ic設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè) - 國(guó)立臺(tái)灣大學(xué) 資訊工程學(xué)系

1、IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè),洪士灝臺(tái)大資工系2005.11,Outline,IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)歷史背景IC設(shè)計(jì)與製造流程IC設(shè)計(jì)業(yè)與上游供應(yīng)商IC設(shè)計(jì)與下游價(jià)值鏈IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)特性IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域與IC設(shè)計(jì)主要競(jìng)爭(zhēng)者臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：現(xiàn)況與挑戰(zhàn),IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)歷史背景,電子元件技術(shù)Tube -> Transistor -> Integrated CircuitMoore’s LawMSI -> LSI -> VLS

2、I ->…數(shù)位化資訊時(shí)代IC被廣泛地應(yīng)用於電腦、通訊、消費(fèi)性電子、工業(yè)電子等諸多用途臺(tái)灣在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展2003年超過(guò)190億美元（全球1,664億美元）系統(tǒng)單晶片（System-on-Chip or SoC）,電子元件技術(shù)Milestones,Braun invents the solid-state rectifier.DeForest invents triode vacuum tube.1907-1927

3、First radio circuits de-veloped from diodes and triodes.1925Lilienfeld field-effect device patent filed.Bardeen and Brattain at Bell Laboratories invent bipolar transistors.Commercial bipolar transistor production

4、 at Texas Instruments.Bardeen, Brattain, and Shockley receive Nobel prize.,Integrated circuit developed by Kilby and NoyceFirst commercial IC from Fairchild SemiconductorIEEE formed from merger or IRE and AIEEFirst c

5、ommercial IC opampOne transistor DRAM cell invented by Dennard at IBM.4004 Intel microprocessor introduced.First commercial 1-kilobit memory.19748080 microprocessor introduced.Megabit memory chip introduced.2000A

6、lferov, Kilby, and Kromer share Nobel prize,Moore’s Law,?,Device Feature Size,Feature size reductions enabled by process innovations.Smaller features lead to more transistors per unit area and therefore higher density.,

7、5 Commandments IEEE Spectrum December 2003, pp. 31-35.,Moore’s Law : The number of transistors on a chip doubles annually (modified to 18-24 mo. later)Rock’s Law : The cost of semiconductor tools doubles every four yea

8、rsMachrone’s Law: The PC you want to buy will always be $5000 ($500-1000 now)Metcalfe’s Law : A network’s value grows proportionately to the number of its users squaredWirth’s Law : Software is slowing faster than har

9、dware is accelerating,類比與數(shù)位Analog and Digital Signals,Analog signals are continuous in time and voltage or current. (Charge can also be used as a signal conveyor.),After digitization, the continuous analog signal becom

10、es a set of discrete values, typically separated by fixed time intervals.,數(shù)位化資訊時(shí)代,數(shù)位化資訊 … why?Perfect reproductionBetter for Communication and StorageDigital processing is easier to programDigital IC’s are easier to

11、design and manufactureDigital information/media is everywhere…數(shù)位不一定好Quantization errorsSampling rateQuality of AD/DA conversion circuitsErrors may result in worse results,Exhibit 1: IC設(shè)計(jì)業(yè)佔(zhàn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)營(yíng)收比率與臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)全球佔(zhàn)有率,

12、IC設(shè)計(jì)與製造流程,IC 產(chǎn)品分類IC 設(shè)計(jì)流程 IC 設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)分工結(jié)構(gòu)變遷,IC 產(chǎn)品分類說(shuō)明,記憶體IC（Memory Integrated Circuit） 邏輯IC（Logic Integrated Circuit） 微元件IC（Micro Component Integrated Circuit） 類比IC（Analog Integrated Circuit）,記憶體ICMemory Integrated Circ

