一顆新5G晶片的誕生會經過哪些步驟?白話文解析IC產業鏈全貌
一顆新5G晶片的誕生會經過哪些步驟?白話文解析IC產業鏈全貌
2020.03.02 | 5G通訊

隨著5G時代的來臨,近期各大封測廠都動作頻頻,深怕錯過這個難得一見的大機遇,例如台灣的半導體封測廠日月光投控(3711)、京元電(2449)、矽格(6257)都宣布大幅增加其資本支出,以因應客戶大量的訂單需求。今天這篇文章將詳細介紹整個IC封測業,再加碼分析有哪些類股/公司能在5G時代實質受惠。

讀完這篇文章,你將知道以下幾件事:

  1. IC產業鏈的全貌 — 你手中的智慧型手機是怎麼做出來的?
  2. 淺談IC封裝,SiP和SoC,哪種技術能在5G時代勝出?
  3. 什麼是IC測試?

IC製程 — 你手中的智慧型手機是怎麼做出來的?

大家可能常聽到晶圓代工、5奈米、7奈米、IC設計、封測等半導體業的專有名詞,那麼這些到底是什麼意思呢?要回答這個問題就必須由整個半導體產業談起。

其實半導體製程就是由IC設計、IC製造及IC測試、封裝等幾個步驟組成。

以智慧型手機的CPU為例,假如現在IC設計公司高通推出了最新的SnapDragon 5G晶片,會經歷這些過程:

  • step 1. 首先必須將晶片的電路結構設計好
  • step 2.再交給晶圓代工商例如台積電(2330)製作
  • step 3.這時候台積電會和最上游的矽晶圓供應商,例如環球晶(6488)、Sumco來購買製作晶片的裸晶或是磊晶
  • step 4.再將設計圖的電路複製製作到晶圓上
  • step 5.製作完成的晶圓再交給封測廠封裝及測試晶圓性能是否正常
  • step 6.而最後的成品再交還給高通
  • step 7.高通再賣給下游的手機廠商例如HTC、小米、OPPO
  • step 8.之後手機商再將晶片、螢幕、鏡頭、麥克風等各種零件交給像是鴻海(2317)的組裝廠組成完整的手機,再賣給消費者。

整個過程中只要一個細節沒注意到,例如設計不良、代工時偷工減料或是測試時沒把不良品淘汰都會導致智慧型手機在使用中發生問題, 因此整個IC製程都是環環相扣缺一不可的,彼此的合作非常緊密。

延伸閱讀:跟4G不一樣在哪?5G白話文快速看懂技術差異

以上的流程,又分為2種:IDM與專業分工

而目前IC製造主要分為IDM(Integrated Design and Manufacture)及專業分工兩種模式。

A)IDM就是從晶片設計到製作、封測都自己來, 這種方式最大的優點就是能彈性有效掌握自家產品的發展,且技術不會外傳。不過因為半導體的製程越來越複雜,成本及研發費用也越來越高,IDM公司必須擁有非常雄厚的資本才能應付如此龐大的支出。也因此越來越多的廠商都改採專業分工的模式,目前較有名的IDM廠僅剩Intel、三星及德州儀器等幾個規模較龐大的國際巨頭。不過越來越多IDM廠都開始將部分業務委外,例如歐洲的Infineon就在近日宣布未來5年將擴大委外訂單規模,並不再興建自有測試廠。

B)而專業分工則是每個步驟都由不同的廠商來完成,例如高通、聯發科(2454)、博通只專注於晶圓的設計,而台積電、中芯科技、聯電(2303)只負責晶圓代工,而日月光、力成、Amkor則負責後段的封測。彼此各司其職並發揮自己的專業,所以不論在成本或效率上都會較IDM還要優異,但缺點就是會受制於其他廠商,因為一間代工廠可能同時知道好幾間 IC設計廠的秘密,不過目前普遍保密措施都做得很好,這個疑慮也逐漸消失了,因此專業分工模式是目前也會是未來的趨勢。

示意圖
圖/ 理財果汁機

IC封測:IC製程最後的守門員

以上就是整個IC製程的概要,今天的文章則主要聚焦在IC封測上。首先介紹晶圓封裝的部分:

封裝簡單來說就是把IC晶片的電路腳和其他像是電路板或是插槽等外部元件連接 。一般有以下流程:

