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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業界首創!元大證券攜手Google Cloud,新開戶就有機會抽「Google企業級AI助理」
業界首創!元大證券攜手Google Cloud,新開戶就有機會抽「Google企業級AI助理」

重點一:Gartner預估2026年底40%企業應用軟體將內建AI Agent,企業大量導入AI,員工也得學會與AI協作,會用AI正成為上班族的基本功。

重點二:消費端使用AI的比例同步攀升,Mastercard Taiwan「2026台灣消費者AI使用習慣調查」顯示,近七成台灣民眾每週使用AI助理,18至30歲使用最頻繁,31至40歲族群也有二成訂閱付費AI服務。

重點三:元大證券攜手Google Cloud推出「AI理財神隊友」活動,首開國內證券業先例,讓一般投資人也有機會拿到Google企業級的AI助理服務—Gemini Enterprise,活動自2026年11月2日至12月31日限時限量登場。

企業加速導入AI Agent,上班族的工作方式也跟著變了

AI走進職場的速度,比多數人想像得快。市場研究機構Gartner於2025年8月預估,到2026年底,將有4成企業應用軟體內建能處理特定任務的AI Agent。

這代表什麼?多數人對職場AI的想像,還停留在「多開一個聊天視窗問問題」。但AI Agent不會等人來問,而是直接嵌進員工每天使用的軟體裡,接手整理資料、彙整報告這類重複性工作。

換句話說,當AI陸續走進日常工作的每個環節,上班族的做事方式也跟著改變:從凡事親力親為,變成懂得把任務交給AI,再由自己把關成果。會不會用AI工具,正從履歷上的加分項,變成上班族的基本功。

從辦公室到個人生活,AI助理成了日常工具

有意思的是,這股改變並沒有停在辦公室門口。Mastercard Taiwan「2026台灣消費者AI使用習慣調查」顯示,近七成台灣民眾每週使用AI助理,Gemini是受訪者最常用的AI助理之一;18至30歲是使用最頻繁的族群,31至40歲族群中也有兩成已訂閱付費AI助理服務。實際掏錢訂閱,代表AI助理對這群人來說已經不是嘗鮮玩具,而是值得花錢的日常工具。

元大證券表示,AI助理正快速改變投資人取得與整理資訊的方式,從解讀財經新聞、消化法說會內容到掌握財報脈絡。這也是元大證券與Google Cloud這次跨界合作的出發點。

元大證券攜手Google Cloud,讓一般投資人也能體驗企業級AI助理服務

元大證券宣布攜手Google Cloud推出「AI理財神隊友」新戶活動,首開國內證券業先例,把原本主要提供給企業客戶的Gemini Enterprise開放給一般投資人體驗。只要新開立元大證券戶,就有機會獲得使用權益。

Gemini Enterprise可以做什麼呢?
●Token吃到飽
日常辦公使用無限額度,查資料不怕被降速
●長文件智慧摘要
一鍵上傳法說會、新聞、財報等,自動翻譯並抓出白話重點
●市場數據分析
快速整理市場資訊,提供分析觀點
●多檔標的比較
多檔台股、美股、ETF一次比較更輕鬆

「AI理財神隊友」活動辦法

● 活動期間:2026年11月2日至12月31日
● 參加資格:活動期間內至活動網頁完成登錄及開戶
● 抽獎機制:共抽出20名「Gemini Enterprise 6個月方案」得主
● 加碼門檻:累計買進台股或美股任3筆,前200名優先達標者可直接獲得領取資格,不必抽獎。
(買進標的含:台股|整張、零股、定期定額、ETF;美股|整股、定期定額、ETF)
● 詳細辦法:以元大證券官網公告為準: https://yuantasec.pse.is/9qztjd

圖/ 元大證券

元大證券投資先生APP 台美股投資輕鬆上手

身為市場龍頭券商的元大證券,旗下擁有超過500萬人次下載的「投資先生 APP」,整合了台股、美股、ETF、定期定額、零股交易等多元商品服務,因其簡單上手且系統穩定的特性,無論是投資台股或佈局美股,都是投資人的熱門選擇。除此之外,投資先生今年更全新推出「簡易模式」,介面直覺、下單便利,提供市場概況、熱門個股、產業強弱等重點資訊;讓第一次投資的新手,或想體驗簡易介面的投資人,都能更輕鬆踏出理財第一步,隨著投資經驗提升,還能一鍵切換至專業模式,兼顧簡單易上手與進階看盤需求;投資先生APP接下來也會持續加碼更多數位金融與智慧應用場景,為AI浪潮下的投資人打造更完整的數位投資體驗。

常見問題 FAQ

Q1.只要開戶就一定能拿到Gemini Enterprise嗎?
A1.活動期間完成登錄並成功開戶,再累計買進台股或美股任3筆,前200名優先達標者可直接獲得領取資格,若未獲得早鳥資格,也可以參加抽獎(共20名)。詳細規則以官網公告為準。

Q2.Gemini Enterprise可以幫我操作股票或建議該買什麼嗎?
A2.Gemini Enterprise是通用的資訊整理與增進工作效率工具,能協助使用者更快消化新聞、報告等大量文字資訊,但不提供選股、投資建議或決策判斷,AI僅為輔助工具,實際投資決策仍須由使用者自行評估。

Q3.怎麼參加活動?
A3.活動期間至「AI理財神隊友」活動網頁完成登錄及新開戶即可,詳細辦法請見元大證券官網:https://yuantasec.pse.is/9qztjd

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