臺(tái)灣ic產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式演化分析

1、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式演化分析吳聘奇(華東師范大學(xué)城市與區(qū)域經(jīng)濟(jì)系上海200062)摘要：隨著垂直產(chǎn)業(yè)形態(tài)的逐步成熟，Ic產(chǎn)業(yè)未來將可能選擇群聚虛擬垂直整合模式的發(fā)展方向。在生產(chǎn)運(yùn)營模式的多元化背景下，臺(tái)灣Ic產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，從晶圓代工廠商模式切入，以晶圓代工、芯片設(shè)計(jì)、虛擬整合等方式嵌入全球Ic產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。呈現(xiàn)出多種的模式演化方式和不同程度的互動(dòng)協(xié)作。關(guān)鍵詞：IC產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式臺(tái)灣一、IC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程IC產(chǎn)業(yè)即半導(dǎo)體

2、產(chǎn)業(yè)也稱為集成電路產(chǎn)業(yè)或微電子(Mieroelectronie)產(chǎn)業(yè)。IC就是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。自20世紀(jì)50、60年代起。IC產(chǎn)品從小規(guī)模集成電路(SSI)逐漸發(fā)展到現(xiàn)在的特大規(guī)模集成電路(ULsI)。整個(gè)集成電路產(chǎn)品的發(fā)展經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的板上系統(tǒng)fSystem—onboard)到片上系統(tǒng)(System—on—achip)的過程。在這歷史過程中世界IC產(chǎn)業(yè)為適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和市場的需求其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了三次變革。其中第一次變革是以加工制

3、造為主導(dǎo)的IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初級(jí)階段：第二次變革體現(xiàn)為Foundry(標(biāo)準(zhǔn)工藝加工線)公司與IC設(shè)計(jì)公司的崛起：第三次變革則出現(xiàn)“四業(yè)分離”的IC產(chǎn)業(yè)即形成了設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)、封裝業(yè)、測試業(yè)獨(dú)立運(yùn)營的局面。二、IC產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)模式(一)SystemHouse模式(系統(tǒng)廠商模式)系統(tǒng)廠商模式是指半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司直接與代工廠商簽訂生產(chǎn)合同。系統(tǒng)公司(Systemhouse)出現(xiàn)的時(shí)間最早。但在總體晶圓代工需求中一直只占非常小的比例。它們可能有、也可能

4、沒有自己的半導(dǎo)體制造工廠。利用晶圓代工服務(wù)來生產(chǎn)其設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。由于大型晶圓代工廠商開始提供設(shè)計(jì)服務(wù)和其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)，系統(tǒng)公司需求將在總體晶圓代工需求中占有一定的比例。但實(shí)際上。系統(tǒng)公司需求沒有增長，且過去幾年一直呈下降趨勢。造成這種現(xiàn)象有幾個(gè)因素。其中一個(gè)原因是整體產(chǎn)業(yè)下滑。特別是在通訊市場。例如思科(Cisco)、愛立信(Eriesson)和SunMierosystems等公司擁有強(qiáng)大的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)隊(duì)伍但當(dāng)他們基本沒有直接與晶圓代

5、工廠商簽訂代工合同而是根據(jù)每個(gè)階段的實(shí)際設(shè)計(jì)量在市場上靈活選擇代工廠商，確定產(chǎn)量。(二)IDM模式(整合組件制造商模式)IDM(IntegratedDeviceManufacturing)模式是指IC制造商(IDM)自行設(shè)計(jì)，由自己的生產(chǎn)線加工、封裝，測試后的成品芯片自行銷售的模式。如早期的Intel、Toshiba、韓國三星、英飛凌等公司均采取這些模式。IDM模式的優(yōu)點(diǎn)在于IDM廠商可以根據(jù)市場特點(diǎn)制定綜合發(fā)展戰(zhàn)略可以更加精細(xì)的對設(shè)計(jì)

