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:

圖片
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。

圖片
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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AI 改寫外貿規則!Alibaba.com 用 AI 助台灣中小企業提升跨境獲客力
AI 改寫外貿規則!Alibaba.com 用 AI 助台灣中小企業提升跨境獲客力

過去談外貿競爭力,企業多半聚焦在產品品質、價格優勢與業務能力,但在 AI 新世代,外貿經營模式開始改變,從搜尋供應商、產品比價,到詢價與下單,越來越多流程倚靠 AI 優化與處理,企業若無法善用 AI 工具,接單效率跟市場競爭力都將逐漸落後。

在這樣的趨勢下,全球 B2B 跨境電商平台 Alibaba.com 持續以 AI 強化平台能力,並透過在地團隊與服務體系,協助台灣中小企業提升跨境營運效率與訂單轉換率,同時,每年皆舉辦「跨境電商達人賽」,今年遴選出 10 家台灣代表企業,展示 AI 如何協助企業提升外貿接單能力並拓展海外市場。

例如,深耕五金泵浦領域 40 餘年、積極將產品服務延伸至消防系統與節能設備的偉盛豐貿易,便透過 Alibaba.com 與 AI 生意助手自動回覆海外買家的 RFQ 詢盤,突破時差限制,讓接單流程更加即時,成功將市場拓展至美國、義大利與新加坡等地。

解決客戶痛點,Alibaba.com 以 AI 外貿金三角助台灣企業提升跨境接單力

受到貿易戰與地緣政治影響,全球貿易環境的不確定性大幅提升,過度依賴單一市場已成為潛在風險,越來越多企業透過提供多元產品與布局多元市場確保營運韌性、台灣中小企業也不例外。只不過,受到開發新市場成本高昂、優秀外貿人才逐漸流向半導體與科技產業等因素影響,中小企業面臨諸多挑戰。

為協助企業解決這些痛點,Alibaba.com 台灣總經理廖羿琦表示:「Alibaba.com 不只提供『一站通全球』平台,也透過一系列 AI 與數據工具,幫助台灣賣家更有效率地將產品銷往歐美與東南亞市場,讓 MIT 產品被更多全球買家看見。」

廖羿琦進一步指出,跨境電商從店鋪開設、商品上架、產品描述、回覆買家需求,到成交後的金流與物流,每個環節都影響接單效率,因此,Alibaba.com 提出 AI 外貿金三角策略,協助台灣中小企業系統化提升跨境接單能力:

首先,是透過 Alibaba.com 的一站式外貿平台,連結全球超過 190多個國家和地區、超過5000 萬活躍買家,並提供 AI 工具協助商家提升營運效率。例如,AI 生意助手可協助分析不同市場熱銷商品,提供商品標題與關鍵字建議,甚至生成產品場景圖與影片,提高商品在全球市場的曝光度。

其次,透過 OKKI CRM 協助台灣商家深入理解與客戶的互動關係與需求變化,進而精準地預測客戶需求,挖掘潛在商機。

最後,透過 OKKI AiReach 協助企業從被動接單轉為主動開發客戶。廖羿琦指出:「企業可以透過 AiReach 盤點產業上下游的關聯圖譜與企業關係,讓商家透過更精準的 eDM 與客戶接觸,進一步提升陌生開發的轉換率與成交率。」

值得特別一提的是,除了平台工具,Alibaba.com 也持續強化與企業社群的連結。例如在台灣北、中、南設立六個商圈,透過交流活動讓商家分享跨境經驗與市場洞察,同時也有專職團隊協助企業導入平台與 AI 工具,加速跨境電商的營運成長。

#0 AI 改寫外貿規則!Alibaba.com 用 AI 助台灣中小企業提升跨境獲客力
Alibaba.com 台灣總經理 廖羿琦
圖/ 數位時代

高效佈局,偉盛豐貿易以 Alibaba.com 成功擴展外貿市場

偉盛豐貿易長期深耕泵用閥件與 DC 循環扇市場,隨著第二代接班,公司也開始面臨新的經營課題:疫情衝擊全球供應鏈、台灣內銷市場逐漸飽和,加上通膨、貿易戰與地緣政治等因素,使企業必須重新思考成長動能。

為尋找新的營收來源,偉盛豐貿易王珮馨決定積極布局外貿市場,目標是直接與海外企業客戶建立合作關係,進一步掌握市場需求與訂單結構。

偉盛豐貿易一開始是透過參加國際展會拓展海外市場,但成本高、效益有限。「直到加入 Alibaba.com 後,才真正打開跨境市場。」王珮馨表示,短短一年的時間,偉盛豐貿易與來自美國、義大利與新加坡等六個國家的客戶建立合作關係,甚至在產品單價高於同業約七倍的情況下,仍成功拿下義大利與美國的貨櫃訂單。