切割(將晶圓代工公司送來的片狀晶圓切割成一顆顆的IC)→ 黏貼(將IC黏到PCB上)→ 銲接及模封(把IC的小接腳銲接到PCB上並封起來)

而封裝的種類非常多樣,不同產品也會使用不同封裝方式,封裝的技術也一路從一開始的DIP(Dual In-Line Package)、QFP(Quad Flat Package)演變到以IC載板為主的閘球陣列PGA(Pin Grid Array Package)、BGA(Ball Grid Array Package)再到晶圓尺寸封裝CSP(Chip Scale Package)及MCM(multi-Chip Module),另外還有最近較紅的SoC(System-On-Chip)及SiP(System-In-Package)等較高階的技術。

圖片
圖/ 理財果汁機

SoC和SiP封裝分別有什麼優勢?誰是未來的主流?

SoC(System-On-Chip,系統單晶片)顧名思義就是把包括處理器、記憶體等不同功能都集結封裝到同一個晶片裡,所以最後的產品就只有一片晶片。

而SiP(System-In-Package,系統單封裝)則是SoC的延伸,不同處在於SiP是將各種不同功能的晶片直接整合封裝到一個模組裡,因此最後的產品是一個系統,裡面會有許多不同的晶片。

不過一般來說,SoC主要只整合了像AP(Application Processor,應用處理器,會負責大部分應用程式的執行)之類的邏輯系統,而SiP則是用疊加的方式集成了AP+mobile Dram(動態隨機存取記憶體,就是大家常聽到的DDR3、DDR4等等),甚至是RF(Radio Frequency,射頻模組,負責接收訊號)、CMOS影像感測器(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,簡稱CIS,顧名思義就是感測影像並回傳給CPU,使拍照品質更高)等。隨著技術越來越好,之後emmc(內嵌式記憶體)、也有可能集成到SiP中。 因此某種程度上SiP其實就等於SoC再加上其他例如Dram等的元件 。以下是兩者的比較:

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圖/ 理財果汁機

以目前的趨勢來說,雖然SoC的效能比SiP更高,但因摩爾定律的限制以及產品的複雜度越來越高, SoC的設計難度及研發費用也越來越高(且通常SoC的研發時間為SiP的兩倍左右),因此目前較多是高階、生命週期較長的產品例如PC、智慧型手機的CPU、GPU、RF 等才會用SoC;而其他像是智慧家電、智慧手表、TWS等IoT產品因為效能不需那麼高,在考量成本下通常使用SiP。

話說SiP其實也不是什麼新技術,但因為近幾年IoT的高速成長,且確定會是未來幾年的主流趨勢,再加上 最近很火紅的AirPods Pro及Apple Watch也都使用SiP封裝,以及5G時代的多頻段特性也都讓SiP有更大的發展潛力 ,例如前段RF SiP,天線整合封裝(Antenna in Package,AiP)等,上述原因都使得SiP又成為市場的寵兒,各家廠商也都開始專注發展加強自己的SiP封裝業務。

總結來說,SiP由於研發難度低、成本較低、設計彈性較大等原因,且很多時候SiP裡甚至也可以包SoC,因此在這個萬物都需要聯網的時代,SiP將會走的比SoC更快更普及。

那麼SiP既然不是新技術,廠商競爭的關鍵在哪呢?筆者認為在於廠商能否拿到關鍵IC的能力,比如說iPhone 11的SiC裡包括了裝有CPU及GPU的核心SoC,以及Dram、RF元件等,而封裝廠商最重要的任務就是要能從不同的廠商分別拿到這些關鍵的IC才有辦法進行SiP的封裝。

至於拿不拿得到,除跟本身技術有關外(包含良率高低、設計能力、服務品質等),再來就是跟規模有關,需求量越大,或是越具有品牌規模的公司,往往較能拿到充足且價格較低的晶片進行封裝。

最後一道:IC測試-晶圓測試及成品測試

談完了IC封裝後,再來就是整個製程的最後一道工藝,IC測試了。IC測試主要就是對晶片上的每個晶粒進行針測,在檢測頭裝上探針(Probe)後與晶粒上的接點(Pad)接觸,測試他的電性,不合格的晶粒就會被淘汰。

而IC測試又分為晶圓測試(前段測試) 及成品測試(後段測試)。顧名思義晶圓測試就是在晶圓還沒被封裝前先測試電性是否正常,而等到通過測試的晶圓封裝完畢後再進行成品測試,測試包括功能、電性與散熱等,而通過檢測的產品最後才會被送到客戶的手中。

IC測試廠的護城河在哪?

