到底 IC 芯片是怎麼(me)被(bèi)設計出來的呀?且制造完後(hòu)又是誰要負責賣這(zhè)些芯片呢?換個說(shuō)法，這(zhè)或許也該解讀成(chéng)，到底是誰委托晶圓代工廠代工做這(zhè)些芯片呢?聽說(shuō)… Intel 的經(jīng)營模式屬于 IDM 廠商、高通和聯發(fā)科叫(jiào) Fabless，而他們兩(liǎng)種(zhǒng)模式都(dōu)會(huì)賣 IC 芯片?! 但台積電不賣芯片?! 這(zhè)些 IC 産業新聞一天到晚出現的專業術語到底是什麼(me)意思呢?

　　藉由理解這(zhè)幾家廠商不同的定位與利基點，我們將(jiāng)能(néng)進(jìn)一步了然這(zhè)些廠商彼此間的競合策略。

　　本篇先爲大家做個小概覽，讓讀者能(néng)夠完全理解 IC 産業會(huì)用到的專業名詞和産業鏈關系。

　　IC 的中文叫(jiào)“集成(chéng)電路”，在電子學(xué)中是把電路(包括半導體裝置、組件)小型化、并制造在半導體晶圓表面(miàn)上。所以半導體隻是制作 IC 的原料。

　　也就(jiù)是說(shuō)，台灣媒體常稱的半導體産業鏈，正确一點來說(shuō)應該叫(jiào) IC 産業鏈，包括“IC設計”、“IC制造”、“IC封裝”。

　　芯片根據功能(néng)有很多種(zhǒng)類，比如計算機的 CPU、手機的 CPU 等等。就(jiù)連電子手表、家電、遊戲機、汽車… 等電子産品中也有自己的 CPU芯片。

　　等等，你說(shuō)你不清楚什麼(me)是 CPU?CPU (CentralProcessing Unit) 又稱中央處理器、處理器，是驅動整台計算機運作的中心樞紐，就(jiù)像是計算機的大腦;若沒(méi)有CPU，計算機就(jiù)無法使用。

　　我們平常看到的計算機或手機接口隻是“屏幕”，實際上真正運行的是 CPU 。它會(huì)執行完計算機的指令、以及處理計算機軟件中的數據後(hòu)、再輸出到屏幕上面(miàn)顯示出來。(手機就(jiù)是一台小計算機)

　　IC 設計公司的營運重心，包括了芯片的“電路設計”與“芯片銷售”的部分。

　　比如高通設計完芯片電路、命名爲“Snapdragon”後(hòu)，再交由三星代工晶圓制造、再交由日月光代工封裝芯片與測試。

　　待成(chéng)品完工後(hòu)，再送回高通進(jìn)行産品銷售，和小米或三星等手機廠商洽談新一代的手機機種(zhǒng)、有哪些要使用Snapdragon 芯片。

　　台灣的 IC 設計的廠商有聯發(fā)科 (MTK)、威盛、矽統。聯發(fā)科專門設計手機的通訊芯片，威盛、矽統則專攻計算機芯片組市場。

　　這(zhè)些 IC 設計廠商由于沒(méi)有自己的晶圓廠，也被(bèi)稱爲Fabless、或無廠半導體公司。這(zhè)究竟是什麼(me)意思呢?

　　早期，半導體公司多是從IC設計、制造、封裝、測試到銷售都(dōu)一手包辦的整合組件制造商(Integrated Device Manufacturer， 俗稱 IDM)。

　　然而，由于摩爾定律的關系，半導體芯片的設計和制作越來越複雜、花費越來越高，單獨一家半導體公司往往無法負擔從上遊到下遊的高額研發(fā)與制作費用。

　　因此到了1980年代末期，半導體産業逐漸走向(xiàng)專業分工的模式──有些公司專門設計、再交由其他公司做晶圓代工和封裝測試。

　　由于一家公司隻做設計、制程交給其他公司，容易令人擔心機密外洩的問題 (比如若高通和聯發(fā)科兩(liǎng)家彼此競争的IC設計廠商若同時(shí)請台積電晶圓代工，等于台積電知道(dào)了兩(liǎng)家的秘密)，故一開(kāi)始台積電并不被(bèi)市場看好(hǎo)。

　　然而，台積電本身沒(méi)有出售芯片、純粹做晶圓代工，更能(néng)替各家芯片商設立特殊的生産線，并嚴格保有客戶隐私，成(chéng)功證明了專做晶圓代工是有利可圖的。