13、uit,記憶體IC: 儲(chǔ)存資料用依據(jù)儲(chǔ)存資料後是否需要不斷供電，可分為揮發(fā)性（Volatile）動(dòng)態(tài)隨機(jī)記憶體（Dynamic Random Access Memory or DRAM）: 個(gè)人電腦靜態(tài)隨機(jī)記憶體（Static Random Access Memory or SRAM）: 手機(jī)非揮發(fā)性（Non-Volatile）唯讀記憶體（Ready Only Memory or ROM）快閃記憶體（Flash）: 目前成

14、長(zhǎng)最快的記憶體領(lǐng)域，多使用在相機(jī), 手機(jī), 記憶卡, 隨身碟等。,邏輯ICLogic Integrated Circuit,標(biāo)準(zhǔn)邏輯（Standard Logic）IC最早期的IC產(chǎn)品，主要是進(jìn)行一些基本的邏輯運(yùn)算，如：AND、OR等。特殊用途IC（Application Specific Integrated Circuit or ASIC）可以完全由IC設(shè)計(jì)公司自行設(shè)計(jì)，或兼採(cǎi)部分標(biāo)準(zhǔn)元件。ASIC客製化的程度可以分為三大

15、類：全客戶設(shè)計(jì)（Full Customer Design, FCD）；彈性最大但是也最耗時(shí)間閘門陣列設(shè)計(jì)（Gate Array based Design, GAD），即使用事先設(shè)計(jì)好的電路資料庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)；可程式化元件設(shè)計(jì)（Programmable Device based Design, PDD），即透過(guò)已經(jīng)設(shè)計(jì)好但功能可以程式化的元件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。彈性最小但開(kāi)發(fā)時(shí)間最快。,微元件ICMicro Component Integ

16、rated Circuit,微處理器單元（Micro Processor Unit, MPU）MPU主要是用來(lái)進(jìn)行運(yùn)算用的IC，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)（如PC或是手機(jī)）可以透過(guò)軟體程式，控制MPU內(nèi)部的運(yùn)算功能以達(dá)到特定目的。架構(gòu)上又可以分為:複雜指令集運(yùn)算（Complex Instruction Set Computing or CISC）精簡(jiǎn)指令集運(yùn)算（Reduced Instruction Set Computing or RISC

17、）兩種架構(gòu)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，如廣為PC採(cǎi)用的Intel的x86 微處理器，即是採(cǎi)取CISC架構(gòu)，而廣為使用在行動(dòng)電話內(nèi)的ARM微處理器則採(cǎi)用RISC架構(gòu)。微控制器單元（Micro Controller Unit, MCU）:整合MPU、較小容量記憶體IC、外加少許的電子零件而成的簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)。低成本電子設(shè)備上，如：遙控器、微波爐等的小型電子設(shè)備。Intel公司的8051系列即是廣受採(cǎi)用的MCU晶片。微處理週邊（Micro Per

18、ipheral, MPR）由多種IC構(gòu)成、用來(lái)處理週邊設(shè)備的組合式晶片，如：圖形控制晶片組、通訊控制晶片組、儲(chǔ)存控制晶片組與其他控制晶片組（如：鍵盤控制、語(yǔ)音輸出入）等。數(shù)位訊號(hào)處理器（Digital Signal Processor, DSP）。用來(lái)處理需要複雜數(shù)學(xué)運(yùn)算的一種特殊型MPU，主要是用在處理自然界訊號(hào)（如：聲波、電波、光波等）的運(yùn)算與處理。,類比ICAnalog Integrated Circuit,線性IC（Li

19、near Integrated Circuit）主要用來(lái)處理電源管理（power management）、放大器（Amplifier）、與轉(zhuǎn)換器（Converter, 如數(shù)位訊號(hào)轉(zhuǎn)類比訊號(hào)Digital to Analog與類比訊號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)位訊號(hào)Analog to Digital）等功能?；旌夏Ｊ絀C（Mixed Mode Integrated Circuit）。係指混合線性和數(shù)位的晶片組（chipset），多用於視聽(tīng)產(chǎn)品。,IC產(chǎn)品