6、、制造、封裝每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。同時(shí)IDM不需要外包利潤較高。發(fā)展IDM模式的劣勢在予，投資額較大風(fēng)險(xiǎn)較高。要有優(yōu)勢產(chǎn)品做保證。另外技術(shù)跨度較大，橫跨三大環(huán)節(jié)，企業(yè)不僅要考慮每個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)問題而且要綜合協(xié)調(diào)三大環(huán)節(jié)考慮。不過隨著國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趨勢變化目前所有IDM大廠已開始修正想法希望能夠在優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)中實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的領(lǐng)先地位(Bigplayer)。因此，為要真正做到術(shù)有專精，國際IDM大廠外包代工趨勢日漸成形也就誕生了晶圓代工廠商模式。(三

7、)Fabless&Foundry模式(晶圓代工廠商模式)Fabless＆Foundry模式是指IC設(shè)計(jì)公司(Fabless)與標(biāo)準(zhǔn)工藝加工線(Foundry)相結(jié)合的方式。即設(shè)計(jì)公司將所設(shè)計(jì)芯片最終的物理版圖交給Foundry也就是委外代工廠加工制造。同樣封裝測試也委托專業(yè)廠家完成。最后的成品芯片作為IC設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)品而自行銷售。Fabless的原意是指“無生產(chǎn)線”FablessDesignHouse即指無生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)公司。專注于芯片(

8、Chip)的設(shè)計(jì)。位于產(chǎn)業(yè)鏈的最高端。它們擁有利潤的最大部分，投入小，風(fēng)險(xiǎn)高。收益大。而Foundry則指Fab(Fabrication)Foundry，為設(shè)計(jì)公司(DesignHouse)加工。專注于晶圓(Wafer)的生產(chǎn)，稱為晶圓代工廠。擁有可觀的利潤，它們投入大，風(fēng)險(xiǎn)小，受益中等。負(fù)責(zé)封裝測試(Package&Testing)的公司，它們投入中等風(fēng)險(xiǎn)小，收益較少。(四)Fabless／Fab—lite模式(無晶圓廠和晶圓廠輕省化

9、模式)Fables8與Fab—lite(晶圓廠輕省化)模式是在SoC芯片整合方式變革影響下誕生的。SoC是指系統(tǒng)單芯片(SystemonChip)，即把系統(tǒng)內(nèi)原本分立的不同功能芯片，逐漸整合而成為單一芯片：而SoC的趨勢。已引發(fā)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的第三次變革促進(jìn)產(chǎn)業(yè)必須進(jìn)行進(jìn)一步的專業(yè)分工和某種程度上的結(jié)構(gòu)再整合。隨之而來，單芯片設(shè)計(jì)更趨復(fù)雜、晶圓廠的成本與技術(shù)開發(fā)成本亦隨之大幅度的增加，專業(yè)分工的態(tài)勢更加確切，越來越多整合元件)(IDM)

10、將采取Fabless或F鈾一Lite策略。北方經(jīng)濟(jì)2008年第5期39萬方數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)因soC逐漸興起的趨勢直接沖擊到IC設(shè)計(jì)流程的整體模式。由原本循序漸進(jìn)的方式，轉(zhuǎn)變成在設(shè)計(jì)的前期，即需考量設(shè)計(jì)及后段的測試、驗(yàn)證與布局，以及軟、硬件的發(fā)展。代工工廠不再受限于產(chǎn)業(yè)鏈條中的制造以下環(huán)節(jié)，可以參與到專業(yè)芯片的前期設(shè)計(jì)和后期服務(wù)環(huán)節(jié)也不再適用于Foundry工廠這個(gè)名稱而充當(dāng)了ODM工廠(原始設(shè)計(jì)制造商)的角色。’(五)CCVI模式(群聚虛擬

11、垂直整合模式)隨著垂直產(chǎn)業(yè)型態(tài)的逐步成熟IC產(chǎn)業(yè)下一步將可能選擇群聚虛擬垂直整合(ClusteredVirtualVerticalIntegration，CVVI)模式的發(fā)展方向。群聚虛擬垂直整合模式指的是在一個(gè)聚落型的整合結(jié)構(gòu)中讓專精于不同領(lǐng)域的公司，彼此以結(jié)盟或伙伴關(guān)系互補(bǔ)。并進(jìn)而達(dá)到各層知識(shí)有效的垂直及水平整合。在IC產(chǎn)業(yè)里為了縮短IC設(shè)計(jì)周期各公司必須彼此溝通合作，計(jì)劃一旦開始就共同制定規(guī)格并研發(fā)相互配合。封裝與測試、晶圓制程、