對IC測試廠來說,其產能多寡及測試品質好壞完全依賴於經營層設備採購 (資本支出)的能力還有公司自身使用、整合各類設的能力與技術。

另外,廠商的規模大小及知名度也會影響其的客戶結構,因爲IC測試是整個製程最後的守門員,不容許出分毫的差錯,因此較大的IC設計廠如高通、聯發科等都只願意和具有一定規模且知名的IC測試廠合作,且一但合作後就不容易再變換, 合作的黏著度很高

高資本支出的門檻讓近幾年來整個IC測試業吹起了一波整併風潮,例如最有名的日月光(全球IC封測市佔率第一)和矽品(市佔第三)合併案;中國的江蘇長電(市佔第六)和新加坡的新科金朋(市佔第四)的併購案,另外還有像是規模較小的矽格併入測試廠誠遠、入股封測廠台星科(3265)等案例。

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圖/ 理財果汁機

台灣的半導體產業其實是非常強的,除了巨頭台積電在全球晶圓代工市場獨霸超過50%的市佔率外,另外從上圖可知,台灣的IC封測廠在全球市場也享有超過50%的市佔率。

責任編輯:林芳如

本文授權轉載自:理財果汁機

關鍵字: #5G
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從第一天就走向全球!MOOIMOM、大研生醫、特力集團借力亞馬遜出海,以創新、信任打造品牌護城河
從第一天就走向全球!MOOIMOM、大研生醫、特力集團借力亞馬遜出海,以創新、信任打造品牌護城河

在全球市場競爭日益激烈、消費持續升級的時代,消費者比起追求最低價格,更願意為品質、安全與品牌信任買單。品牌之間的競爭,也逐漸從價格競爭,轉向價值競爭。真正決定品牌能否站穩全球市場的,不只是做出好產品,而是能否持續理解消費者需求、快速創新,並建立值得信賴的品牌。

對擁有深厚製造底蘊的台灣品牌而言,這正是一項重要優勢。近年來,越來越多品牌透過產品創新回應市場需求,並以品牌信任建立長期競爭力,在全球市場脫穎而出。而亞馬遜透過全球市場、消費者洞察與數據工具,協助品牌快速驗證市場、持續優化產品,讓更多台灣品牌得以將在地優勢轉化為全球競爭力。

拒絕等待完美,MOOIMOM 透過出海、迭代快速進化

新創母嬰品牌 MOOIMOM 自 2016 年創立起,便瞄準全球市場,MOOIMOM 創辦人周靖棠指出,近年來,台灣新生兒人數持續下滑,若一開始就只做台灣市場,花去的時間、開發成本都無法撐起未來的成長性,「所以我們第一天就決定『Go Gloabl』,這對新創非常重要。」

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新創品牌MOOIMOM瞄準母嬰市場,有鑒於台灣新生人口持續負成長,從2016年創立的第一天,創辦人周靖棠就決定Go Gloabl,決心用優質產品,挑戰更大的市場。
圖/ MOOIMOM

MOOIMOM 是從印尼市場起家,再逐步拓展回台灣,但周靖棠隨即又意識到,若「Go Global」僅在東南亞、台灣,仍然有侷限,於是 MOOIMOM 決定加入亞馬遜,跨出亞洲、進軍澳洲等市場,「MOOIMOM 需要一個已經有高信賴度、強大物流、精準數據的夥伴,協助我們降低跨足北美、澳洲等市場的門檻。」

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MOOIMOM創辦人周靖棠、共同創辦人李沆澎及團隊,透過運用亞馬遜數據與工具,以最真實的消費者反饋,反覆打磨產品。
圖/ MOOIMOM