20、分類圖,IC設(shè)計(jì)流程,規(guī)格制定（Specification）行為描述（Behavior）RTL（Register Transfer Level）設(shè)計(jì)邏輯（Logic）設(shè)計(jì)電路（Circuit）設(shè)計(jì)佈局（Layout）,IC設(shè)計(jì)軟體工具,IC設(shè)計(jì)業(yè)的自動(dòng)化程度很高，設(shè)計(jì)的過(guò)程需要透過(guò)軟體來(lái)進(jìn)行硬體描述語(yǔ)言Hardware Description Language (HDL)Verilog and VHDL: RTL leve

21、lLayout ToolsValidation & SimulationSPICE,Exhibit 2: 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈與附加價(jià)值,IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)分工結(jié)構(gòu)變遷,垂直分工的趨勢(shì)大型系統(tǒng)產(chǎn)品廠商（如IBM）整合元件製造商（Integrated Device Manufacturer or IDM） ‘70代為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與封裝、測(cè)試量大且通用的IC產(chǎn)品 Intel, TI, Motorola無(wú)晶圓廠IC設(shè)計(jì)公司 使

22、用EDA（Electronic Design Automation）公司提供的電腦模擬軟體工具 IDM無(wú)生產(chǎn)意願(yuàn)、量小、且專用的晶片 特殊應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品（Application-Specific Standard Product or ASSP）特殊應(yīng)用IC（Application-Specific Integrated Circuit or ASIC） 專業(yè)晶圓代工廠（Foundry） 閘門陣列（Gate Array） 系統(tǒng)

23、單晶片（System-on-Chip or SoC） 將原來(lái)不同功能的多顆晶片，整合成單一顆的系統(tǒng)晶片。,Exhibit 3：IC產(chǎn)業(yè)垂直分工演化過(guò)程,系統(tǒng)單晶片System-on-Chip (SoC),近年來(lái)IC設(shè)計(jì)趨勢(shì)製造技術(shù)的快速提升及普遍化縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間輕、薄、短、小、低耗電、低成本Dataquest預(yù)估，SoC 的產(chǎn)值佔(zhàn)半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)值的比重由2001年的15.8％，將大幅成長(zhǎng)至2005年的24.6％，預(yù)期可達(dá)到469

24、億美元的產(chǎn)值規(guī)模。 矽智財(cái)（Silicon Intellectual Property, SIP）設(shè)計(jì)能力的提升明顯地跟不上製程技術(shù)提昇的腳步。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)、驗(yàn)證且可重複使用（reuse）的功能區(qū)塊矽智財(cái)供應(yīng)商（SIP Provider）和IC設(shè)計(jì)服務(wù)業(yè)者（IC Design Service Provider）。 如臺(tái)積電的創(chuàng)意、與聯(lián)電集團(tuán)的智原,IC設(shè)計(jì)業(yè)與上游供應(yīng)商(1),光罩廠商一顆IC的光罩成本在臺(tái)幣數(shù)百萬(wàn)到數(shù)千萬(wàn)之間

25、美國(guó)的杜邦（Du Pont）、Photronics、與日本的凸版印刷（Toppan）、大日本印刷（Dai Nippon Printing，DNP）、國(guó)內(nèi)的臺(tái)灣光罩與翔準(zhǔn)先進(jìn) 晶圓代工廠全球前兩大晶圓代工廠（臺(tái)積電與聯(lián)電）近80%的佔(zhàn)有率 新競(jìng)爭(zhēng)者（如中國(guó)大陸的中芯與宏力半導(dǎo)體等）加入市場(chǎng)，低階製程價(jià)格開(kāi)始產(chǎn)生鬆動(dòng) IDM大廠（如IBM與TI）也以其剩餘產(chǎn)能加入晶圓代工的戰(zhàn)局，使得高階製程也會(huì)面臨價(jià)格的壓力 封裝與測(cè)試廠商附