12、芯片制造與應(yīng)用程序和次系統(tǒng)設(shè)計(jì)互為連結(jié)透過廠商間的鏈接與知識(shí)整合。彼此的效益可以發(fā)揮到最大。在CCVI模式誕生之后Foundry和ODM工廠將逐步擺脫過去受到約束的生產(chǎn)環(huán)節(jié)而轉(zhuǎn)型成為各種領(lǐng)域內(nèi)有所專長的生產(chǎn)單位。Fabless／Fab—lite與ODM之間的界限將漸趨模糊，過去多以垂直形式組成的IC產(chǎn)業(yè)生態(tài)系隨著CVVI的出現(xiàn)，也會(huì)產(chǎn)生大變動(dòng)。隨著產(chǎn)業(yè)腳步加快彼此問的聯(lián)系與互動(dòng)也更為頻繁CVVI能夠緊密結(jié)合上下游業(yè)者，讓業(yè)者們跟上客戶的

13、需求和市場的變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)絕對競爭優(yōu)勢。三、臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)的模式演化(一)萌芽期(19641974年)1964年臺(tái)灣交通大學(xué)成立半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室將半導(dǎo)體課程列為教學(xué)重點(diǎn)。為IC業(yè)未來發(fā)展培養(yǎng)人才。1966年美商通用儀器(GI)在高雄設(shè)廠，組裝晶體管，以后，n、Philips先后赴臺(tái)，引進(jìn)IC封裝、測試及質(zhì)量管理等技術(shù)，為IC封裝業(yè)奠定了基礎(chǔ)。1970年臺(tái)灣首家晶體管制造廠——萬邦電子公司成立。成為發(fā)展過程中的重要里程碑。在萌芽期。臺(tái)灣部分公司和工

14、廠參與了世界IC產(chǎn)業(yè)的SystemHouse模式。為系統(tǒng)公司提供代工生產(chǎn)。但這種代工合同是不穩(wěn)定的非伙伴的關(guān)系。并未形成較大的規(guī)模。而此后IDM模式大興其道，臺(tái)灣早期的產(chǎn)業(yè)環(huán)境并未孕育IDM模式但I(xiàn)DM模式的修正和轉(zhuǎn)型，恰恰催生了臺(tái)灣的Ic產(chǎn)業(yè)。(二)成長期(19741993年)19世紀(jì)70年代，世界IC制造商(IDM)在市場中充當(dāng)主要角色I(xiàn)C設(shè)計(jì)只作為附屬部門而存在IC產(chǎn)業(yè)處在以生產(chǎn)為導(dǎo)向的初級(jí)階段。這時(shí)的IC設(shè)計(jì)和半導(dǎo)體工藝密切相關(guān)

15、。IC設(shè)計(jì)主要以人工為主，CAD系統(tǒng)僅作為數(shù)據(jù)處理和圖形編程之用。之后無生產(chǎn)線的lC設(shè)計(jì)公司(Fabless)與標(biāo)準(zhǔn)工藝加工線(Foundry)相結(jié)合的方式逐漸成為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新模式。在此期間。臺(tái)灣成立了“電子工業(yè)研究中心(后為工研院電子工業(yè)研究ERSO)”，設(shè)置了IC示范工廠。從40北方經(jīng)濟(jì)2008年第5期RCA引進(jìn)7trmCMOS制造工藝。并與美國IMR公司合作。開啟了臺(tái)灣IC自主技術(shù)的序幕。臺(tái)灣的IC產(chǎn)業(yè)從而以強(qiáng)大的力度在F