背後的關鍵之一,是 Alibaba.com 提供的 AI 生意助手。她表示:「將產品知識庫與技術資料導入 AI 生意助手後,系統便能依照產品規格與應用場景,自動回覆海外買家的 RFQ 詢盤,就算我在休息的時候,AI 仍在替公司接單,而且是用客戶熟悉的語言回覆,等到我隔天上班後再接手處理客戶的進階問題,整體接單效率大幅提升。」

例如,面對美國芝加哥並重視ESG議題的客戶詢問:為何偉盛豐提供的 2.9W DC 循環扇售價高達 156 美元、幾乎是市售產品的七倍,王珮馨的做法是先查詢芝加哥的電價資料,再透過 AI 生意助手生成產品應用場景圖與競品耗電分析表,從「整體持有成本(TCO)」角度說明產品節能優勢,成功說服客戶,取得40呎貨櫃訂單。

王珮馨說:「至於來自義大利的食品加工廠客戶,也是因為 AI 生意助手即時回覆產品規格,了解我們提供的泵浦閥門可在不更動既有設備管線的情況下直接替換使用,因此決定採用該產品並建立長期合作。」對偉盛豐而言,AI 生意助手不只是平台工具,更像是全天候運作的「跨境電商店長」,不僅降低外貿經營門檻,也有益於偉盛豐貿易將隱形冠軍產品推向全球市場。

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偉盛豐貿易 王珮馨
圖/ 數位時代

善用 AI 工具,加樂實業以 Alibaba.com 維運 70% 外貿營收

深耕建築五金市場的加樂實業,也高度肯定 Alibaba.com 在其拓展全球市場過程中的重要角色。加樂實業總經理王拓白表示,公司早在 19 年前便開始使用 Alibaba.com,隨著 Alibaba.com 台灣在地團隊成立,不僅協助加樂實業更有效掌握平台功能,也透過多元課程與培訓活動協助提升跨境電商經營能力,讓公司能以更有效率的方式推動外貿業務,同時將管理工作負擔降低約 50%,員工流動率也減少約 20%。

王拓白指出,加樂實業長期以外貿市場為主要營收來源。過去公司主要透過參加國際展會拓展客戶,一場展覽平均可取得近 70-100 個潛在客戶名單;但在加入 Alibaba.com 後,每月至少能收到超過 350 筆客戶詢問,不僅大幅提升商機來源,也成功培養出年貢獻「億元級」營收的客戶,並將業務版圖拓展至《財富》500 大企業與全球安防領先品牌。

舉例來說,2016 年,加樂實業透過 Alibaba.com 接觸到一名來自澳洲的客戶,最初訂單僅 50 件產品,但在長期合作與信任累積下,訂單量逐年增加,如今已成為公司最大客戶之一,單一客戶一年貢獻營收突破億元。

隨著跨境電商經營的逐漸成熟,加樂實業的外貿結構也出現顯著轉變:過去外貿營收幾乎 100% 來自展會客戶,如今已有高達 70% 的外貿營收來自 Alibaba.com,顯示平台已成為加樂實業拓展全球市場的重要管道。

雙方長期建立的合作默契與信任,也讓加樂實業得以率先導入 Alibaba.com 的 AI 工具並取得實際成效。王拓白以 OKKI CRM 為例說明:「曾有一位合作長達 15 年的客戶訂單突然下滑,我們透過客戶數據分析發現對方開始向其他供應商採購,進一步拜訪後才了解,客戶因為更換經營團隊,產品策略從高階市場轉向平價市場,我們隨即調整產品規格與報價策略,逐步把訂單爭取回來。」

#2 AI 改寫外貿規則!Alibaba.com 用 AI 助台灣中小企業提升跨境獲客力
加樂實業總經理 王拓白
圖/ 數位時代

此外,加樂實業也透過 OKKI AiReach 進行自動化商機開發:只需輸入相關條件,系統便能自動搜尋並篩選潛在客戶名單,在一個月內,挖掘出 748 名潛在客戶並自動發送產品資訊,成功與俄羅斯、美國、杜拜與澳洲等市場的 5 家企業展開合作洽談。

「AiReach 挖掘出的客戶輪廓相當精準,是我們鎖定的進口商與品牌商,因此能大幅提升陌生開發的效率與成交率。」王拓白表示,Alibaba.com 與 AI 工具不僅讓團隊成員可以高效完成跨境電商營運、深入了解市場與客戶動態,更重要的是,可以化被動為主動的布局全球市場,未來將持續深化應用雙方合作與平台工具應用。

偉盛豐貿易跟加樂實業不是特殊案例,Alibaba.com 除持續優化產品服務,更積極協助台灣中小企業跨越全球外貿市場布局門檻,讓其可以更便利且精準的方式提升外貿接單力,創造生態夥伴的共贏。

Alibaba.com

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