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　　从电子商务ღ★、金融到医疗ღ★、法务ღ★，所有产业正面临著大规模的剧变ღ★。科技的浪潮提供更便利的社会ღ★，为人类生活带来了无限的可能ღ★；支撑这一切发展的基石ღ★，就是「半导体」ღ★。

　　在全球经济体中ღ★，半导体相关产业每年带来的经济效益约是 7 兆美元ღ★；而在2012年ღ★，***半导体总产值突破 2 兆台币ღ★，跃居世界第 2 位ღ★、成为最大的产业群ღ★，就业人次高达18万ღ★。

　　时常在报章杂志上听到半导体ღ★、晶圆ღ★、ICღ★、纳米製程等名词ღ★，却又不甚了解意思？作为现代人ღ★，甚至作为***人ღ★，不可不知半导体ღ★。

　　本系列的 IC 产业地图ღ★，将以半导体相关知识作为系列首篇ღ★，介绍「晶圆代工」相关名词与各国间产业现况ღ★。并讨论各大厂间的竞合关系ღ★。

　　利用半导体製作电子元件的目的在于ღ★：不像导体绝对导电ღ★、绝缘体完全不导电ღ★；藉由注入杂质ღ★，可以精准地调整半导体的导电性ღ★。由于硅拥有较大的能隙ღ★、可以有较大杂质掺杂范围ღ★，所以可以被利用来製作重要的半导体电子元件电晶体 (Transistor)ღ★。

　　由于发明了电晶体ღ★，这个年代成为人类科技文明进步最快的年代ღ★，电子技术与电脑工业才开始了长足的发展ღ★，堪称二十世纪最伟大的发明之一ღ★。

　　讲到硅谷的发展成因与历史ღ★，绝对不能不提萧克利半导体实验室的影响ღ★。一个天才的创业会引来众多天才的投奔ღ★，因此当时一堆优秀人才趋之若鹜地跑到萧克利的实验室来ღ★；但后来因萧克利暴躁又疑神疑鬼的性格ta66.app番茄社区ღ★，又纷纷辞职离去ღ★，被萧克利怒称为「八叛徒」（The Traitorous Eight）ღ★。

　　八位叛徒中ღ★，包括了诺伊斯 (Noyce)ღ★、摩尔 (Mooreღ★，就是摩尔定律的那个摩尔ღ★！) 等人ღ★，他们随后成立了快捷半导体 (FairchildSemiconductor)ღ★，成为了第一家将硅电晶体商业化的公司ღ★。

　　这家公司最重要不是它的产品ღ★、而是影响力——快捷可说是硅谷人才的摇篮ღ★，创始人和员工出来开的公司和投资的公司在湾区超过 130家上市企业ღ★，裡面包括了IntelAMD等公司ღ★，市值达 21 万亿美元ღ★。对硅谷乃至当今时代的科技发展都有著不可或缺的影响和作用ღ★。

　　电晶体就像是数位讯号的「收音机」──收音机的原理是将微弱的讯号放大ღ★、用喇叭发声出来ღ★，电晶体能将讯号的电流放大ღ★；而数位讯号是由0与1组成ღ★，1代表著电流「开」ღ★、0代表著电流「关」ღ★，电晶体以每秒超过 1千亿次的开关来运作ღ★，让电流以特定方式通过ღ★。

　　电晶体由硅组成ღ★，而硅是 4 颗电子ღ★。在硅半导体中加入元素磷ღ★，具有 5 颗电子ღ★、比硅多一颗电子(-)变成 N 型电晶体 (Negative)ღ★。

　　另外加入元素硼ღ★，具有 3 颗电子ღ★、 比硅少一颗电子(-)变成 P 型电晶体 (Positive) ღ★。电晶体两端可以通电ღ★，称为「源极」和「汲极」ღ★。

　　由于P型和N型分别多了电子和少了电子ღ★，所以电晶体在 N 型和 P 型接起来的状态下电子不会流通ღ★，此时电流开关为「关」AG凯发k8真人娱乐ღ★。

　　为了达到开关的效果ღ★，我们使用第三个电极「闸极」(Gate) 取代机械按钮开关ღ★；闸极间以氧化层和半导体隔绝ღ★。若我们在闸极上方施以正电电压ღ★，让 N 型多出来的电子能够重新流通ღ★、并从源极流到汲极ღ★，此时电流开关为「开」ღ★。

