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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看見「電話」的數位轉型契機:有河科技3大優勢,打造AHOY雲端總機服務
看見「電話」的數位轉型契機:有河科技3大優勢,打造AHOY雲端總機服務

數位轉型人人都在談,但你有想過,辦公室裡那支「電話」,升級了嗎?

隨著數位轉型成為企業生存的基本功,中小企業紛紛導入各式雲端服務,包括 ERP、CRM 到協作平台等,卻常常忽略最基本、卻最高頻的工具——通訊系統。事實上,當行動、遠距與多據點辦公成為常態,傳統總機不僅建置與維護成本高、佈線不易,更無法滿足企業靈活運作的需求,成為數位轉型中最容易「卡關」的一環。

也因此,雲端總機迅速崛起,成為企業溝通的新基礎設施。它不只是把「打電話」這件事搬上雲,更讓企業擁有隨時、隨地、跨裝置的溝通能力,真正落實以效率為核心的數位轉型。

很早便洞察此一趨勢的有河科技,以自行研發的 AHOY 雲端總機服務切入市場,短短幾年內便累積近 3,000 家企業用戶,其中高達六到七成來自客戶主動推薦——顯示其服務品質與系統穩定性深受用戶肯定。2025 年上半年,營收更較去年同期成長 16%,在競爭激烈的 B2B SaaS 市場中穩步擴張,展現出強勁的產品實力與市場潛力。

從底層架構開始,打造真正為中小企業而生的雲端總機

提及當初切入雲端總機市場的原因,其實是有河科技創業團隊從實務觀察出發,轉化為產品創新的成果。

「父親本來就在電信領域,而我們一家都有宅男基因,兄弟三人從小就對寫程式很有興趣。」有河科技創辦人 Hank 開玩笑的說,也因此創業初期便以異業合作開發模式,雖能發揮電信系統專長、案件金額相對高,卻也受限於合作方技術本身的瓶頸,或是發展方向的不一致。

為此,有河科技開始思考下一步發展,「我們想跳脫客製化電信系統開發的框架,打造能直接面對市場與客戶的產品。」Hank 坦言,這樣的想法促使他們決定結合父親多年來在電信領域累積的經驗,切入雲端總機領域,發展可長期經營的 SaaS 服務。

有河科技02.JPG
有河科技 Hank
圖/ 有河科技

有河科技另一位共同創辦人 Henry 進一步說明,當時市場上雖已有部分業者推出雲端總機服務,但多半是傳統電話總機的延伸應用。這些業者將國外第三方開源軟體整合至自家的電話交換機產品中,讓客戶可以透過手機接聽公司電話。

「但這些廠商本身擅長的是硬體,不具備軟體開發能力,無法提供完整、穩定的雲端解決方案。」Henry 說,更關鍵的是,企業仍需購買硬體交換機與佈線,才能使用行動分機、內外線錄音等雲端總機功能。「這對新創公司或小微型企業其實很不友善。」Henry 坦言,許多中小企業其實只是希望客戶來電時,可以有一段簡單的語音歡迎詞,建立專業形象,但傳統總機高昂的設備與維運成本,卻讓這些簡易需求難以實現。

有河科技03.JPG
有河科技 Henry
圖/ 有河科技

正因如此,有河科技決定從底層架構開始出發,打造一套高品質、易上手且低成本的雲端總機服務,企業不必添購任何硬體設備,也無需佈線,透過 app 或瀏覽器就能即時接聽與撥打公司電話,實現真正的雲端通訊轉型。

為了實現此一理念,有河科技從底層架構到前端應用,皆選擇自行研發,並在過程中建立起三大關鍵優勢,成為其在市場中脫穎而出的基礎。

優勢1》從硬體到軟體的一條龍架構,確保通訊品質

「建構一套語音系統並不難,難的是讓它穩定、清晰、不中斷,」有河科技共同創辦人 Ian 舉例指出,通話中偶爾出現的海浪聲、波浪聲等,不是單靠軟體就能解決,必須有足夠的電信產業 Know-how 和技術,才知道如何排除問題。

有河科技植基於一代在電信領域的技術、經驗與人脈,結合新一代的軟體開發工程概念,不僅奠定自身在雲端通訊系統的穩固基礎,更能打造從伺服器、後台到前端 app 的一條龍架構,確保每一個環節都能做到最佳化整合。

這種從基礎建設到應用層的全面掌控,不只是技術整合能力的展現,更讓有河科技在眾多雲端總機服務中,建立起一道高品質、高彈性的競爭壁壘。

優勢2》從零打造前端 app,用戶需求即產品動力

在前端 app 上,有河科技選擇從底層開始重新構建 app,而非像多數同業僅使用既有開源軟體或代理第三方軟體,確保未來在功能擴充與版本更新上的自主性與彈性。

「我們很多功能其實都是客戶給的建議,」 Ian 分享,只要客戶提出功能需求,內部就會評估是否具有普遍性,若評估後發現可以滿足八成以上客戶的使用需求,就會主動投入開發並進行系統更新,提供給所有客戶使用。

這種用戶驅動的產品設計思維,不僅讓功能更貼近實務需求,也讓有河科技可以將開發資源集中在最具價值的地方,持續強化系統的共用性與延展性,打造出真正能隨企業成長而調整的雲端通訊平台。

優勢3》彈性 API 整合,支援多元通訊情境

有河科技的軟體研發能力,不只能夠與時俱進的更新產品,還能根據企業需求彈性整合 CRM 等各種系統或客製化開發特殊服務,打造多元化通訊場景。

舉例來說,外送或代駕媒合平台希望提供號碼遮罩(Number Masking)機制,保障司機與用戶的個資安全,有河科技便為此進行開發,當司機在與客戶聯繫時,客戶手機上只會顯示公司的代表號,之後若客戶回撥,AHOY 也能將來電導至接單司機,達到保護隱私又不中斷溝通的雙重目標。

又或是與 LINE API 整合,可以將既有官方帳號商家的通話,直接升級成專業雲端總機系統等級、甚至可以一併介接各家不同特色的 AI 文字客服以及 AI 語音客服,即時產生逐字稿並進行服務品質情緒分析。

在許多企業還將總機視為「基礎設施」時,有河科技早就運用 AHOY 雲端總機服務,重新定義企業與客戶、內部團隊之間的溝通方式。

隨著企業通訊越來越重視彈性與效率,有河科技運用 SaaS 模式與與技術實力,悄悄搶下這波通訊革新的先機。未來,有河科技將聚焦在 WebCall 網頁電話整合介接與 AI 客服兩大應用場景,不僅讓用戶能在 LINE 官方帳號或網站上直接使用 AHOY 通話,也希望藉由異業合作導入更多元 AI 應用,提升服務效率與回應品質,打造更聰明、更好用的智慧通訊平台。

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