台灣的驕傲 ->半導體 科準科技 陳調鋌 Ting_Chen@POintec. com. tw 2006. 10. 20 NCTU P. 1
學經歷 1976 東吳大學數學系 橄欖球隊長 1981 交通大學應 用 數 學研究 所 1981 研院電子 業研究 (ITRI/ERSO) 設計自動化部門 (Design Automation) 1985 美商 益華 電腦 科技 (ECAD, Cadence) , (Taiwan, 矽谷 ) 研發 IC佈局編輯驗證軟 體 (Symbad, Dracula, Opus) 1993 國科會國家系統晶片設計中 (CIC) 研發組長 1996 -2004 思源科技 (研發中心 ) 副總 ; 創辦團隊 2001 -2004 財團法人思源科技教育基金會 執行長 ; 創意大賽 2006 科準科技 2006. 10. 20 NCTU 董事長 P. 2
我的 作 : 電子設計自動化 (EDA)軟體 ANALOG SRAM LOGIC ROM 2006. 10. 20 NCTU P. 3
簡報大綱 n 半導體 產業 台灣 成功 的 因 素 n 未來的挑戰 n 台灣的 SWOTS 分析 n Q&A n 2006. 10. 20 NCTU P. 4
VLSI超大型積體電路 : 全球第 3 名 MIT Everywhere MIT Any When 台積 , 聯華晶圓代 全球第一 (75%) 2006. 10. 20 NCTU P. 5
台灣的驕傲 : 12吋 晶圓廠 業局昨（9/15）日表示，我國目前有十座 12吋晶圓廠進入量產， 八座尚在建置中，若再加上力晶、茂德、台積電、聯電、 南亞科規劃中的八座 12吋晶圓廠，到 2008年時，台灣將有18座以上的 12吋晶圓廠，成為全球12吋廠最密集的地區。 2006. 10. 20 NCTU P. 6
半導體摩爾定律 (Moore‘s Law) 半導體美商 Intel 公司 , 創辦人 Gorden Moore 在 30 年前便預知 半導 體技術的推進 , 將呈現一日千里之勢 , 便提出所謂的摩爾定律 (Moore’s Low), 歷經 30年而不衰 , 準確性十足 , 半導體業者無不瑯瑯上口. 摩爾定律是指一個尺寸 (die size)相同的晶片上 , 所容納的電晶體 (transistor)數量 , 因製程 (process)技術的提升 , 每 18個月會加倍 , 但售 價相同. 晶片的容量是以電晶體的數量多寡來計算 , 電晶體越多則晶片執行 運算的速度越快 , 當然所需要的生產技術越高明. 例如 1994年 Intel-486 單價約 US 300(800 K transistor), 而今 Pentium 4 3. 0(55 M transistor), 電晶 體數目是 486的 68倍 , 速度是 486的 120倍 , 但 售價和當時的 486一樣. 如果汽車也像 晶片 一樣則 10年前花 30萬國產車 (1200 C. C. , 50匹馬力 ), 現在花同樣錢可以買一台馬力高達 4000匹汽車 , 馬力比波音 747飛機還 大. 2006. 10. 20 NCTU P. 7
半導體摩爾定律 (Moore‘s Law) 2006. 10. 20 NCTU P. 8
硬碟 : 1吋 (8 G) vs 24吋 (5 M) 50年前一台重達 250公斤的RAMAC硬碟，如今僅能儲存 2首i. Tunes歌曲。 2006. 10. 20 NCTU P. 9
簡報大綱 n 半導體 產業 n 台灣 成功 的 因素 未來的挑戰 n 台灣的 SWOTS分析 n Q&A n 2006. 10. 20 NCTU P. 10
台灣 成功 的 因素 n 研院引進RCA製程 n 7 um-USD 6 M; 李國鼎-潘文淵 產官學(竹科- 研院-清交) n 半導體食物鏈(IC-PC互補) n 晶圓廠(8”, 12”) n ASIC (特定用途積体電路 ) n n Chipset/DVD/GSM/LCD-driver 2006. 10. 20 NCTU P. 11
新竹科學園區 全球有500個科學園區 竹科營運績效全球第一 2006. 10. 20 NCTU P. 12
台灣半導體產業體系 設備儀器 EDA 軟體 電子設計自動化 IC 設 計 228 光 罩 4 IC製造 封 裝 導線架 45 15 晶 圓 8 化學品 19 基礎支 援 產業 2006. 10. 20 NCTU 測試 36 科學園區、原物料、資金人才、貨運、海關、其他 ˙˙˙ P. 13 4
園區歷年營業額及公司數成長圖 2006. 10. 20 NCTU P. 14
竹科園區產業概況 2006. 10. 20 NCTU P. 15
台灣產業食物鏈 : VLSI + PC CPU North Bridge 3 D Graphics South Bridge Audio SI/O HW Monitor NIC & Coms 1997 2006. 10. 20 NCTU CPU 3 D Graphics + NB Audio + Super I/O + SB + HW Monitor + NIC & COMs NIC & Coms 1998 P. 16 NIC & Coms 1999 2000