為了找到市場缺口、實踐價值創新,MOOIMOM 積極運用亞馬遜上的數據與賣家工具。相較於其他品牌可能會注意自家產品有多少五顆星的評價,周靖棠尤其重視「四顆星」的留言,「因為那往往是能不能從『好』做到『更好』的關鍵。」以 MOOIMOM 的「涼感產後束腹帶」為例,團隊透過評論,發現邊緣縫線會造成皮膚的些微摩擦,加上產婦穿不住悶熱的材質,於是,MOOIMOM 花了近兩年時間,參考亞馬遜後台數據,包括消費者留言、競品的包裝顏色、排名落差等資訊,將產品從 1.0 迭代至 3.0 版本,不僅改採涼感透氣材質,更做到無縫線的舒適感。周靖棠透露,1.0 版的束腹帶,原先一週賣不到 1000 美元,但發展至 3.0 時,除了評價穩定保持在 4.3 顆星以上,一週甚至可以達到1萬美元的營業額,等於成長十倍。

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圖/ MOOIMOM
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產後束腹帶三代迭代圖,不僅涼感透氣,更做到無縫線的舒適體驗,讓產後媽媽可以穿得住,真正達到束腹的效果。
圖/ MOOIMOM

另外,周靖棠也善用亞馬遜的「A+ Content」等工具,將「永續」元素植入 MOOIMOM。由於澳洲對環保、安全規範的要求,向來以嚴格聞名,對於跨境電商無法「觸摸實品」的鴻溝,團隊便運用 A+ Content,在產品頁面中將小麥桿融合PP材質等無毒認證和安全細節,讓消費者一目瞭然。針對各國嚴格的母嬰用品法規,團隊也在亞馬遜協助下,一一完成合規程序,把出海阻礙轉化為讓消費者安心買單的保證。

科學實證敲開日本大門,大研生醫靠極致細節贏得信任

以德國頂級魚油、視易適葉黃素等產品聞名的大研生醫,起初是為了自己和家人的保健需求創立,在台灣取得佳績後,大研決定將這份堅持帶向世界。而出海的首站,是保健食品發展逾百年、相當競爭的日本市場。

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大研生醫出海首站就挑戰保健食品發展逾百年、相當競爭的日本市場,大研生醫董事長林東慶表示,進入日本市場真的很辛苦,但當收到日本消費者正向的回饋時,對團隊帶來很大的鼓舞。
圖/ 數位時代

大研生醫董事長林東慶解釋,先選擇日本,是因為當地消費者偏好網購、多居住於公寓,購物習慣、商業環境和台灣相近。至於決定透過亞馬遜進軍日本,一方面出於亞馬遜是日本使用率最高的電商網站之一。其次,在日本市場想「從 0 到 1」發展不易,溝通成本高,「但亞馬遜上的消費者,都很願意接受新東西。代表我們更容易在上面找到對的人。」

林東慶特別提到,日本保健食品市場歷史悠久,卻並非完全沒有切入機會。例如:日本延續過往經驗,原料進展未必跟上時代需求,市面的魚油濃度普遍都不足。除了端出創新的產品之外,想進入相對成熟的日本保健品市場,安全有效、建立信任是唯一真理,「大研經營的正是『信任』,信任背後代表了你的產品、服務和品牌。而亞馬遜就是過程中的最強後盾。」

大研透過亞馬遜的後台數據,從消費習慣與市場需求兩個面向,深入了解日本市場。例如,日本消費者偏好小顆粒、一天可服用多顆保健品;另一方面,日本社會因工作壓力大,助眠、舒緩情緒等產品需求也持續成長。團隊再搭配「在地製造、世界原料」的策略,讓「Made in Japan」成為敲門磚,「就和在台灣帶起『高濃度魚油』的風潮一樣,我們以國際頂級專利原料、強大的科學實證及嚴格的產品檢驗,帶起新趨勢。」

大研甚至將細節延伸至包裝、服務。比方說,日本家戶的信箱尺寸偏小,大研的包裝設計,便要確保能順利投遞進信箱;消費者認為用紙盒包裝更安全,大研也從善如流,採精緻紙盒而非美國市場的簡約瓶裝。由於在每個環節都做到極致,大研才進軍日本亞馬遜半年,就奪下 Omega-3 魚油類目排名第一,整體 BSR 也達到 1000 至 1200 名以內。

接下來,大研計劃進軍極度重視天然與健康的澳洲市場,以及競爭激烈的美國市場,林東慶強調,大研期望透過亞馬遜,將對品質的堅持帶出台灣,成為具影響力的全球品牌。

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大研生醫因應不同市場消費習慣,推出日本、美國、台灣三種版本魚油產品,同樣訴求高濃度、高品質。不僅在生產上呼應其「在地製造、世界原料」的全球化策略,更配合當地市場習慣,量身定做外包裝規劃,左:日本版、中:美國版、右:台灣版德國頂級魚油)
圖/ 數位時代

