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、化學品等產業,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設計產業已進入美國、台灣與中國大陸三分天下的時代。中國大陸2014年開始大陸扶植半導體產業後,中國大陸IC設計產業在內需市場支撐下,近年來快速成長。美中貿易戰後,為避免關鍵技術受制於美國,更加速中國大陸半導體自主化之決心,積極發展自有半導體供應鏈。
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製造業者在晶圓龍頭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,經切割過後的晶粒,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。
人工智慧(AI)市場需求持續看增,讓IC設計服務、高速傳輸、手機晶片等相關業者需求不斷攀升。AI技術在各個行業中的應用需求不斷增長,包括生成式AI、自動駕駛及智慧座艙、智慧家庭、醫療保健、工業自動化等領域,在AI商機大爆發下,帶動高性能及低功耗的晶片需求,針對各特定應用的ASIC需求也將大增,2024年後掀起台灣IC設計產業另一波成長高峰。
台灣IC設計龍頭聯發科,除了持續耕耘高階智慧型手機市場,更強攻AI邊緣裝置市場,聯手輝達開發的AI PC新產品可望在2025年下半年問世,與高通在WoA(Windows on Arm)市場掀起新戰場。聯發科同時與輝達聯手合作車用架構平台,聯發科與多家歐美及中國大陸車廠合作的車用晶片方案也預計自2025年下半年起放量,未來將同時跨入車用自動駕駛及資通訊娛樂系統等市場,將邊緣運算產品擴展至非消費型市場。
除IC設計龍頭受惠AI相關商機,在AI風潮帶動下,AI 應用需求不斷增長,邊緣運算和雲計算正迅速展開,全球科技巨頭在 AI 晶片領域的競爭加劇,都積極採用客製化晶片,以求在不斷增長的 AI 市場中降低成本、提升效能,台灣的IC設計服務業者更成為北美雲端服務大廠伺服器客製化CPU重要合作夥伴,使世芯、創意、智原,甚至布局客製化處理器晶片市場的聯發科、聯詠、瑞昱都有望受惠。IC廠威盛、指紋辨識IC廠神盾、電視機上盒IC廠揚智,近幾年也將ASIC視為重要轉型方針,相繼展開佈局。隨著AI算力增加、除了中央處理器、記憶體需要全面升級之外,在終端設備,各種傳輸介面也都要趕上運算速度的提升,高速傳輸晶片儼然成為資料傳輸頻寬大小的重要關鍵。除了祥碩之外,創惟、威鋒未來亦有機會切入相關市場,搶占AI相關高速傳輸晶片商機。整體而言,台灣IC設計業者,各族群展現多元化實力,在高速運算、智慧型手機、車載與物聯網等皆有所著墨,更在AI浪潮下各自搶占相關商機。
2025年川普的對等關稅政策不確定因素,晶片業紛紛提前備貨以分散風險,加上國際大廠「去中化」態勢延續,台灣IC設計業成為業界下單首選。2025年第二季筆電品牌急單陸續湧進,因應90天寬限期內大量備貨,因此筆電、手機用驅動IC拉貨更加明顯,研判第3季需求將提前在第2季完成。生成式AI、邊緣運算與高速通訊技術帶動新一波數位浪潮,台灣IC設計業者2025年全力衝刺AI應用市場,盼迎來營收與獲利雙重突破。 然2025年下半年將面臨新台幣匯率與美國關稅陰霾雙重挑戰,勢必對整體營運造成壓力。
台灣IC製造部分, 2025年AI依舊是帶動半導體產業上升週期的主力,加上關稅不確定性使得下游終端客戶提前拉貨,2025年上半年台灣晶圓動工業者營收呈現成長態勢。台灣晶圓代工龍頭台積電在先進製程絕對優勢下,擁有多數AI相關應用訂單, 2025年下半年更將如期量產2奈米,在智慧型手機、PC 和伺服器等推動下,客戶採用度高,有望成為台積電最暢銷製程。