台灣 IC產業在全球的地位 產值 全球佔有率 全球排名 領先國 自有IC 10, 215 7. 3(6. 8)% 4 美、日、韓 DRAM 3, 192 19. 1(17. 8)% 3 韓、美 SRAM 254 9. 8(6. 9)% 4 日、韓、美 Mask ROM 271 89. 7(66. 4)% 1 台 設計業 5, 529 28. 7(27. 8)% 2 美 製造業 13, 666 9. 4(8. 5)% 4 美、日、韓 晶圓代 8, 983 70. 8(72)% 1 台 封裝業 3, 419 36. 0(32)% 1 台 測試業 1, 189 44. 5(38. 1)% ─ ─ 製造業產能 ─ 15. 8(14. 5)% 3 日、美 註：匯率標準 NT/US=34. 4 2006. 10. 20 NCTU 資料來源： 研院 IEK (2004/02) P. 17
台灣 IC學術界在全球的地位 n 台灣產學研界共同宣佈，2006有20篇分別來自台灣IC設計業者與 大學院校的學術論文，獲得在全球IC領域具備指標性地位的「國 際固態電子電路會議(IEEE International Solid-State Circuits Conference，ISSCC)」錄取，錄取的論文數在全球名列前矛，僅次 於美國與日本。 n 台灣獲得ISSCC錄取的20篇論文，分別來自聯發科(Media. Tek)、旺 宏(Macronix)、瑞昱(Realtek)、鈺創(Etron)以及台灣大學、交通大學、 中正大學以及 研院(ITRI)等產學研各界，研究領域涵蓋射頻與類 比(Analog and RF)、數位技術(Digital)、記憶體(Memory)、訊號處理 (Signal Processing)、無線技術(Wireless)、有線技術(Wireline)以及包 括RFID與生物晶片在內的前瞻科技等。除總論文數排名世界第三， 其中台灣大學以個別單位發表 10篇論文，則與IBM、英特爾(Intel) 並列全球第二。 n EDA領域: DAC #9, ICCAD #10, ITC #5，僅次於美國與日本。 2006. 10. 20 NCTU P. 18
2003我國 IC廠商排名 2002 排名 2003 排名 公司 業別 2003年 2002年 2003年/2002年 成長率(%) 1 1 台積電 Foundry 2, 019 1, 609 25% 2 2 聯電 Foundry 849 674 26% 5 3 聯發科 Fabless 381 295 29% 6 4 日月光 Package 315 257 23% 3 5 華邦 IDM , DRAM 296 321 -8% 4 6 南科 DRAM 284 300 -5% 8 7 矽品 Package , Test 274 223 23% 13 8 茂矽 DRAM , Foundry 263 116 126% 9 9 茂德 DRAM 251 183 37% 12 10 力晶 DRAM 230 128 79% 2006. 10. 20 NCTU 資料來源： 研院 IEK (2004/03) P. 19
2004台灣 IC產業 製 造 業 設 計 業 1. 資訊應用—撐起大局 - 晶片組、CD與DVD ROM/RW - LCD控制與驅動IC、PC週邊… 2. 消費性—具成長潛力 - DVD燒錄、DSC、DTV晶片… 3. 通訊應用—需求回溫 - 網路卡、Switch、WLAN… - 利基型記憶體(Pseudo SRAM…) 全球半導體 成長率 二成以上 1. 晶圓代 - Fabless持續下單 - IDM委外趨勢不變 - 產能利用率吃緊(維持100%以上) - 0. 13以下高階製程比重提升(2成以上) 2. 記憶體 - 256 Mb DRAM均價持穩(4美元以上) - 0. 11先進製程技術(佔產能比重30%) - 512 Mb DDR II(佔Megabytes比重5%) 封裝、測試業 1. 晶圓代 與Fabless下單 - 上游晶圓廠能利用率100%以上 - DRAM價格回應 2. IDM訂單 - 高階封裝需求增溫(CSP、Flip Chip、WLP、Si. P) - 高階測試需求增溫(DDR 533&Mixed Signal &So. C) - 海外IDM訂單釋出趨勢不變 - 日月光購併NEC，開拓日本市場 2006. 10. 20 NCTU 資料來源： 研院 IEK (2004/03) P. 20
簡報大綱 半導體 產業 n 台灣 成功 的 因素 n n 未來的挑戰 台灣的 SWOTS分析 n Q&A n 2006. 10. 20 NCTU P. 21
未來的挑戰 n 朝市場導向非技術導向 標準規格 n 國際分 n 生產過剩 n 員 分紅激勵措施 n 2006. 10. 20 NCTU P. 22
2006. 10. 20 NCTU P. 23
IT系統整合趨勢 Semiconductor (半導體 ) Communication (通訊 ) Computers (電腦 ) Software (軟體 程 ) 2006. 10. 20 NCTU P. 24