16、abless&Foundry模式(晶圓代工廠商模式)中充當(dāng)了難以替代的角色。在這個(gè)模式誕生之后的很長一段時(shí)間內(nèi)臺(tái)灣Foundry工廠所承接的業(yè)務(wù)以晶圓制造為主，同時(shí)也包括了封裝和測試的下游環(huán)節(jié)。(三)繁榮期(1993年至今)1993年“工研院”亞微米計(jì)劃成功開發(fā)出16MDRAM。并于1994年衍生成立第一家8英寸圓片廠——世界先進(jìn)積體電路公司標(biāo)志著臺(tái)灣lC產(chǎn)業(yè)正式邁入DRAM開發(fā)新紀(jì)元。南亞、茂德、矽統(tǒng)等公司紛紛成立，世界代工龍頭企業(yè)臺(tái)

17、積電和聯(lián)電開始投入12英寸生產(chǎn)。2000年為迎接世界SoC潮流、成立SoC聯(lián)盟，使臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)向著創(chuàng)新導(dǎo)向發(fā)展。目前臺(tái)灣很多公司正在進(jìn)行F曲less／Fab—lite模式(無晶圓廠和晶圓廠輕省化模式)中原始設(shè)計(jì)制造商也就是ODM這一角色的探索和發(fā)展。如臺(tái)積電逐步承接了美國廠商如德州儀器包括芯片設(shè)計(jì)在內(nèi)的全面委外代工。在此階段代工工廠所承接的業(yè)務(wù)等級(jí)有了很大程度的提升也收購了來自原IDM企業(yè)的部分先進(jìn)設(shè)備。四、小結(jié)隨著IC產(chǎn)業(yè)技術(shù)日新月異

18、的發(fā)展以往IC制造商所憑借的技術(shù)優(yōu)勢因素已經(jīng)消失。就目前而言。每一家IC企業(yè)均大致在同一時(shí)間掌握相同的工藝技術(shù)對系統(tǒng)設(shè)計(jì)訣竅的掌握取代了對工藝技術(shù)的掌握成為各個(gè)IC企業(yè)之間的差異所在。臺(tái)灣的IC產(chǎn)業(yè)在晶圓代工領(lǐng)域處于世界的領(lǐng)先地位。面對新的變革和挑戰(zhàn)。必然要選擇新的整合關(guān)系和生產(chǎn)模式上文論及的CCVI模式也就相應(yīng)成為未來的發(fā)展趨勢。在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中。臺(tái)灣的IC產(chǎn)品與歐美、日韓的同類產(chǎn)品相比具有性價(jià)比上的相對優(yōu)勢再加上與中國大陸地緣、

19、文化和產(chǎn)業(yè)鏈上的相近。成就了其長久的興盛發(fā)達(dá)。然而。隨著中國大陸市場競爭激烈和逐步顯現(xiàn)的用戶特殊需求以往簡單的“產(chǎn)品復(fù)制策略”正面臨危機(jī)需要根據(jù)市場特點(diǎn)進(jìn)行本土化再造。如何通過研發(fā)、設(shè)計(jì)、制造和營銷等職能的細(xì)化分解，尋求更先進(jìn)的生產(chǎn)模式迎合本土市場需求實(shí)現(xiàn)不斷更新的系統(tǒng)重整。成為了當(dāng)今全球IC企業(yè)共同關(guān)注的重大課題?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】f111Ioanneltow，張濤晶圊代工廠商急需與系統(tǒng)公司合作以利于產(chǎn)能規(guī)劃IEB／OLl國際電子商情htt

20、p：llwwwesmchinacorn／，20040517f21王振，史占中1c產(chǎn)業(yè)的商業(yè)模式創(chuàng)新與技術(shù)趕超o】情報(bào)科學(xué)，2005，(4)605—609f31文娉價(jià)值鏈空間形態(tài)演變下的治理模式研究——以IC產(chǎn)業(yè)為例Ⅱ】中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)，2006，(2)45—51f41呂正欽臺(tái)灣lC產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中國電子行業(yè)投資信息網(wǎng)http：／／wwwceiinetgovcn／，20030918f51芯片制造商從代工廠向系統(tǒng)制造商轉(zhuǎn)移[EB／OLI國際電子商情