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。

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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永豐「DAWHO × 大戶投」銀證整合 ,三大策略啟動生活金融新時代
永豐「DAWHO × 大戶投」銀證整合 ,三大策略啟動生活金融新時代

數位金融競爭白熱化,永豐不光只是比利率與回饋,今(2026)年開始從「使用者需求」重新定義服務。永豐銀數位帳戶DAWHO推出上市即引發話題,第3年達成損益兩平、第4年開始獲利,至2025年9月底戶數突破211萬。永豐金證券則以自建交易平台「大戶投APP」累積近百萬次下載量,持續深耕投資科技。如今,永豐透過「DAWHO × 大戶投」銀證整合,正在以三大策略打造一站式生活金融體驗,要陪伴客戶從儲蓄、消費到投資、走出一條屬於客戶的財富成長路徑。

數位帳戶不是新服務,當多數銀行仍將焦點放在利率、回饋與開戶規模,永豐選擇從使用者需求出發,重新思考、設計與推出數位金融服務,讓 DAWHO 得以在高度同質化的市場中後發先至,持續推出貼近實際生活場景的數位金融服務體驗。

永豐銀行副總經理暨數位金融處處長嚴國瑞表示:「我們從一開始就設定清楚目標,要用DAWHO(Digital Account With Happiness Openness)打破只有高資產客戶才能享有完整金融服務的既定印象,讓年輕世代也可以享受『豐裕快樂』且備受尊重的金融服務。」隨著客戶年齡與資產結構逐步轉變,永豐將透過 DAWHO 數位生態圈以更細緻的服務滿足 25 至 40 歲亨利族(HENRYs;High Earner, Not Rich Yet)的需求,引領客戶逐步將資產放大。

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永豐銀行副總經理暨數位金融處處長嚴國瑞
圖/ 數位時代

開戶到投資一站完成,永豐「DAWHO × 大戶投」銀證整合推進生活金融

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透過「DAWHO × 大戶投」的持續優化,串聯起儲蓄、消費、投資正三角的美好生活。為了實踐 DAWHO 願景,永豐的第二步是把儲蓄、消費、投資串成一個正三角的生活金融服務。客戶可以將刷卡回饋直接存入DAWHO 數位帳戶,再透過大戶投進行投資,讓日常消費自然銜接到長期理財,把最直覺的刷卡回饋變成「有紀律的資產累積」。

永豐金證券副總經理暨數位金融處處長劉柏甫表示:「我們希望讓投資成為生活的一部分,而不是高門檻的專業行為。」因此,團隊不僅提供貼近日常、低門檻的理財商品,也將證券交易工具「大戶投APP」,打造成引導新手投資人建立投資觀念的平台。

例如投資新手容易入門的股票申購,於今年重磅推出的「智慧申購」功能,使用者只要透過「大戶投APP」預先設定申購條件,並於交割帳戶內保留足額圈存款項,系統便會在符合條件時,自動代為執行新股抽籤,功能可連續運作達三個月不中斷,助投資人參與新股市場更便捷、更高效,不再錯過申購良機。

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永豐金證券副總經理暨數位金融處處長劉柏甫
圖/ 數位時代

讓投資科技賦能 永豐「DAWHO × 大戶投」以創新服務擴大普惠金融

第三步是透過智慧化技術提供客戶所需的普惠金融服務、持續完善永豐 DAWHO 數位金融生態圈。例如,永豐銀行於 2019年推出智能理財服務「永豐 ibrAin」,打破傳統複委託大額投資的限制、讓年輕族群與小資族可以低門檻(新臺幣1,000元起)、高度自動化的方式進行全球 ETF 定期定額投資,降低參與全球資產配置的門檻。另一方面,若投資人已擁有自己喜好的投資標的,則可以利用永豐金證券存股平台,除了享低門檻定期定額申購服務,也提供業界首創的「美股股利再投入」自動化服務。

「2025 年初獲金管會核准上線的『股票禮品卡』服務,也是響應普惠金融而生的全台獨創應用。」劉柏甫指出,團隊觀察到愈來愈多民眾希望以金融商品取代現金紅包,在滿月、年節或畢業等重要時刻傳遞祝福外,還能多賦予傳承財富累積的價值觀,因此推出百元面額、人人可負擔的股票禮品卡,讓投資成為日常送禮的選項。
值得特別一提的是,股票禮品卡不僅僅是一張「卡片」,而是可以直接導向投資行動,可用來扣抵存股平台購買股票的手續費、與證券交割款,將「送禮」轉換成「啟動投資」的第一步。

分群經營深度留客 陪伴客戶累積長期財富

從銀證整合、生活金融到智慧化服務,永豐銀行與永豐金證券的核心目標,始終是陪伴客戶,讓客戶可以隨著使用的時間增加,逐步放大財富成為「大戶」;也因此,2026 年永豐DAWHO在既有「大大」與「大戶」分級之外,新增「大戶 Plus」等級,回應資產成長型客戶的進階需求。

嚴國瑞副總經理表示,平均財富達百萬元,且單筆換匯新臺幣五仟元以上,或以DAWHO綁定為永豐金證券交割戶,買入一筆證券台股現貨交易成交(含豐存股)的客戶,即可成為「大戶 Plus」,享每月跨行提款或轉帳共30 次免手續費禮遇、DAWHO 現金回饋信用卡消費最高 6% 現金回饋等優惠,同時還享有訂閱制知識學習平台—豐學 Prime 2.0 30天的免費體驗,以基礎的投資觀念、理財小技巧等實用理財知識,協助投資人強化基礎理財觀念與風險管理能力。

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圖/ 數位時代

展望未來,永豐銀行與永豐金證券除持續深化既有服務外,將持續舉辦DAWHO × 大戶投相關活動,DAWHO APP也將推出外幣新功能,及導入更多個人化智慧服務,藉此降低資訊落差、強化金融教育,打造能真正提升大眾財務韌性的整合式數位金融平台。

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