26、加價(jià)值較低, 知識(shí)密集度較低，產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門檻較低 多晶片封裝（Multiple Chip Package，MCP）, SiP（System-in-Package） 主要的封裝廠商包括：臺(tái)灣的日月光、矽品、京元電子、南茂與美國(guó)的艾克爾（Amkor）。主要的測(cè)試廠則包括日月光、矽品、南茂、聯(lián)測(cè)、京元、泰林、福雷電子與ARTEST等公司。,IC設(shè)計(jì)業(yè)與上游供應(yīng)商(2),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（Electronic Design Automati

27、on, EDA）工具供應(yīng)商EDA所扮演的角色日益重要三大供應(yīng)商依序?yàn)镾ynopsys、Cadence Design Systems、與Mentor Graphics，三者合計(jì)佔(zhàn)有七成以上的市佔(zhàn)率。 IC設(shè)計(jì)服務(wù)業(yè)者提供IC設(shè)計(jì)公司與晶圓代工廠間協(xié)調(diào)產(chǎn)能、製程、與提高良率的服務(wù)，代為搜尋、提供及整合各類SIP的平臺(tái)服務(wù) 臺(tái)積電的創(chuàng)意與聯(lián)電的智原 矽智財(cái)(SIP)供應(yīng)商泛用型的功能區(qū)塊，如：MPU、MCU、SRAM、DSP等

28、，目前也漸漸朝向特殊應(yīng)用型，如：MPEG、USB、LCD Driver等 讓IC設(shè)計(jì)公司更專注於專長(zhǎng)的特殊電路、軟體開(kāi)發(fā)與晶片整合上 英國(guó)的ARM為全球最大的SIP供應(yīng)商 vs美國(guó)的MIPS,Exhibit 4：全球晶圓代工廠排名,Exhibit 5：SoC與Sip比較例示,Exhibit 6：全球EDA與IP業(yè)者的排名,IC設(shè)計(jì)與下游價(jià)值鏈,應(yīng)用範(fàn)圍 通訊用途產(chǎn)品（Communications）如行動(dòng)電話、ADSL、無(wú)線

29、區(qū)域網(wǎng)路等計(jì)算用途產(chǎn)品（Computing）如個(gè)人電腦、PDA、筆記型電腦等消費(fèi)電子用途產(chǎn)品（Consumer Electronics）如MP3、數(shù)位相機(jī)、電子錶、車用電子系統(tǒng)等工業(yè)電子用途產(chǎn)品（Industrial Electronics）如工業(yè)用控制器、工業(yè)電腦等軍事電子用途產(chǎn)品（Military Electronics）如雷達(dá)、戰(zhàn)鬥機(jī)的控制系統(tǒng)等,IC設(shè)計(jì)之需求面,系統(tǒng)客戶終端產(chǎn)品供應(yīng)商 製造代工廠 OEM

30、（Original Equipment Manufacturer）轉(zhuǎn)到ODM（Original Design Manufacturer）模式 銷售通路代理商銷售代理商通常代理銷售多個(gè)品牌 比價(jià)競(jìng)爭(zhēng)，生命週期越見(jiàn)縮短，跌價(jià)速度也相當(dāng)快 自行銷售大型IC設(shè)計(jì)公司為提高客戶服務(wù)品質(zhì)設(shè)立研發(fā)中心,IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)特性,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中度集中毛利率業(yè)者差異大代工廠關(guān)係為獲利關(guān)鍵知識(shí)密集需專業(yè)人才,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中度集中,全球前五大IC設(shè)計(jì)業(yè)者（