全球佈局 德州，美國 麻州，美國 俄勒岡州，美國 加州，美國 2006. 10. 20 NCTU 英國 新加坡 日本 韓國 印度 P. 25 中國大陸 台灣
積體電路產品的應用趨勢 n 通訊 (Communication) n n 消費性電子 (Consumer) n n WLAN Digital Cellular Phone/ Wi-Fi Phone Modem/Remote Access Digital Camera/ Video DVD Digital TV/HDTV 電腦 (Computer) n n Portable PC Live Plug-in Peripheral 2006. 10. 20 NCTU P. 26
The Driving Force from Electrical Device PDA 3 G Communicator Digital Camcorder n n n Digital Camera n n Smaller Size & Lighter Weight Innovated Function & Flexible Design Integrated System High Electrical Performance Low Cost & Time to Market Wireless Network Digital Camera 2006. 10. 20 NCTU 3 G System Cellular Phone P. 27 Memory Card
2006. 10. 20 NCTU P. 28
VLSI晶片設計流程 Specification Spec. Capture Architecture Design Entry High Level Entry Gate/Ckt Level Entry Logical Verification Debugging Mixed-Level Simulation Physical Design Planning Physical Verification Layout & On-line Verify Fabrication & Testing PG/EBeam Fabrication 2006. 10. 20 NCTU P. 29 Synthesis Switch/Ckt Simulation Standard Cell Gate Array Place & Route Layout Verification Module Generation ATPG, Fault & Testability Analysis Cell Library RC Extractor & Delay Calculator Post Layout Verification Test Program Generator Prototyping Tester
封裝技術 Polymer WLCSP FC BGA WLCSP Bumping Image Sensor COS BGA LGA Film BGA Finger Print Sensor MCM BGA LBGA Stacked-BGA W/B BGA Enhanced TFBGA u. BGAVFBGA BGA(mini BGA) WFBGA TQFP W/B LF LQFP PLCC QFP Enhanced SOJ QFP TSOP P-DIP 2006. 10. 20 NCTU ‘ 90 ‘ 91 ‘ 92 P-QFN BCC S-QFN SSOP P. 30 ‘ 93 ‘ 94 ‘ 95 ‘ 96 ‘ 97 ‘ 98 ‘ 99 ‘ 00 ‘ 01 ‘ 02 ‘ 03 ‘ 04 ‘ 05
Stacked Die Package Graphic / Chipset + Memory + Passives (Side by Side PBGA or MPBGA) Flash + SRAM (Stacked CSP) Baseband + Flash (Stacked CSP) Computer, Communication, Flash Stack (Sandwich SCSP) Consumer 2006. 10. 20 NCTU P. 31 SD Card, MS Pro Duo
Designer Faced Problems… Chip becomes bigger Ø Hard to verify Ø Hard to debug Ø Timing Closure issue Ø Many on-chip analog and memory blocks Ø Hard to do all by own Ø Signal Integrity issue Ø Many others … 2006. 10. 20 NCTU P. 32
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SOC單晶片系統整合實例 2006. 10. 20 NCTU P. 35
