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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人人用 AI,訊息更分散?普羅品牌顧問「Process 2.0」助企業建品牌 AI 助理、精準溝通驅動成長
人人用 AI,訊息更分散?普羅品牌顧問「Process 2.0」助企業建品牌 AI 助理、精準溝通驅動成長

自 2022 年底 ChatGPT 引爆生成式 AI 浪潮以來,企業競相導入 AI 加速內容產出,效率看似提升,品牌訊息破碎化與品質失控的風險卻也隨之浮現。行銷、客服、業務各自運用 AI 工具產出文案,語氣與規範逐漸失去統一標準,消費者接收到的品牌形象因此愈趨模糊。

「一旦 AI 成為人人可及的工具,它本身幾乎不再是差異化的因素。真正的差異,不在於技術本身,而在於企業如何運用它。」Process 普羅品牌顧問創辦人 Martin Kessler 指出,長期來看,勝出的不會是使用最強大 AI 的企業,而是那些將品牌定位得足夠清晰、即使在技術趨於同質化的情況下依然與眾不同的企業。「AI 正成為常態,但唯有強大的品牌,才具備真正的競爭優勢。」

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Process 普羅品牌顧問創辦人 Martin Kessler。
圖/ 數位時代

如何運用 AI 加快內容產出速度,並同時兼顧品牌信任所需要的一致水準,這是 1995 年創立於瑞士蘇黎世的普羅品牌顧問,近年積極思考的問題。為此,普羅提出「Process 2.0」服務,將顧問角色從建立品牌策略,延伸到協助企業建立可持續運作的品牌溝通系統。

「Process 2.0」服務:提升企業品牌溝通力

Process 普羅品牌顧問台北分公司總經理洪翠霞觀察,品牌訊息之所以失焦,關鍵在於策略完成後,仍缺乏一套持續運作的溝通系統銜接執行。她將這種落差歸納為五種斷層:

首先,一旦策略完成後未能落實到日常工作,便形成策略斷層。同時,當品牌理解過度仰賴少數主管,一旦人員異動,傳承便隨之中斷,造成轉譯斷層。

在執行面上,各部門對外溝通的語氣逐漸分散不一致,也會有語氣斷層的問題;內容產出雖多,卻缺乏共同標準判斷是否符合品牌,則是驗證斷層。最後,所有品牌知識散落各處、未被系統化管理,導致治理斷層,也讓最初的策略價值難以發揮效果。

這五個斷層背後,指涉的是同一個關鍵。也就是品牌策略與實際執行之間,少了一套能夠持續運作的品牌溝通系統。

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Process 普羅品牌顧問台北分公司總經理 洪翠霞。
圖/ 數位時代

為此,普羅開發出「Process 2.0」解方,從三個階段解決落差。首先,從「Brand Strategy」出發,先釐清品牌的定位與價值主張;接著才是「Brand Communication System」,將策略轉化為跨部門可依循的語言規則;最後則是「AI Brand Communication」,把品牌知識整合進安全可控的 AI 工作環境,讓行銷、業務、客服、人資,乃至海外代理商,都能基於統一的品牌基準產出內容,並持續進行審核與知識更新。

「AI 內容產出速度已遠遠超過品牌治理速度,品牌基礎若模糊不清,AI 只會更快放大既有的問題。」洪翠霞強調,AI 時代讓斷層問題更加明顯,因此她也期待透過「Process 2.0」品牌專屬 AI 助理,延伸顧問影響力,幫助品牌長期把關、一同成長。

品牌力 + AI:打造品牌專屬 AI Agent

為實現「Process 2.0」,普羅攜手愛酷智能科技(AccuHit)將品牌策略、知識與 AI 技術整合,協助企業建立專屬品牌 AI 助理。

愛酷智能科技(AccuHit)執行長林庭箴指出,「Process 2.0」鎖定的是品牌再造:AI 除了應用在企業內部流程,還能如何用在品牌溝通面。他分析,當電商進入超微利的時代,零售產業正走向三個不可逆的趨勢,包括:到 2030 年,將有五成消費行為由 AI 協助完成,商品資料必須完整到能讓 AI 讀懂;其次是超個人化,信任愈稀缺,推薦卻必須愈貼近個人需求這件事將更挑戰;第三,則是預測型消費將持續增加。

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AccuHit 執行長 林庭箴。
圖/ 數位時代

尤其,在非零售場域,品牌溢價更為關鍵,因為品牌價值與品牌溝通內容不只要讓消費者理解,也要讓 AI 讀懂,才能持續發揮影響力。不過,當企業想要運用 AI 做行銷卻沒想像中容易。林庭箴強調,企業 AI 最大的挑戰,多半集中在機敏資料的存取與管理層面。

因此在「Process 2.0」的開發協作上,普羅負責定義場景,AccuHit 則提供技術與產品面支援,將品牌規範與知識納入 Gen AI 系統,讓所有輸出都能經過品質控管,如同 AI 版本的品牌指南,確保每一次輸出都建立在信任與安全之上。

目前品元實業、昇昇膠業等品牌已導入試用這項服務工具,無論是行銷內容撰寫、客服回覆、產品諮詢或內部教育訓練,皆能依據統一的品牌規範,輸出兼具效率與品質的內容。

Brand-to-Revenue:探索成長新引擎

根據台經院發布的《2026 台灣企業品牌力大調查》,過去五年(2021 至 2025 年)收集的 1,167 家企業數據顯示,台灣企業普遍呈現「內強外弱」的品牌結構。也就是品牌定位與內部管理已具基礎,但對外溝通與價值主張,如品牌好感度與互動性,卻相對薄弱,導致多數企業雖有高重複購買率,卻缺乏品牌溢價能力與市場認同。

對此,台灣品牌耀飛計畫小組副主任朱俐穎指出,「Process 2.0」的目標,是協助企業建構可落地的溝通能力,最終讓品牌策略實質驅動營收成長。

她以多年輔導近千家品牌企業的經驗為例,企業經過品牌輔導後,形象全面升級、設計語言更聚焦,市場識別度也隨之提升。她觀察,品牌塑造的成果平均在一至兩年後開始發酵,客戶能明顯感受到不同:「以往客戶只是單純買產品,但有了品牌之後,就多了願景與合作想像,能吸引其他企業一起創新共榮。」

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台灣品牌耀飛計畫小組副主任 朱俐穎。
圖/ 數位時代

AI 的本質就像一面放大鏡:品牌定位清楚,AI 能加速轉譯、提升溝通效率;定位模糊甚至混亂,AI 也會同步放大這份混亂,後果難以收拾。品牌梳理是否到位,決定了 AI 是阻力還是助力。

為協助企業及早驗證成效,普羅已推出「60 天品牌成長試用計畫」,讓企業在正式導入「Process 2.0」前展開深度合作,鎖定成長機會。從 Made in Taiwan 到 Trusted Taiwan Brand,信任,才是品牌溢價的關鍵。

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