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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Computex 大展台灣科技實力,看圓剛、TRYX、Silicon Power 如何透過亞馬遜布局全球市場?
Computex 大展台灣科技實力,看圓剛、TRYX、Silicon Power 如何透過亞馬遜布局全球市場?

2026年,台北國際電腦展(Computex)再度引爆全球科技熱潮,來自世界各地的業者、買家與媒體蜂擁而至,讓台北成為最受矚目的世界科技中心。

在這場盛會背後,除了有大眾熟悉的半導體、晶片代工等產業巨頭 ,還有一群具深厚底蘊的台灣科技品牌,早已利用亞馬遜全球開店,跨越線下通路的傳統壁壘。例如:用一套影音設備點燃創作者經濟的圓剛、以散熱器重新定義電競美學的TRYX,以及提供完整的記憶卡方案陪伴全球用戶記錄每個珍貴瞬間的廣穎電通,逐步以產品征服全球市場。

進軍跨境電商市場,圓剛精準觸及數位原生客群

對許多造訪寶島的旅客來說,圓剛科技(AVerMedia)是踏入國門遇到的第一個台灣品牌,「不管在桃園、松山、台中、高雄機場,旅客通關時抬頭看的那顆鏡頭,就是圓剛產品。」資深處長Betty Kuo透露,圓剛成立36年來對品質有著近乎「龜毛」的堅持,要求研發、製造都要留在台灣,深信企業有著不容妥協的使命與社會責任。

這份硬實力也充分展現在今年的Computex。圓剛除了展示影音擷取本業,還秀出攜手Nvidia耕耘多年的邊緣運算(Edge AI)量能,利用AI晶片打造能辨識車流的智慧紅綠燈、救護車優先通行等智慧城市基礎建設和服務。

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圓剛攜手Nvidia,利用AI晶片打造能辨識車流的智慧紅綠燈,可以判別讓救護車優先通行或是依據交通狀況調節秒數,為智慧城市提供更多可能。
圖/ 數位時代

在深耕線下B2B的大型基礎建設之餘,面對線上B2C的消費市場,圓剛同樣具備精準洞察。近年隨著創作者經濟爆發,圓剛發現,自家產品的主力客群,多為千禧世代、Z世代等相當依賴線上消費的數位原生族群。看準亞馬遜的高觸及和曝光率,圓剛決定透過亞馬遜全球開店,進軍跨境電商市場,「當企業進軍陌生的海外市場,亞馬遜的物流系統、商機探測器等工具,能大幅降低進入門檻。」Betty Kuo說。

事實上,圓剛就是將各項工具用到極致的最佳案例。圓剛科技課長Jimmy Liu舉例,團隊在線下展會發現美國玩家對「寶可夢卡牌」二手交易、拆卡直播的熱潮後,便立刻回到亞馬遜賣家後台,透過數據交叉驗證需求,接著迅速重新包裝一款能同時拍攝玩家臉部表情、卡牌等細節的雙鏡頭攝影機,結果一上線便被搶購一空。又或者是圓剛直接將消費者購物後留下的評論,視為內部研發的重要KPI,Betty透露,如果新產品的評價掉到4.2顆星以下,就會被團隊視為「大事」,立即啟動跨部門檢討,徹查問題,「那些最真實的回饋,其實正是我們研發、創新的來源之一。」

憑藉著出色的研發、製造實力,再搭配亞馬遜的後台數據、多元工具,2025年Prime Day,圓剛創下年增長59%的佳績;2026年第一季,即便競爭對手狂砸行銷預算,圓剛依然靠著產品硬實力和精準的高階產品定位,寫下年增長6%的成績。

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圓剛科技透過亞馬遜後台數據與線下展會洞察,敏銳捕捉到玩家對「寶可夢卡牌」拆卡直播的熱潮,迅速推出能同時拍攝玩家臉部表情與卡牌細節的雙鏡頭攝影機(Dual-View Live Streaming),一上線即被搶購一空。
圖/ 數位時代

TRYX 注入創新靈魂,將散熱器化身藝術品

有別於圓剛身處的多媒體視訊產業,電腦零組件(PC DIY)市場早已是一片紅海、競爭激烈,也因此,新銳品牌TRYX的崛起,顯得格外引人注目。

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TRYX全球電商營運負責人Paso分享品牌如何憑藉來自亞馬遜的數據洞察,精準預判市場狀況與玩家痛點,成功將具備美學與科技感的裸眼 3D 水冷散熱產品推向全球市場。圖為本次重量級新品「HOLO全息視覺顯示水冷散熱器」,利用佩珀爾幻象(Pepper’s Ghost),將GIF動畫、短影音直接投射在散熱器上。
圖/ 數位時代

TRYX創辦人Nelson認為,電腦零組件市場長年深陷價格、效能戰,讓許多品牌失去「創新的靈魂」。但機會就藏在痛點中,為了改善市場現況,Nelson先是融合了設計、美學和頂尖技術,打造出全球第一款裸眼3D水冷散熱器PANORAMA、融入家居布面設計的FLOVA機箱等代表性產品;今年Computex中,TRYX再端出重量級新品「HOLO全息視覺顯示水冷散熱器」,是利用佩珀爾幻象(Pepper’s Ghost),將GIF動畫、短影音直接投射在散熱器上,並和圖庫平台GIPHY合作,讓玩家能無限擴充素材,將冰冷的硬體化做藝術品。