隨著美中貿易衝突態勢尚未明朗下,儘管在某種程度上為台灣晶圓廠帶來轉單效應,但中國晶圓廠的快速擴張仍對台灣業者形成壓力。二線晶圓代工業者,在中國大陸晶圓代工廠持續擴張產能,使成熟製程供過於求狀況延續,加上關稅尚未明朗化下,2025年下半年市況不明,價格調幅受限,客戶態度也趨於保守,二線晶圓代工業者產能利用率復甦相對遲緩。
二線晶圓代工廠也積極尋求差異減少中國晶圓代工產能過剩問題,包括聯電持續累積具技術差異化及領先的特殊製程,為強化美國製造,聯電與英特爾初步合作以12奈米製程為主,採用英特爾既有設備在美生產,銷售、研發、晶圓代工以聯電為主,預計在2027年量產。力積電則積極轉型至 AI 相關配套產品線,目前整合邏輯製程與記憶體的 Wafer on Wafer (WoW)3D 堆疊技術已完成開發,並獲得多個國際大廠採用及試產,未來銅鑼新廠的擴充也將以 WoW 3D 代工業務為主軸,以因應 AI 應用爆發性成長的市場需求。而世界先進與恩智浦半導體在新加坡成立合資公司VisionPower Semiconductor Manufacturing Company,以興建一座12吋晶圓廠,將採用130奈米至40奈米的技術,生產混合訊號、電源管理及類比產品,以支援汽車、工業、消費性電子及行動裝置等終端市場需求,期望能以策略性布局來迎戰紅色供應鏈的挑戰。
記憶體部分, AI浪潮引爆的記憶體商機,主要在高頻寬記憶體(HBM),吸引全球記憶體三強搶進。台灣記憶體廠目前仍無法與國際三大廠在HBM領域競爭,轉而從周邊的AI邊緣運算應用切入,強化相關技術量能與產品布局。三星、SK海力士及美光等國際記憶體巨擘,皆積極投入高頻寬記憶體製程,三星和 SK 海力士轉專注擴大 HBM 產量,減少標準記憶體產量,已明確向客戶發出停產通知,除了舊製程停產因素以外,另外為躲避即將到來美國對半導體關稅可能提高政策,市場急單湧入,雙行效應下使得DDR4價格繼續上揚,6月DDR4報價大幅跳漲50%,無論是8Gb或16Gb現貨價格均強勢,也帶動DDR5價格上漲上漲。台灣記憶體業者南亞科為彌補國際大廠退出的市場空缺,並調整產能供貨策略。生成式AI持續爆發,推升高頻寬記憶體(HBM)需求急遽攀升。全球三大記憶體廠—美光、SK海力士與三星電子全面投入HBM4戰局,爭搶AI加速器記憶體主導權。
IC封測部分, 2025年上半年在應美國商務部工業安全局(BIS)要求,眾多中國大陸IC設計廠受到限制令,中國大陸IC設計廠開發的16奈米以下產品未在BIS封裝廠白名單封裝,台積電將無法接單及出貨。目前出口到中國大陸晶片多由中國大陸封測廠承接,不過在美國商務部祭出新一輪管制後,台灣IC 封測廠近一步承接相關轉單訂單。除了中國大陸IC設計廠大量訂單之際,台灣IC封測廠也全力搶攻先進封裝市場,成為推升營運另一重要動能。
AI大趨勢帶動高速運算(HPC)晶片發展浪潮,先進封裝需求同步崛起。由於今年客戶下單動能大增,相關先進封裝訂單開始從台積電外溢到委外封測廠(OSAT)以日月光投控及旗下矽品獲取最多訂單。
全球半導體受AI、高效能運算(HPC)、5G與車用電子等新興應用持續擴大影響,推動先進封裝技術成為重要方向,目前先進封裝仍以CoWoS為主,但未來不再是其獨大的局面,其中扇出型面板級封裝(Fan-Out Panel Level Packaging, FOPLP)具備高效能、低成本與高良率等優勢,正快速崛起,為下一世代封裝的關鍵解方。
台灣封測大廠也對此做好準備,日月光預計在2025年底前試產,力成已小量出貨,2026年起逐步擴大營運貢獻。與傳統封裝相比,FOPLP最大特色在於單次處理面積擴大,有效提升生產效率並降低單位成本,隨著先進封裝愈加複雜與晶片多元整合的需求增加,FOPLP技術的可擴展性與成本效益,滿足產業未來的要求。
除高階封裝外,在AI 趨勢下,高階AI晶片設計製造複雜度大幅提升,帶動市場對於先進測試需求,封測龍頭日月光亦積極擴大測試領域。