31、Qualcomm, nVidia, Broadcom, Xilin, ATi），以2003年的佔(zhàn)有率計(jì)算，產(chǎn)業(yè)集中度約為43.8%，而前十名的集中度則為66.45%，屬於中等集中度的產(chǎn)業(yè) Exhibit 7不同產(chǎn)品領(lǐng)域的技術(shù)門檻相當(dāng)高，少有廠商在不同產(chǎn)品領(lǐng)域皆領(lǐng)風(fēng)騷 IC設(shè)計(jì)業(yè)者的排名是隨著重要的應(yīng)用功能出現(xiàn)，或是某一類產(chǎn)品熱賣而會(huì)產(chǎn)生重新洗牌 Exhibit 8,Exhibit 7：全球前10大IC設(shè)計(jì)業(yè)者獲利能力與主要產(chǎn)品

32、,Exhibit 8：1999年至2003年全球前10大IC設(shè)計(jì)業(yè)者排名變化,成本結(jié)構(gòu)與獲利性,主要固定成本研發(fā)費(fèi)用國(guó)內(nèi)主要IC設(shè)計(jì)廠商的研發(fā)費(fèi)用約佔(zhàn)整體營(yíng)業(yè)收入的比重約在9~15%左右 人事成本 變動(dòng)成本 代工的製造費(fèi)用 30%~50% 封裝與測(cè)試費(fèi)用 20~40% 毛利率 視其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)程度而定近乎獨(dú)占的Qualcomm毛利率接近70%而廝殺激烈的繪圖晶片組市場(chǎng)nVidia與ATi兩家公司的毛利約在30~35

33、%左右,晶圓代工廠的關(guān)係,無(wú)晶圓廠IC設(shè)計(jì)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵決策晶圓製造代工的成本適時(shí)推出產(chǎn)品（time-to-market）的成敗攸關(guān)性 如何選擇一家能夠快速進(jìn)入量產(chǎn)、產(chǎn)能供給穩(wěn)定、且具競(jìng)爭(zhēng)力價(jià)格的代工製造夥伴 ？晶圓代工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能調(diào)整性不佳, 需確保產(chǎn)能的充分利用提升技術(shù)能力以利競(jìng)爭(zhēng)必須掌握重要、有潛力的客戶 各家IC設(shè)計(jì)公司無(wú)不設(shè)法開(kāi)拓多源（multiple sourcing）的代工廠產(chǎn)能來(lái)源，或是轉(zhuǎn)投資新設(shè)的代工廠，以

34、確保產(chǎn)能與成本的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),知識(shí)密集與專業(yè)人才,知識(shí)與專業(yè)人才是IC設(shè)計(jì)公司成敗的關(guān)鍵技術(shù)股或股票分紅，成了人才取得、養(yǎng)成、與留用的重要利器。 業(yè)界的挖角與跳槽也非常興盛 創(chuàng)新型或防禦型的專利（即所謂專利地雷），都是IC設(shè)計(jì)公司的重要資產(chǎn)與競(jìng)爭(zhēng)武器。 專利相關(guān)的法律人才，透過(guò)專利權(quán)訴訟來(lái)保護(hù)本身權(quán)益與攻擊競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、甚至競(jìng)爭(zhēng)者的顧客。透過(guò)專利權(quán)的交換，與其他技術(shù)互補(bǔ)性廠商組成共同開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的策略聯(lián)盟。,IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域與IC設(shè)計(jì)主

35、要競(jìng)爭(zhēng)者,IC產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛 不同應(yīng)用領(lǐng)域間存在明顯的技術(shù)障礙 同一應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)卻也相當(dāng)激烈,Exhibit 9：全球電子產(chǎn)品產(chǎn)值,IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域(1)電腦相關(guān)產(chǎn)品,電腦相關(guān)產(chǎn)品（Computer）中央處理器（CPU）IDM的天下 ，因?yàn)檫\(yùn)算速度快，晶片複雜度高，IC製程也非常特別 Intel, AMD, IBM: 自設(shè)晶圓工廠 Sun 為無(wú)晶圓廠（Fabless） 一般晶片組（Chipset）Inte

