC設計業,中游為IC製造、晶圓製造、相關生產製程檢測設備、光罩、化學品等業,下游為IC封裝測試、相關生產製程檢測設備、零組件(如基板、導線架)、IC模組、IC通路等業。台灣擁有全球最完整的半導體產業聚落及專業分工,IC設計公司在產品設計完成後,委由專業晶圓代工廠或IDM廠(整合型半導體廠,從IC設計、製造、封裝、測試到最終銷售都一手包辦)製作成晶圓半成品,經由前段測試,再轉給專業封裝廠進行切割及封裝,最後由專業測試廠進行後段測試,測試後之成品則經由銷售管道售予系統廠商裝配生產成為系統產品。

一、上游:

IC產品的源頭來自IC設計, IP為IC設計的智慧財產權,IP開發流程包含IP設計與IP驗證,在IC設計中,IP核心再利用可以有效縮短產品開發週期並降低成本,現今IC設計大幅增加了許多功能,因此必須運用既有的驗證有效IP元件,以滿足上市前置時間的要求。但是,由於功能要求與技術製程的差異,各公司必須提供的IP種類太多,因此產生專門從事IP設計之公司。IC設計使用CAD等輔助工具,將客戶或自行開發產品的規格與功能,藉由電路設計由IC表現出來,就是如何將一片晶片的功能從邏輯設計到晶圓設計之流程。IC可簡單區分為類比IC與數位IC兩大類。全球IC設計產業重心已轉向行動裝置領域,並進入美國、台灣與中國大陸三分天下的時代。在中國大陸國家積極扶植半導體產業,成立第一期大基金,投入相當資源扶植本土半導體產業,尤其美中貿易戰後,為避免關鍵技術受制於美國,更投入第二期大基金,積極發展自有半導體供應鏈,5G興起後中國IC設計產業更對台灣甚至美國IC設計產業造成威脅。

二、中游:

IC製造的流程是將晶圓廠所做好的晶圓,以光罩印上電路基本圖樣,再以氧化、擴散、CVD、蝕刻、離子植入等方法,將電路及電路上的元件,在晶圓上製作出來。由於IC上的電路設計是層狀結構,因此還要經過多次的光罩投入、圖形製作、形成線路與元件等重複程序,才能製作出完整的積體電路。台灣IC製造業者在台積電先進製程技術上的發展,仍領先群雄。

三、下游:

IC封裝是將加工完成的晶圓,晶切割過後的晶粒,以塑膠、陶瓷或金屬包覆,保護晶粒以免受汙染且易於裝配,並達成晶片與電子系統的電性連接與散熱效果。IC測試則可分為兩階段,一是進入封裝之前的晶圓測試,主要測試電性。另一則為IC成品測試,主要在測試IC功能、電性與散熱是否正常,以確保品質。台灣IC封裝與測試產業,穩坐全球之冠,隨著IoT應用興起,台灣IC封裝與測試業者持續布局高階封裝與異質整合技術,拉大與競爭業者之差距。

IC通路業僅負責IC買賣銷售,不涉及生產製造,係向上游半導體設計廠或製造廠採購,提供給下游電子產業製造商所需之相關零件或材料。

IC設計部分,台灣IC設計廠商受惠於智慧型手機螢幕朝向窄邊框的設計,使得觸控與顯示驅動晶片逐漸整合,TDDI出貨快速上升,帶動台灣相關業者營收上升。另外台灣IC設計龍頭廠商聯發科,提早於2019年11月發表其5G系統單晶片,終端產品將於2020年第一季上市,具市場競爭力,且在2019年與2020年推出至少六款5G手機系統單晶片(SoC),全力搶攻5G智慧型手機市場的首波商機,除5G外亦在IoT與網通相關ASIC應用市場有相當斬獲,帶動台灣IC設計產業成長。除TDDI與5G商機外,台灣亦打入近期發展快速之無線充電與真無線藍牙耳機 TWS(True Wireless Stereo)應用,相關廠商積極擴展相關應用,帶動包含藍牙晶片、無線充電晶片、電源管理,以及周遭的穿戴感測晶片,成為市場出貨成長動能。

台灣IC製造部分,2019年下半年預期2020年中國大陸5G市場將快速成長,多家晶片大廠陸續發表5G晶片,且採用台灣晶圓代工龍頭台積電最先進製程,使得台灣晶圓代工產業表現相對亮眼。5G晶片除帶動先進製程產能滿載,亦帶動其射頻晶片與電源IC需求,不僅台積電需求滿載,其他晶圓代工廠商包含聯電、世界先進等表現亦優於全球半導體。記憶體的部分,全球記憶體市場持續呈現下滑態勢,不論是NAND Flash或是DRAM的價格持續下滑,連帶影響利基型記憶體的單價,使得2019年台灣記憶體製造產業產值將呈現衰退態勢。2020年在產能未持續擴充下,加上5G、資料中心、雲端運算伺服器、汽車與工業市場等對於記憶體需求增加,預期2020年記憶體價格將反彈,台灣相關廠商表現將優於2019年。

IC封測部分,2019年上半年封測產業受到通訊應用產品銷售不佳、庫存偏高與美中貿易影響,上半年表現不如預期,然隨著各國5G開始佈建,相關基地台的設施需求為IC封測產業帶來新成長契機,2019年下半年開始逐季回溫。國內IC封測業者如日月光、京元電、欣銓以及矽格,近年來皆早已投入資金及人員已布局5G設備的封測市場,包含天線封裝與基地台等皆為台灣封測廠商重要成長動能,2020年5G晶片進一步放量後,相關封測供應商的營收可望進一步提升。

整體而言,2019年全球半導體表現呈現衰退態勢,然台灣半導體產業除記憶體受到價格大幅滑落之影響而呈現衰退外,其他次產業表現皆優於全球。台灣IC設計受惠於美中貿易轉單效應影響,多家廠商爭取到中國大陸品牌廠訂單,因此表現優於全球;晶圓代工則在5G與高速運算需求持續增溫下,包含5G晶片、射頻與電源管理等IC皆出現強勁需求,亦帶動台灣晶圓代工產業成長,2020 年隨 5G 普及加速、台廠購併日本半導體業者產生綜效、中國晶片去美化政策推升對台晶片需求等帶動,有助提升台灣晶圓代工業產值;IC封測業者亦在5G與SiP相關需求持續升溫下,2020年展望審慎樂觀。