　　因此，我們可以根據上面(miàn)提到的曆史淵源與産業發(fā)展，將(jiāng)現有的半導體産業鏈的廠商分成(chéng)幾種(zhǒng)主要的模式：

　　需要雄厚的運營資本才能(néng)支撐此營運模式，故目前僅有極少數的企業能(néng)維持。比如：

　　三星雖有自己的晶圓廠、能(néng)制造自己設計的芯片，然而因建廠和維護産線的成(chéng)本太高，故同時(shí)也爲 Apple 的iPhone、iPad 的處理器提供代工服務。

　　近日Intel 由于自身出産的行動處理器銷售不佳，也有轉向(xiàng)晶圓代工廠的趨勢。

　　Intel 獨排衆議采用 Gate-Last 技術、鳍式場效晶體管 (FinFET)，後(hòu)才引起(qǐ)其他廠商争相複制。

　　台積電對(duì)于 10 奈米級的投資金額約達台币 7，000 億元，對(duì)3奈米、5奈米等級的投資金額亦已達5，000 億元、後(hòu)續尚在增加中。可見得想做晶圓代工，沒(méi)有一定資本額玩不起(qǐ)。

　　進(jìn)入門坎高。除了制程上的技術突破不稀奇，良率才是關鍵的 Know-how。

　　晶圓代工與 IC 設計的電路有關、不同的客戶有不同的電路結構，相當複雜。

　　一般能(néng)將(jiāng)良率維持在八成(chéng)左右已經(jīng)是非常困難的事(shì)情了，台積電與聯電的制程良率可以達到九成(chéng)五以上，可見台灣晶圓代工的技術水平。

　　台積電和 Intel 現在在砸大錢力拼奈米制程、生怕輸給對(duì)方也是因爲如此。

　　台灣的IC 設計廠商共約 250 家、其中有上市櫃的公司約 80 家，數量衆多。

　　與IDM 企業相比，較無法做到完善的上下遊工藝整合、較高難度的領先設計。

　　若與預期不符，則 IC 設計公司得再修改電路設計圖，接著(zhe)修改光罩圖形、制作新的光罩與芯片，再送回來測試。如此反複進(jìn)行至少三次以上，才能(néng)量産上市。

　　有鑒于晶圓代工廠和 IC 設計公司兩(liǎng)者須相當密切的合作，兩(liǎng)者間有強烈的産業群聚效應。

　　與Foundry 相比，需要進(jìn)行品牌塑造、市場調研，并承擔市場銷售的風險。一旦失誤可能(néng)萬劫不複。

　　聯發(fā)科原先的主力市場爲大陸的中低階白牌手機廠。雖在2016年推出高階芯片 Helio X25 力圖轉型，然而卻幾無客戶采用。

　　原有的市場又被(bèi)高通推出的中低階芯片 Snapdragon 625/626 搶市，價格戰打得相當辛苦。

　　聯發(fā)科的去年 (2016) 獲利僅240.31億元，創近四年來的最低數字。今年三月，聯發(fā)科了延攬“擅長(cháng)數字管理”的前中華電信董事(shì)長(cháng)蔡力行擔任共同執行長(cháng)，準備實行開(kāi)支撙節和裁員(Cost Down)。

　　但你以爲 IC 設計公司隻要直接設計出 IC 就(jiù)行了嗎?當然，他們會(huì)需要一些工具、與協作廠商的輔助。

　　現在的芯片開(kāi)發(fā)，可能(néng)是由分布在全球的一百多人團隊、合作至少六個月，最後(hòu)寫下共約數百萬行的Spec。這(zhè)麼(me)龐大的工程，一定會(huì)有其他的輔助廠商或工具商。但這(zhè)又有誰呢?包括了：

　　純出售知識産權(IP)，又稱矽智财(SIP)，包括了電路設計架構、或已驗證好(hǎo)的芯片功能(néng)單元。

　　比如希望芯片上能(néng)有一個浮點運算功能(néng)時(shí)，可以不用自己花時(shí)間從頭開(kāi)發(fā)、向(xiàng)矽智财公司購買一個已經(jīng)寫好(hǎo)的功能(néng)即可。

　　IC 設計工程師會(huì)先利用程序代碼規劃芯片功能(néng);而 EDA 工具能(néng)讓程序代碼再轉成(chéng)實際的電路圖。

　　又稱爲“沒(méi)有芯片的公司” (Chipless)，沒(méi)有晶圓廠、也沒(méi)有自己芯片産品;爲 IC 設計公司提供部分流程的代工服務。

　　許多人數不足的小型 IC 設計廠商會(huì)將(jiāng)設計的某些環節委外，使得人力與成(chéng)本的調整彈性也較高。所以這(zhè)又衍生出了第四種(zhǒng)服務模式。