　　答案是ღ★：电晶体是纳米等级ღ★，比人体细胞还要小ღ★。三星以及台积电在先进半导体製程的 14 纳米与 16 纳米之争ღ★，14 纳米指的就是电晶体电流通道的宽度ღ★。宽度越窄ღ★、耗电量越低ღ★；然而原子的大小约为 0.1 纳米ღ★，14 纳米的通道仅能供一百多颗原子通过ღ★。故製作过程中只要有一颗原子缺陷ღ★、或者出现一丝杂质ღ★，就会影响产品的良率ღ★。

　　对于半导体大厂而言ღ★，製程是技术ღ★，但良率才是其中的关键Know-howღ★。一般能将良率维持在八成左右已经是非常困难的事情了ღ★，台积电与联电的製程良率可以达到九成五以上ღ★，可见***晶圆代工的技术水平ღ★。

　　事实上ღ★，这数亿个电晶体ღ★，全部都塞在一个长宽约半公分ღ★、指甲大小的晶片上ღ★。这片晶片包含电晶体等电子元件ღ★，就叫做「集成电路」(Integrated Circuit, IC)ღ★，俗称ICღ★。

　　在集成电路出现之前ღ★，工业界必须各自生产电晶体ღ★、二极体ღ★、电阻电容等电子元件ღ★，再把所有元件连接起来做成电路ღ★，不但複杂又耗时费工ღ★。故若能直接依照设计图做出一整个电路板ღ★，将能更加精确ღ★、速度更快且成本更低ღ★。

　　德州仪器公司的基尔比 (Jack St. Clair Kilby) 是第一个想到要把元件放到晶片上集体化的发明人ღ★，在1958年他试验成功ღ★，开闢了一个崭新的电脑技术时代ღ★，甚至很多学者认为由集成电路所带来的数位革命是人类历史中最重要的事件ღ★。基尔比也因此于2000年获得诺贝尔物理奖ღ★。

　　如同在盖房子之前ღ★，建筑设计师必须画出设计图ღ★，规划房间分布凯发K8国际首页ღ★、使用材料ღ★；在制作半导体晶片时ღ★，工程师会画出电路图 (Circuit Diagram)ღ★，规划一个晶片上应该要具备的功能 (包括算术逻辑ღ★、记忆功能ღ★、 浮点运算ღ★、 数据传输)ღ★、各个功能分布在晶片上的区域ღ★，与制作所需的电子元件ღ★。

　　待确认无误后再将 HDL 程式码放入电子设计自动化工具 (EDAtool)ღ★，让电脑将程式码转换成电路图ღ★。

　　设计师设计完房子后ღ★，就需要将电路设计图交由建筑工人将房子盖出来ღ★。盖房子需要地基ღ★，制作晶片也要ღ★，安置所有电子元件的基板就是「晶圆」(Wafer)ღ★。

　　首先ღ★，晶圆制造厂会将硅纯化ღ★、溶解成液态ღ★，再从中拉出柱状的硅晶柱ღ★，上面有一格一格的硅晶格ღ★，后续可供电晶体安置上去ღ★。

　　也由于硅晶格的排列是安装电子元件的关键ღ★，「拉晶」的步骤非常重要──晶柱的制作过程就像是在做棉花糖一样ღ★，一边旋转一边成型ღ★，旋转拉起的速度以及温度的控制都会影响到晶柱的品质ღ★。

　　接下来ღ★，晶圆厂会用钻石刀像切火腿一般ღ★，将一整条的晶柱切成一片片的薄片ღ★，再经过抛光后ღ★，就变成了「晶圆」(Wafer)ღ★，也就是晶片的基板ღ★；晶圆上面的晶格可供电晶体置入ღ★。

　　常听到的8吋ღ★、12吋晶圆厂ღ★，代表的就是硅晶柱切成薄片后的晶圆直径ღ★，而整块晶圆可以再被切成一片片的裸晶 (Die)ღ★；裸晶经过封装后ღ★，才被称为晶片 (Chip)ღ★、或称 ICღ★。

　　如直径8吋的晶圆片使用2.0微米的制程ღ★，可以切出588颗64M的DRAM(记忆体)ღ★；至于12吋的晶圆ღ★，可以切出的成品又更多ღ★。

　　然而如先前所述ღ★，硅纯度ღ★、拉晶速度与温度控制都是晶柱品质的关键ღ★，越粗的硅晶柱越难拉出好品质ღ★，故尺寸越大ღ★、技术难度就越高ღ★，12吋晶圆厂也就比8吋晶圆厂的制程更先进ღ★。