36、l,臺(tái)灣的矽統(tǒng)（SiS）: IDM臺(tái)灣的威盛（VIA）與揚(yáng)智（ALi）為無(wú)晶圓廠繪圖晶片組（Graphics Chipset）PC: 美國(guó)nVidia與ATi兩大公司對(duì)壘 遊戲機(jī)市場(chǎng)看好 其他週邊設(shè)備的控制晶片電腦相關(guān)產(chǎn)品雖然一直都是過(guò)去IC設(shè)計(jì)業(yè)的主力產(chǎn)品，但隨著PC市場(chǎng)逐漸飽和，此類IC產(chǎn)品的成長(zhǎng)力道漸不如前。,IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域(2)通訊產(chǎn)品（Communication）,通訊產(chǎn)品成為過(guò)去十年來(lái)半導(dǎo)體業(yè)成長(zhǎng)的重要?jiǎng)恿?

37、寬頻上網(wǎng): xDSL、Cable Modem、區(qū)域網(wǎng)路卡 無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路（Wireless Local Area Network, WLAN）: WiFi, Bluetooth行動(dòng)電話: GSM, CDMA, 3G光纖網(wǎng)路Home Gateway, VoIP 通訊IC行動(dòng)電話原本都由美國(guó)的TI與Motorola等IDM所掌控 美國(guó)的Broadcom、臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科等公司 Qualcomm: CDMA, 3GxDSL:

38、標(biāo)案形式成交，以致於價(jià)格廝殺激烈，迫使系統(tǒng)廠商的毛利嚴(yán)重被擠壓，小廠退出賽局 WLAN:802.11a, 802.11b, 802.11g802.11n數(shù)位整合趨勢(shì) 行動(dòng)電話、內(nèi)建MP3、數(shù)位相機(jī)、無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路、 VoIP,HTC Universala.k.a. Dopod 900,IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域(3)消費(fèi)性產(chǎn)品（Consumer）,消費(fèi)性電子產(chǎn)品包括光碟機(jī)（DVD）、MP3、數(shù)位相機(jī)（Digital Still Ca

39、mera, DSC）、數(shù)位音響、數(shù)位電視機(jī)、車用電子、玩具等數(shù)千種產(chǎn)品。 市場(chǎng)區(qū)隔多元、產(chǎn)品生命週期短、功能提升快速 迅速取得成本優(yōu)勢(shì)是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)鍵 臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科技自1998年成立後，先藉由低價(jià)與鎖定特定客戶的策略切入市場(chǎng) ，同時(shí)避開(kāi)相關(guān)的技術(shù)專利來(lái)取得市場(chǎng)佔(zhàn)有率；其後透過(guò)技術(shù)層次的提升，由原本技術(shù)後進(jìn)者變成技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者，最後成為全球PC與筆記型電腦用光碟機(jī)晶片組的領(lǐng)導(dǎo)廠商 率先大量生產(chǎn)而取得低成本優(yōu)勢(shì)的廠商得勝隨著數(shù)位家庭的趨勢(shì)與

40、車用電子的日漸普及，消費(fèi)性電子產(chǎn)品將是未來(lái)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)重要的成長(zhǎng)動(dòng)力。,IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域(4)泛用型產(chǎn)品 （Generic）,跨電腦相關(guān)產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品、消費(fèi)性產(chǎn)品的終端系統(tǒng)所使用 記憶體產(chǎn)品Flash記憶卡SanDisk由於隨身碟、記憶卡等大量使用Flash的產(chǎn)品熱賣，全球排名躍升到2003年的第七名 DRAMIDM掌控製程技術(shù)與產(chǎn)能大宗商品，價(jià)格波動(dòng)劇烈,IC產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域(5)可程式閘陣列（FPGA）,Field Pr