VLSI需要新的設計方法 2006. 10. 20 NCTU P. 36
簡報大綱 n 半導體 產業 台灣 成功 的 因素 n 未來的挑戰 n n n 台灣的 SWOTS分 析 Q&A 2006. 10. 20 NCTU P. 37
2006年台灣十大國際品牌品牌價值與排行 2006 2005 1 1 2 公司 億新台幣 成長率 % 趨勢科技(Trend. Micro) 367. 90 4 2 華碩電腦(ASUS) 352. 93 22 3 3 宏碁(ACER) 284. 05 14 4 5 康師傅(MASTERKONG) 134. 43 30 5 4 明基電通(BENQ) 133. 68 16 6 6 正新橡膠(MAXXIS) 88. 07 2 7 9 合勤科技(Zy. XEL) 85. 26 10 8 7 巨大機械(GIANT) 83. 29 0 9 -- 喬山(JOHNSON) 83. 06 N/A 10 10 友訊(D-Link) 82. 59 12 Source: 經濟部，科技政策中心（STPI），2006/9; 60% IT產業 2006. 10. 20 NCTU P. 38
台灣的SWOTS(強弱優劣)分析 n 優勢: n 12吋廠 n n Process(110, 90, 65 nm) n n n 目前#8; 未來#20; (60%) DRAM主導先進製程技術 Yield良率全球第 1 設計#2; 矽谷優勢不再 優秀經理級中階幹部 學術Paper(坐 3望 2) Cash 2006. 10. 20 NCTU P. 39
台灣的SWOTS(強弱優劣)分析 n 弱勢: n 台灣企業的代 宿命 n 創意太少; 台灣經濟上缺乏「原創性」 n 以色列 (workstation/Flash/Wireless) n IC與 System設計分家 n 國際競爭 n 大陸崛起 n 朝市場導向非技術導向 n 標準規格 2006. 10. 20 NCTU P. 40
矽谷優勢不再？ n n n 在美國矽谷(Silicon Valley)，單身、年輕、精力充沛、積 極向上的 程師，努力不懈地追求更好的收入與生涯發 展；但這持續數十年的情景已不復見，那些積極能幹的 人們現在都在印度。 專業人員的年均底薪從去年以前的9萬 9, 200美元提高到 了今年的9萬 9, 300美元。在日本，只有40. 3%的 程師去 年加薪，其平均年薪為 7萬 5, 803美元。在歐洲，69%接 受了加薪，而年平均底薪為 7萬 1, 800美元。 印度 程師的雄心壯志反映在其職業目標之中，32%希 望成為技術長，美國和歐洲分別是 27%和41%； 32%的印 度 程師希望成為總裁或執行長，美國和歐洲分別是 10%和13%； 28%的人希望成為企業家，相較之下，美國 及歐洲分別為 22%和20%。 P. 41 2006. 10. 20 NCTU
創新: 以色列僅次於矽谷 n n 以色列的高科技公司有2642家，每 2400人就擁有一 家高科技公司 1973以阿戰爭爆發時，以色列技術學院 （Israel Institute of Technology）的教授在兩天找出能夠破解 來襲的俄制導彈系統的方法 政治與軍事環境，這種發展尤為引人注目。有觀點 認為，正是這種持續衝突的環境造就了特別適應適 者生存的科技競爭人才。 英特爾在以色列研發出Pentium M 筆記型電腦處理 器以及Merom 晶片，Merom 已經協助英特爾從其歷 史上最糟糕的兩年困境中脫身而出。 2006. 10. 20 NCTU P. 42
併購(Merge & Acquisition) n n n 併購: 美國文化，失敗多於成功 1+1 = 11(產品互補) 1+1 = -11 n 明基併購西門子 350億元教訓 n 敗象 1：私募集資不順利 向西門子求援也遭拒 n 敗象 2：惟恐淨值破十元 憂心鴻海虎視眈眈 n 敗象 3：軟體人才不夠強 產品開發遭遇大困境 n 敗象 4：台德兩派起內訌 雙方早翻臉互不交流 2006. 10. 20 NCTU P. 43
兩岸IC製造業的產值成長趨勢及倍數 2006. 10. 20 NCTU P. 44
台灣代 宿命 n n n 台灣企業的代 宿命，活在國際大廠的產業架構下， 已從過去的製造微利化，如今擴大到研發微利化，面 對未來，唯有自力更生。 製造搬到大陸去、台灣就要會做客製化研發 New Business Model need Core technology n Fab service (TSMC, UMC) n Chipset (Via, Si. S) n Driver IC (MTK) n Smart Phone (Dopod) 2006. 10. 20 NCTU P. 45
結 論 n n 半導體產業界與學術界排名全球第 3名。 台灣 12吋晶圓廠，佔有率60% ，全球最密集 的地區。 產業變化很快, 沒有永遠的明星產業。 系統複雜度增加，有效的分 與整合是趨勢。 2006. 10. 20 NCTU P. 46
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