　　另外ღ★，杂质对这些完美无缺的硅晶格构成很大的威胁（想想看ღ★：电晶体比人体细胞还小ღ★，稍有一丝杂质变足以毁坏整个硅晶格了）ღ★，因此制造人员进入无尘室前ღ★，都必须事先清洗身体ღ★、穿戴防尘衣ღ★、全副武装采取预防措施ღ★。晶圆制造环境更比手术室干净十万倍ღ★。

　　我们在先前提到ღ★，集成电路 (IC) 跨时代的意义在于ღ★，工业界不用各自生产电子件再组建起来ღ★，可以一口气将电路板依据电路图生产出来ღ★。这是怎么做到的呢？

　　由于电子束的宽度是1微米ღ★，所以光罩上依据设计图所刻出的半导体迴路也是1微米宽ღ★。接下来光罩厂会将完成的光罩送进晶圆厂ღ★。

　　晶片制造ღ★，也就是将光罩上刻的设计图ღ★、第二度缩小至晶圆上ღ★。与底片洗出相片的原理一样ღ★，「光罩」就是照相底片ღ★、「晶圆」就是相片纸ღ★。

　　晶圆上面会事先涂上一层光阻 （相片感光材料）ta66.app番茄社区ღ★，透过紫外光的照射与凸透镜聚光效果ღ★、会将光罩上的电路结构缩小并烙印在晶圆上ღ★，最后印在晶圆上的半导体迴路会从光罩的 1 微米ღ★、变为 0.1 微米ღ★。阴影以外的部分会被紫外光破坏ღ★，随后能被冲洗液洗掉ღ★。

　　藉由光蚀刻与微影成像ღ★，晶圆厂成功将设计图转印到微小的晶圆基板上ღ★。如同底片品质会影响照片成像的好坏ღ★，光罩上图形的细緻度是晶片品质的关键ღ★。

　　光刻制程结束后ღ★，工程师会在晶圆上继续加入离子ღ★。透过注入杂质到硅的结构中控制导电性ღ★，与一连串的物理过程ღ★，制造出电晶体ღ★。其过程相当複杂ღ★，甚至需要像两个足球场大的无尘室ღ★。

　　待晶圆上的电晶体ღ★、二极体等电子元件制作完成后ღ★，工程师会将铜倒入沟槽中形成精细的接线ღ★，将许多电晶体连结起来ღ★。在指甲大的空间裡ღ★，数公里长的导线连接了数亿个电晶体ღ★，制作成大型集成电路ღ★。至此ღ★，伟大的建筑就完成了ღ★。

　　晶圆完成后被送到封装厂ღ★，会切割成一片片的「裸晶」ღ★，如先前图所示ღ★。由于裸晶小而薄ღ★、非常容易刮伤ღ★，故封装厂会将裸晶安装在导线架上ღ★、在外面封装上绝缘的塑胶体或陶瓷外壳ღ★，剪下来印上委託制造公司的标志ღ★。最后进行测试ღ★，进行晶片结构及功能的确认k8凯发(中国)官方网站天生赢家·一触即发ღ★！ღ★、将不良品挑出ღ★，一颗晶片就大功告成了半导体ღ★！

　　1960年代集成电路的发明ღ★，让许多的半导体元件可以一次放在一块晶片上ღ★。随著半导体的缩小ღ★，IC上可容纳的电晶体数目ღ★，约每隔两年便会增加一倍ღ★、性能每18个月能提升一倍 ღ★。

　　从1960年代不到10个ღ★，1980年代增加到10万个ღ★、1990年代增加到1000万个ღ★。这个现象由英特尔的名誉董事长摩尔所提出ღ★，称为摩尔定律 (Moore’s Law)ღ★。如今ღ★，集成电路上的元件高达数亿至数十亿个ღ★。

　　然而ღ★，由于摩尔定律的关系ღ★，半导体晶片的设计和制作越来越複杂ღ★、花费越来越高ღ★，单独一家半导体公司往往无法负担从上游到下游的高额研发与制作费用ღ★，因此到了1980年代末期ღ★，半导体产业逐渐走向专业分工的模式──有些公司专门设计ღ★、再交由其他公司做晶圆代工和封装测试ღ★。