41、ogrammable Gate Arrays IC設(shè)計(jì)公司為爭(zhēng)取時(shí)效，在毛利較高且數(shù)量較少的電子產(chǎn)品上（FPGA的成本很高），驗(yàn)證過(guò)自行程式化的元件後，就可使用在終端產(chǎn)品上。 由於電路設(shè)計(jì)特殊加上專利保護(hù)等因素， Xilinx與Altera兩家公司形成寡占局面 (分別佔(zhàn)據(jù)2003年IC設(shè)計(jì)業(yè)的第五與第八的名次 ),臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：現(xiàn)況 (1),截至2003年，臺(tái)灣約有250家左右的IC設(shè)計(jì)公司，從業(yè)人數(shù)超過(guò)12,500人，平均

42、每位員工的年產(chǎn)值超過(guò)新臺(tái)幣1,500萬(wàn)元，平均毛利率約為37%，淨(jìng)利率約為20% (Exhibit 10) 多集中於電腦與消費(fèi)性電子產(chǎn)品 破壞式的創(chuàng)新（disruptive innovation）:低成本與地利之便 ，取代國(guó)外IC供應(yīng)商，並與電子製造業(yè)的量產(chǎn)起飛共同成長(zhǎng) 政策支持、新竹科學(xué)園區(qū)的成立、與工研院（ITRI）養(yǎng)成研發(fā)人才,臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：現(xiàn)況 (2),半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)既是是矽島計(jì)畫中「兩兆雙星」的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)，系統(tǒng)單晶片（S

43、oC）也列為九項(xiàng)國(guó)家型科技計(jì)畫之一，又稱為「矽導(dǎo)SoC計(jì)畫」 臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)前景似乎依舊樂(lè)觀，但是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)情勢(shì)、技術(shù)創(chuàng)新趨勢(shì)、乃至於關(guān)鍵資源條件的發(fā)展，皆挑戰(zhàn)著臺(tái)灣廠商必須以前瞻策略的眼光，思考如何持續(xù)創(chuàng)新、永續(xù)成長(zhǎng)。,Exhibit 10：臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)重要指標(biāo),Exhibit 11：2003年臺(tái)灣前20大IC設(shè)計(jì)業(yè)排名與主要產(chǎn)品,Exhibit 12：臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)圖,臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè): 挑戰(zhàn) (1)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)壓力漸增,國(guó)

44、外廠商也開(kāi)始外包給具價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的晶圓代工廠商，反手進(jìn)入低階、低毛利市場(chǎng)，轉(zhuǎn)採(cǎi)薄利多銷的策略，以避免『破壞性創(chuàng)新者』的逐步市場(chǎng)滲透。美國(guó)IC設(shè)計(jì)大廠也越來(lái)越重視成本控制，遂把原本在歐美等地的研發(fā)中心轉(zhuǎn)移到臺(tái)灣、大陸與印度等研發(fā)人力成本較低的地方。 未來(lái)低價(jià)化的IC會(huì)成為市場(chǎng)主流,臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：挑戰(zhàn) (2)技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域與專利實(shí)力,以WLAN產(chǎn)品為例，由於在2000~2003年間臺(tái)灣WLAN網(wǎng)卡與基地臺(tái)的代工市場(chǎng)呈現(xiàn)爆發(fā)性成長(zhǎng)，臺(tái)灣

45、既有的IC設(shè)計(jì)公司，不論原來(lái)生產(chǎn)消費(fèi)性、通訊或電腦週邊IC，加上數(shù)十家新設(shè)的IC設(shè)計(jì)公司，皆投入當(dāng)時(shí)主流的802.11 b基頻晶片（Baseband）規(guī)格，企圖爭(zhēng)取原本由美國(guó)Intersil公司所壟斷的的市場(chǎng)。但後來(lái)Broadcom、Agere、TI等通訊大廠加入市場(chǎng)以後，主導(dǎo)新一代的WLAN規(guī)格802.11g，使得臺(tái)灣廠商受傷慘重。未來(lái)的潛力產(chǎn)品與網(wǎng)路通訊技術(shù)勢(shì)必整合，缺乏網(wǎng)路通訊技術(shù)的系統(tǒng)產(chǎn)品與IC設(shè)計(jì)廠商將很難在下一場(chǎng)競(jìng)局中立足

