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IC 產業 - Coggle Diagram
IC 產業
廠商商業模式
整合元件製造商(Integrated Device Manufacturer, 俗稱IDM)
從IC設計、製造、封裝、測試到銷售都一手包辦
廠商
菲利普 (Philips)
摩托羅拉(Motorola)
德州儀器 (TI)
東芝 (Toshiba)
英特爾 (Intel)
華邦
旺宏
三星 (Samsung)
特點
集晶片設計、製造、封裝、測試、銷售等多個產業鏈環節於一身
早期多數晶片公司採用的模式
需要雄厚的運營資本才能支撐此營運模式,故目前僅有極少數的企業能維持
優勢
能在設計、製造等環節達到最佳優化,充分發揮技術極限
能有條件率先實驗並推行新型的半導體技術
晶圓代工 FOUNDRY
廠商
聯電 (UMC)
中芯 (SMIC)
台積電
格羅方德 (GlobalFoundries)
特點
只負責製造的環節
不負責晶片設計
可以同時為多家設計公司提供服務,但受制於公司間的競爭關係
優勢
不承擔商品銷售、或電路設計缺陷的市場風險
做代工,獲利相對穩定
劣勢
進入門檻高。除了製程上的技術突破不稀奇,良率才是關鍵的 Know-how
需要持續投入資本維持工藝水平,一旦落後、則追趕難度相當大
仰賴實體資產,投資規模甚鉅、維持產線運作的費用高
無廠半導體 (Fabless Semiconductor Company)
特色
只設計和銷售晶片,但將製造、封裝、測試外包給第三方、以專心投入資金與人力研發
廠商
聯發科 (MediaTek)
高通 (Qualcomm)
中國紫光集團下的展訊 (SpreadTrum)
博通 (Broadcom)
優勢
無龐大實體資產,創始的投資規模小、進入門檻相對低,以中小企業為主
企業運行費用低,轉型靈活
劣勢
與 IDM 企業相比,較無法做到完善的上下游工藝整合、較高難度的領先設計
與 Foundry 相比,需要進行品牌塑造、市場調研,並承擔市場銷售的風險。一旦失誤可能萬劫不復
封裝測試廠
廠商
台灣廠商矽品(SPIL)
日月光(ASE)
美商艾克爾(Amkor)
特點
只負責封裝、測試的環節
不負責晶片設計
可以同時為多家設計公司提供服務,但受制於公司間的競爭關係
優勢
不承擔商品銷售、或電路設計缺陷的市場風險
DESIGN SERVICE (晶片設計服務提供商) 模式
優勢
無龐大實體資產。公司規模較小、資金需求不高,但對於技術的要求非常高
不必負擔產品銷售的市場風險
劣勢
市場規模較小且容易形成壟斷,後進者難以打入
技術門檻較高、累積技術的時間較長
特色
為晶片設計公司提供相應的工具、完整功能單元、電路設計架構與諮詢服務
由於沒有實體產品、而是販賣智慧財產權「設計圖」,又稱矽智財(SIP)
不設計和銷售晶片
廠商
ARM
Imagination
Synopsys (新思科技)
Cadence
電晶體
功能
「放大信號」與「開關」
電晶體是奈米等級,比人體細胞還要小
對於半導體大廠而言,製程是技術,但良率才是其中的關鍵Know-how
數億個電晶體,全部都塞在一個長寬約半公分、指甲大小的晶片上
晶片包含電晶體等電子元件,就叫做「積體電路」(Integrated Circuit, IC),俗稱IC
IC (Integrated Circuit)
積體電路
把電路(包括半導體裝置、元件)小型化、並製造在半導體晶圓表面上
半導體為其原料之一
半導體
不像導體絕對導電、絕緣體完全不導電;藉由注入雜質,可以精準地調整半導體的導電性
導電性介於導體(金屬)與絕緣體(陶瓷、石頭)之間的物質,E.g. 矽、鍺
又名「微電路 (microcircuit)」、「微晶片 (microchip)」、「晶片 (chip)」
產業鏈
IC設計
IC製造
IC封裝
IC銷售
積體電路的製作過程
IC設計
畫出電路圖 (Circuit Diagram),規劃一個晶片上應該要具備的功能 (包括算術邏輯、記憶功能、 浮點運算、 數據傳輸)、各個功能分布在晶片上的區域,與製作所需的電子元件
晶圓製造
設計完電路圖後,安置所有電子元件的基板為「晶圓」(Wafer)
晶圓製造廠會將矽純化、溶解成液態,再從中拉出柱狀的矽晶柱,上面有一格一格的矽晶格,後續可供電晶體安置上去
由於矽晶格的排列是安裝電子元件的關鍵,「拉晶」的步驟非常重要──晶柱的製作過程就像是在做棉花糖一樣,一邊旋轉一邊成型,旋轉拉起的速度以及溫度的控制都會影響到晶柱的品質
晶圓廠會用鑽石刀像切火腿一般,將一整條的晶柱切成一片片的薄片,再經過拋光後,就變成了「晶圓」(Wafer),也就是晶片的基板;晶圓上面的晶格可供電晶體置入。
晶柱品質的關鍵
拉晶速度
溫度控制
矽純度
越粗的矽晶柱越難拉出好品質,故尺寸越大、技術難度就越高,12吋晶圓廠也就比8吋晶圓廠的製程更先進
光罩製作 (光蝕刻與微影成像)
封裝與測試