　　由于一家公司只做设计ღ★、制程交给其他公司ღ★，容易令人担心机密外洩的问题 （比如若高通联发科两家彼此竞争的IC设计厂商若同时请台积电晶圆代工ღ★，等于台积电知道了两家的秘密）ღ★，故一开始台积电并不被市场看好ღ★。

　　然而ღ★，台积电本身没有出售晶片ღ★、纯粹做晶圆代工ღ★，更能替各家晶片商设立特殊的生产线ღ★，并严格保有客户隐私ღ★，成功证明了专做晶圆代工是有利可图的ღ★。

　　如今台积电是全球排名第一的晶圆代工公司ღ★。知名厂商亦包括全球排名第二的联电 (UMC)ღ★、格罗方德 (GlobalFoundries)ღ★、中芯 (SMIC)ღ★。

　　最后ღ★，***半导体封装大厂日月光(ASE)排名全世界第一ღ★，全球市占近20%ღ★。排名第二为美商艾克尔(Amkor)ღ★、第三亦为***厂商硅品(SPIL)ღ★。

　　半导体产业在近数十年来的发展速度不只惊人ღ★，许多重大的创新也支持了众多其他产业也ღ★、产生了极大的影响ღ★，可以说是数位时代之母ღ★。毫无疑问地ღ★，在未来ღ★，半导体的应用与产业规模ღ★，将会比今日来的更加广泛且举足轻重ღ★。

　　最后为大家轻松总结一下我们这篇已经提到的知识ღ★，同时看看还有哪些知识虽然在本篇文章中没有提到ღ★、但同样很重要的ღ★，预告一下会在下篇出现ღ★：

　　「 IC」的中文叫「集成电路」ღ★，在电子学中是一种把电路（包括半导体装置ღ★、元件）小型化ღ★、并制造在半导体晶圆表面上ღ★。所以半导体只是制作「IC」的原料ღ★。

　　也就是说ღ★，***媒体常称的半导体产业链ღ★，正确一点来说应该叫「IC设计」ღ★、「IC制造」ღ★、「IC封装」ღ★！

　　因为在 IC 设计和封装的环节都不会碰到半导体啊啊～半导体只是原料ღ★，重点是那颗 ICღ★！IC设计的厂商有发哥 (MTK) 和高通ღ★、封装则有日月光和硅品ღ★。

　　而我们从头到尾在介绍的「半导体大厂」只有台积电 (TSMC) 等晶圆代工厂在做的事ღ★，包括如何把电路缩小化ღ★、和晶圆代工的制程ღ★。

　　2016 年 10 月ღ★， 晶圆代工厂台积电董事长张忠谋谈及 Intel 跨足晶圆代工领域ღ★，谈及此举是把脚伸到池裡试水温ღ★，并表示ღ★：「相信英特尔会发现ღ★，水是很冰冷的ღ★。」全球晶圆代工在 2015 年的产值高达488.91 亿美元ღ★，更是***科技业与金融业维生的命脉ღ★。

　　Intel和台积电之对决将孰赢孰败? 更别提一旁虎视眈眈地三星ღ★，这场战争在多年以前早已悄悄开打ღ★。今天就让我们来谈谈各家巨头的爱恨纠葛ღ★。

　　全球第一家ღ★、也是全球最大的晶圆代工企业ღ★，晶圆代工市佔率高达 54%ღ★。2015 年资本额约新台币2,593.0 亿元ღ★，市值约 1,536 亿美金 (2016/9)ღ★、约五兆新台币ღ★。

　　另一方面ღ★，台积电在2016年度的资本支出高达 95 亿至 105 亿美元(约新台币 3,050 亿至 3,380 亿元)ღ★，已超越 Intelღ★。

　　先进制程 10 纳米预计在 2017 年第 1 季量产ღ★。其更于 2016 年 9 月底透露ღ★，除 5 纳米制程目前正积极规划之外ღ★，更先进的 3 纳米制程目前也已组织了 300 到 400 人的研发团队ღ★。

　　在制程上ღ★，若莫尔定律成立ღ★，则未来的制程突破将会有限ღ★，台积电预计将采取持续投入先进制程研发ღ★，但也著力于成熟制程特规化上的双重策略ღ★，以维持其晶圆代工的龙头地位ღ★。