跳脫傳統代工宿命,特力集團用數據算出市場需求

擁有 30 年歷史的特力集團,從傳統 B2B 貿易起家,如今再下一城、攻入跨境電商市場,在亞馬遜上的營收,每月穩定達到美元六位數。這背後,是一場為了解決傳統代工痛點發起的 DNA 轉型。

特力集團業務總監 Isaac Liao 指出,傳統 B2B 貿易是特力深厚且穩固的根基,但為了在全球供應鏈重組的變局中更具敏捷度,特力必須打破過去與終端市場之間的隔紗。但中上游企業打下游 B2C 戰局,最怕盲目下注或因為怕虧損而不敢試錯。特力的心法,是建立一個「基於數據的科學容錯機制」,把亞馬遜當成全球導航儀,大膽做小規模的市場實驗,算準了、看清了再重注出擊。

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特力集團業務總監 Isaac Liao(右三)分享:特力發揮多軌營運優勢,結合在地團隊實體佈局與供應鏈韌性,打造品牌護城河。
圖/ 特力集團

Isaac 透露,特力在歐美家居市場突圍的關鍵,在於用「數據」找出消費者的痛點,再據此創新產品,「中上游企業常覺得自家產品無敵,怎麼會賣不好?但在電商戰場,消費者沒搜那個關鍵字,產品再好都等於不存在。」特力是用亞馬遜的商機探測器、品牌分析工具,抓出高需求、低競爭的藍海市場,並將自家產品、競品的負評,作為研發參考。例如團隊抽絲剝繭後,發現消費者通常在購買資源回收桶時,最痛恨「異味洩漏」和「腳踏板易壞」;買烤肉推車時,則有「說明書看不懂」、「組裝太複雜」等痛點。團隊會再據此回頭改良製程、產品,並將行銷時,將這些痛點的「解方」直接放大在亞馬遜的產品頁面 A+ Content 和主圖影片中。

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結合質感美學與實用功能,特力熱銷居家產品主打極窄隙縫省空間設計(左)與質感靜音緩降上蓋(右),精準切中消費者痛點。
圖/ 特力集團

Isaac 特別提到,近期特力導入了亞馬遜行銷雲(Amazon Marketing Cloud, AMC),拆解完整的消費旅程。以特力在亞馬遜熱銷的烤肉推車為例,透過 AMC 的底層數據藍圖,團隊發現歐洲消費者從心動到行動平均需要三週。消費者可能在第一週看球賽時,先被特力的品牌影片廣告(DSP)吸引;第二週滑亞馬遜時,看到展示型廣告(SD)被再次提醒;直到第三週週末要辦派對了,才在搜尋框輸入關鍵字並透過商品廣告(SP)下單結帳,「AMC 讓我們看清這條跨渠道的『消費旅程藍圖』,把過去盲目砸廣告的焦慮,變成每分錢都能精算回報率的高精準 ROI 投資。」

特力已立下月營收達七位數美元的新目標。Isaac 透露,團隊正積極布局生成式引擎優化(GEO)等最新 AI 搜尋趨勢,並根據亞馬遜的後台數據,延伸家居周邊產品線,期望推動內部從「製造思維」進化為「市場和品牌思維」,讓台灣深厚的製造底蘊,能在國際零售舞台上走得更深、更遠。

從 MOOIMOM、大研生醫到特力集團,三個品牌雖然來自不同產業,卻走出了一條相似的成長路徑:透過產品創新回應市場需求,並以品牌信任建立長期競爭力。事實證明,真正的品牌優勢,並非一次打造出完美的產品,而是持續傾聽消費者、快速迭代,並把每一次優化都累積成更深厚的品牌價值。

對台灣企業而言,全球化已不只是把產品賣到海外,而是直接面對全球消費者、持續學習並打造品牌的過程。亞馬遜提供的不只是跨境銷售的管道,更是一套串聯市場洞察、消費者數據、全球物流與在地營運的全球基礎設施,協助品牌更快理解市場、更快優化產品,也更快建立品牌信任。當台灣品牌將製造優勢結合持續創新的能力,並善用全球資源加速成長,就更有機會站穩世界市場,實踐「Go Global From Day One」的全球布局。

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圖/ Amazon

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