有趣的是,這份創新並非憑空想像,而是來自亞馬遜的數據洞察。TRYX全球電商營運負責人Paso指出,TRYX採用了亞馬遜的「選品指南針」(Product Opportunity Explorer),「這就像我們的『市場雷達』。過去團隊決策可能只憑感覺,現在透過細分類目的銷售數據和趨勢,團隊能精準預判市場狀況,讓供應鏈更穩、現金流更健康。」

而「VINE評論工具」則是TRYX的「信任放大器」。團隊會邀請評測者,針對新品發表影片、照片與專業分析等回饋,這對整合了抗反光塗層、克服曲率折射等複雜工程技術的3D水冷散熱器來說,無疑是最具說服力的評價。

2024年,TRYX首度在亞馬遜上架高單價的螢幕水冷散熱器時,原先預估一天只能賣個3到5台,沒想到美國市場強大的購買力,加上團隊善用亞馬遜的各項工具拆解數據,讓單日銷量直接飆破20台;而TRYX進軍亞馬遜後僅1年,品牌營收便達到197%的成長,「亞馬遜的多站點優勢,讓我們只要專心把產品做好,就能在全世界找到最適合的市場!」Paso透露,接下來,TRYX預計再進軍德國、法國、英國等歐洲市場和亞太地區,「我們希望讓更多玩家,體驗到TRYX的創新精神。」

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新銳品牌 TRYX 顛覆傳統電腦零組件市場,結合設計、美學與頂尖技術,將冰冷的硬體化做藝術品,為玩家帶來無限的視覺擴充體驗。
圖/ 數位時代

Silicon Power 建立即時地區化策略,開拓 B2B 商機

全球記憶體領導品牌Silicon Power看準線上通路的潛力,並為了貫徹「國際化品牌」的定位,將亞馬遜全球開店視為品牌跨境的關鍵,「Silicon Power每進入一個新市場,亞馬遜都是我們優先考量的線上通路選擇,因為它能迅速幫助我們建立品牌曝光和銷售體系。」Silicon Power Sales Deputy Manager Benson指出,透過亞馬遜賣家中心(Amazon Seller Central),採靈活的「地區化策略」,針對當地消費者習慣、法規稅務,即時調整價格和庫存。

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看準線上通路潛力,Silicon Power將亞馬遜全球開店視為品牌跨境的關鍵,透過靈活的「地區化策略」即時調整價格與庫存,更運用 Amazon Business 功能敲開全球企業級 B2B 市場的大門。圖為Silicon Power 銷售副理 Benson(左)與董事長陳慧民(右)於 Computex 展位合影。
圖/ 數位時代

在行銷上,Silicon Power則善用亞馬遜廣告(Amazon ADs),精準設定投放目標、掌握搜尋趨勢。更重要的是,亞馬遜的「Amazon Business」功能,讓Silicon Power的醫院、教育機構等企業用戶,能以批量採購方式下單,等於敲開了B2B市場的大門,「這是一個關鍵轉折,因為我們不再只服務個人消費者,也能為企業客戶提供企業級需求的記憶體解決方案。」

正因從亞馬遜獲得了全方位數據,Silicon Power利用這份對消費者的理解,在今年的Computex中,跳脫了「單一產品框架」的思維,首度展出專為創作者打造的「CreatePro 系列」。團隊不盲目模仿競品,而是精準切入內容創作者的工作流程,將需求拆分為錄影、後製、備份、長期保存等四個階段,並為每個階段提供完整對應的儲存方案,「不是競爭者做什麼,我們就去做什麼,我們還是會利用從亞馬遜等平台獲得的數據,回到消費者需求,完整提供產品的解決方案。」Benson笑稱,如今,團隊已將「亞馬遜賣家學習中心」視為內部的成長基地,同仁會搭配亞馬遜的建議、策略,持續升級自身戰力。

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廣穎電通跳脫單一產品框架,利用從亞馬遜等平台獲得的全方位數據回到消費者需求,精準切入內容創作者的工作流程,完整提供相對應的儲存方案。
圖/ 數位時代

對圓剛、TRYX和Silicon Power來說,在這場跨境出海的戰役中,亞馬遜不僅是銷售貨物的通路,更扮演了品牌向全球拓展的「加速」角色。從前期透過商機探測器,進行市場洞察、需求驗證,進而預判趨勢、調整選品、開發新品;到中期藉由真實的消費者評論和成熟的廣告系統,快速累積海外信任度、建立品牌;最後再利用強大的FBA物流網絡和多站點優勢,將台灣的創新產品遞送至全球,正是亞馬遜被視為出口跨境關鍵的原因。

從三家品牌的成功軌跡,可以看出科技產業的全球化趨勢,已從過去的「硬體代工製造」,邁向「數據驅動品牌」的階段。無論是哪一種產業,品牌只要專心將產品做到極致,搭配亞馬遜全球開店提供的成長與加速服務等,就能在全球找到最適合的市場,讓世界看見台灣的創新能量。

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圖/ Amazon

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