　　仅次于台积电ღ★、全球第二大晶圆代工厂凯发官网入口首页ღ★！ღ★。然 2015 年已被格罗方德以 9.6% 的市占超过ღ★、以 9.3% 的市佔率成为老三ღ★。事实上代工产业只有龙头一枝独秀ღ★，景气不佳时仅台积电始终维持获利ღ★，其余 2ღ★、3ღ★、4名皆是一团混战ღ★。

　　联电创立于 1980 年ღ★，也是***第一家上市的半导体公司ღ★，早年一直是晶圆代工领域的领导者ღ★。

　　什么原因导致联电与台积电曾并称晶圆双雄ღ★，到如今无论股价ღ★、营收与获利都拼不过台积电在晶圆代工的地位呢？这就要说说台积电董事长张忠谋与联电荣誉董事长曹兴诚二王相争的故事了ღ★。

　　张忠谋于 1949 年赴美留学ღ★，分别拿到美国麻省理工学院机械工程系学士ღ★、硕士ღ★，因为申请博士失败ღ★，毕业后只好先进入德州仪器 (TI) 工作ღ★，当时的张忠谋 27 岁ღ★。

　　彼时德仪正替 IBM 生产四个电晶体ღ★，IBM提供设计ღ★、德仪代工ღ★，可以说是晶圆代工的雏形ღ★。张忠谋带领几个工程师ღ★，成功把德仪的良率从 2%-3% 成功提升至 20% 以上ღ★、甚至超过 IBM 的自有产线ღ★。

　　张忠谋在德仪待了 25 年ღ★，直到 1983 年确定不再有升迁机会ღ★，1985 年应经济部长孙运璿之邀ღ★、回台担任工研院院长ღ★，当时的张忠谋已经54岁了ღ★。

　　相较于张忠谋的洋学历与外商经历ღ★，曹兴诚由台大电机系学士ღ★、交大管科所硕士毕业后进入工研院ღ★。工研院于 1980 年出资成立联电后ღ★，于 1981 年起转任联电副总经理ღ★、隔年转任总经理ღ★。

　　让我们再看一次──联电是创立于 1980 年ღ★，曹兴诚 1981 年任副总经理ღ★、张忠谋于 1985 年以工研院院长身分兼任联电董事长ღ★。

　　1986 年ღ★、张忠谋创办了台积电ღ★，并身兼工研院ღ★、联电与台积电董事长三重身分ღ★。相较于以整合元件设计 (IDM) 为主ღ★、开发自家处理器与记忆体产品的联电ღ★，台积电专攻晶圆代工ღ★。

　　这在当时完全是一个创举ღ★、更没人看好ღ★，一般认为 IC 设计公司不可能将晶片交由外人生产ღ★、有机密外洩之虞ღ★，况且晶圆代工所创造的附加价值比起贩售晶片还低得多ღ★。

　　然而建立晶圆厂的资本支出非常昂贵ღ★，若将晶片的设计和制造分开ღ★，使得 IC 设计公司能将精力和成本集中在电路设计和销售上ღ★，而专门从事晶圆代工的公司则可以同时为多家 IC 设计公司提供服务ღ★，尽可能提高其生产线的利用率ღ★、并将资本与营运投注在昂贵的晶圆厂ღ★。

　　不过这完全惹恼了曹兴诚ღ★，他宣称在张忠谋回台的前一年便已向张提出晶圆代工的想法ღ★，却未获回应ღ★，结果张忠谋在担任联电董事长的情况下ღ★，隔年竟手拿政府资源ღ★、拉上用自己私人关系谈来的荷商飞利浦 (Philips) 合资另创一家晶圆代工公司去了ღ★。

　　当时曹兴诚示威性地选在工研院与飞利浦签约的前夕召开记者会ღ★、宣布联电将扩建新厂以和台积电抗衡ღ★。

　　从那之后ღ★，曹兴诚和张忠谋互斗的局面便无停止过ღ★，然而张忠谋亦始终担任联电董事长ღ★，直到1991年曹兴诚才成功联合其他董事以竞业迴避为由ღ★，逼张忠谋辞去ღ★、并从总经理爬到董事长一职ღ★。