46、。 專利權(quán)的掌握也是未來(lái)臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)發(fā)展的一大隱憂 Xilinx與Qualcomm等IC設(shè)計(jì)大廠所公告的專利數(shù)目，即超過(guò)臺(tái)灣所有IC設(shè)計(jì)公司的專利總和。 常常成為美日等大廠專利訴訟的對(duì)象,Exhibit 13：近年來(lái)臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)者與國(guó)外業(yè)者的專利侵權(quán)爭(zhēng)議,臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：挑戰(zhàn) (3)研發(fā)與工程人才缺乏,國(guó)內(nèi)每年相關(guān)科系畢業(yè)的人數(shù)仍不敷產(chǎn)業(yè)所需 目前從業(yè)工程師約有30萬(wàn)人，每年需求增加3萬(wàn)人，其中電子資訊需求人數(shù)佔(zhàn)80％，

47、約為2萬(wàn)4千人，但每年畢業(yè)人數(shù)僅有8千人，不足近1萬(wàn)6千人。 人才招攬的觸角延伸至大陸各地 研發(fā)與工程人才跳槽與挖角風(fēng)氣盛行 公司往往會(huì)面臨技術(shù)斷層 IC設(shè)計(jì)業(yè)者不太願(yuàn)意培養(yǎng)新人 In need of senior engineers,臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：挑戰(zhàn) (4)技術(shù)聚合與競(jìng)合策略,SoC的技術(shù)趨勢(shì)與數(shù)位聚合的發(fā)展 而同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的加劇將導(dǎo)致產(chǎn)品生命週期更為縮短，進(jìn)一步壓縮IC設(shè)計(jì)業(yè)的獲利空間 如何快速取得其他互補(bǔ)的關(guān)鍵技

48、術(shù) 自行開(kāi)發(fā)水平購(gòu)併（horizontal integration策略聯(lián)盟選購(gòu)矽智財(cái)採(cǎi)用更高階的製程使單顆晶片的成本下降跨國(guó)購(gòu)併，國(guó)際化的管理、調(diào)解跨國(guó)文化衝突、留住關(guān)鍵的人才 Software is also critical!,Exhibit 14：近年來(lái)與臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)者相關(guān)的購(gòu)併案,臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)：挑戰(zhàn) (5)經(jīng)營(yíng)模式與競(jìng)爭(zhēng)動(dòng)態(tài),SIP供應(yīng)商的與IC設(shè)計(jì)服務(wù)業(yè)者的出現(xiàn)，使得IC設(shè)計(jì)走向模組化、零件化的設(shè)計(jì)模式，

49、配合EDA工具的效能提升，新競(jìng)爭(zhēng)者得以以標(biāo)準(zhǔn)IP組裝方式，快速搶佔(zhàn)市場(chǎng)，市場(chǎng)進(jìn)入障礙因而降低。IC設(shè)計(jì)業(yè)者如何掌握關(guān)鍵的自有的IP，或是提高客製化的價(jià)值，顯然是當(dāng)務(wù)之急。 晶圓代工廠的競(jìng)爭(zhēng)也逐漸進(jìn)入白熱化，使得IC設(shè)計(jì)公司有多源供應(yīng)環(huán)境，可以提高價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)能力 晶圓代工廠、IC設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)服務(wù)、SIP供應(yīng)商、與系統(tǒng)業(yè)者間，如何構(gòu)成有效率的虛擬IDM，以維持國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力與長(zhǎng)期成長(zhǎng)動(dòng)力，應(yīng)該是SoC趨勢(shì)下IC設(shè)計(jì)業(yè)者的重要策略課題。 韓國(guó)