　　前者多用于 PC 和服務器上，後(hòu)者則幾乎壟斷了所有的行動通訊芯片、市占率高達 95% 的智能(néng)型手機。

　　後(hòu)續的IC 設計和制程的部分都(dōu)必須根據該 CPU 架構量身打造。既然整個産業鏈是圍繞在這(zhè)個架構上去制造芯片，則易形成(chéng)壟斷。

　　技術門坎較高、累積技術的時(shí)間較長(cháng)。根據上面(miàn)的介紹後(hòu)，我們已經(jīng)大緻上對(duì) IC 從最上遊的設計、到最下遊的消費者販賣的整個産業鏈流程，有一個全盤的掌握了!

　　有了這(zhè)樣(yàng)的産業鏈認知後(hòu)，就(jiù)可以了解到各廠商間的競合策略爲什麼(me)這(zhè)麼(me)制定，并藉此來讨論一些有意思的産業消息啦!

　　本來是自己設計、制造、銷售，一手包辦上中下遊所有流程，同時(shí)幾乎壟斷處理器市場的 Intel ，由于在 PC 往行動裝置的轉型速度甚緩，導緻現在的行動處理器市場幾乎被(bèi)“ARM+高通”、也就(jiù)是“ARM的電路架構加上高通設計的Snapdragon系列芯片”的模式壟斷。

　　晶圓代工廠的斥資和實體廠房龐大，爲了不讓原先龐大的産線與産能(néng)閑置，現在的 Intel 正在積極搶攻 ARM 芯片的晶圓代工業務、與台積電搶攻 10 奈米制程。

　　對(duì)于代工廠來說(shuō)，需要持續投入資本維持工藝水平。若能(néng)即早上市，則代表當時(shí)的市場尚無競争者、可在一時(shí)之間壟斷市場。待競争對(duì)手上市後(hòu)、再用降價的方式逼迫對(duì)手出局，同時(shí)發(fā)布更新一代的技術。

　　故若代工廠的技術一旦落後(hòu)、後(hòu)續要追趕上競争者的難度會(huì)相當大。當初台積電和聯電之所以拉開(kāi)差距，便是如此情形。

　　因此 Intel 和台積電可以說(shuō)是磨拳霍霍;尤其 Intel 還(hái)有芯片銷售等業務，但台積電的本業是完全地仰賴代工，可知此時(shí)正是危急存亡之秋。

　　目前台積電預定今年第二季發(fā)布 10 奈米制程、英特爾則要等到今年第四季。然而目前外界仍看好(hǎo) Intel 的技術更甚台積電一籌。

　　由于 IDM 廠能(néng)從上遊設計到下遊制造的過(guò)程中緊密協同合作，使其能(néng)在設計、制造等環節達到最佳優化，充分發(fā)揮技術極限。也能(néng)提早測試并推行最新型的技術。

　　因此你可以看到 Intel 常常技術領先，包括了當初的Gate-Last 戰争。知名科技網站 VentureBeat 便指稱， 根據晶體管的數量和密度看來，Intel的 10 奈米技術是超越台積電的。

　　大家原先都(dōu)老老實實的用統一标準命名，直到 FinFET 制程上的命名慣例被(bèi)三星打破，廠商們開(kāi)始灌水營銷。

　　事(shì)實上，三星的 14 奈米和台積電的 16 奈米在 Intel 的标準之下，都(dōu)隻有在Intel 20 奈米制程而已…

　　看起(qǐ)來好(hǎo)像 Intel 勝券在握?不過(guò)事(shì)實上，技術在市場上并不是唯一的競争考慮。

　　台積電之所以能(néng)成(chéng)功，是因爲保密方案做的很到家──高通和聯發(fā)科假若同時(shí)都(dōu)交給台積電代工，台積電會(huì)開(kāi)獨立産線、讓兩(liǎng)方的設計信息在生産過(guò)程中隔開(kāi)來，讓客戶不用擔心其商業機密被(bèi)盜取。

　　Intel 販賣自己的處理器，和高通等同樣(yàng)是販賣自己的處理器的 IC 設計大廠，彼此間存在的是相互競争的關系。因此對(duì)于高通來說(shuō)，就(jiù)算制程技術有差、找台積電代工的風險仍小于找 Intel。

　　我們今天介紹了 IC 産業鏈中， IDM、Foundry、Fabless 與Design Service 四種(zhǒng)模式的企業，并根據這(zhè)些企業的優勢和劣勢，來推測其在市場上的競争策略。希望您今天已對(duì)各廠商間的競合關系有個大略上的了解。