　　台积电随后在晶圆代工上的成功ღ★，也成了联电的借鑑ღ★。1995 年联电放弃经营自有品牌ღ★，转型为纯专业晶圆代工厂ღ★。

　　曹兴诚的想法比张忠谋更为刁钻──他想ღ★，若能与无厂 IC 设计公司合资开设晶圆代工厂ღ★，一来不愁没有资金盖造价昂贵的晶圆厂ღ★，二来了掌握客户稳定的需求ღ★、能直接承接这几家IC设计公司的单ღ★。

　　故曹兴诚发展出所谓的「联电模式」ღ★，与美国ღ★、加拿大等地的 11 家 IC 设计公司合资成立联诚ღ★、 联瑞ღ★、联嘉晶圆代工公司AG凯发k8真人娱乐ღ★。

　　然而此举伴随而来的技术外流风险ღ★， 大型IC设计厂开始不愿意将晶片设计图给予联电代工ღ★，使得联电的客户群以大量的中小型IC设计厂为主ღ★。

　　1996 年ღ★，因为受到客户质疑在晶圆代工厂内设立 IC 设计部门ღ★，会有怀疑盗用客户设计的疑虑ღ★，联电又将旗下的IC设计部门分出去成立公司ღ★，包括现在的联发科技ღ★、联咏科技ღ★、联阳半导体ღ★、智原科技等公司ღ★。

　　再来是设备未统一化的问题──和不同公司合资的工厂设备必有些许差异ღ★，当一家工厂订单爆量时ღ★，却也难以转单到其他工厂ღ★、浪费多余产能ღ★。

　　相较之下ღ★，台积电用自己的资金自行建造工厂ღ★，不但让国际大厂愿意将先进制程交由台积电代工而不用担心其商业机密被盗取ღ★、更能充分发挥产线产能ღ★。

　　不过真正让曹兴诚砸掉整个宏图霸业ღ★、从此联电再也追赶不上台积电的分水岭ta66.app番茄社区ღ★，还在于 1997 年的一场大火ღ★，与 2000 年联电与IBM的合作失败ღ★。

　　我们在前述中提到ღ★，联电的每个晶圆厂都是独立的公司ღ★，「联瑞」就是当时联电的另一个新的八吋厂ღ★。在建厂完后的两年多后ღ★， 1997 年的八月开始试产ღ★，第二个月产就衝到了三万多片ღ★。

　　火灾不仅毁掉了百亿厂房ღ★，也让联瑞原本可以为联电赚到的二十亿元营收泡汤ღ★，更错失半导体景气高峰期ღ★、订单与客户大幅流失ღ★，是历史上***企业火灾损失最严重的一次ღ★，也重创了产险业者ღ★、赔了 100 多亿ღ★，才让科技厂房与产险业者兴起风险控制与预防的意识ღ★，此为后话不提ღ★。

　　在求新求快的半导体产业ღ★，只要晚别人一步将技术研发出来ღ★、就是晚一步量产将价格压低ღ★，可以说时间就是竞争力ღ★。在联瑞被烧掉的那时刻ღ★，几乎了确定联电再也无法追上台积电ღ★。

　　随著半导体元件越来越小ღ★、导线层数急遽增加ღ★，使金属连线线宽缩小ღ★，导体连线系统中的电阻及电容所造成的电阻/电容时间延迟 (RC Time Delay)ღ★，严重的影响了整体电路的操作速度ღ★。

　　要解决这个问题有二种方法──一是采用低电阻的铜当导线材料ღ★；从前的半导体制程采用铝ღ★，铜的电阻比铝还低三倍ღ★。二是选用Low-K Dielectric (低介电质绝缘) 作为介电层之材料ღ★。在制程上ღ★，电容与电阻决定了技术ღ★。

　　当时的IBM发表了铜制程与 Low-K 材料的 0.13 微米新技术ღ★，找上台积电和联电兜售ta66.app番茄社区ღ★。

　　该时***半导体还没有用铜制程的经验ღ★，台积电回去考量后ღ★，决定回绝 IBMღ★、自行研发铜制程技术ღ★；联电则选择向 IBM 买下技术合作开发ღ★。

　　到了 2003 年ღ★，台积电 0.13 微米自主制程技术惊艳亮相ღ★，客户订单营业额将近 55 亿元ღ★，联电则约为 15 亿元ღ★。再一次ღ★，两者先进制程差异拉大ღ★，台积电一路跃升为晶圆代工的霸主ღ★，一家独秀ღ★。

　　现在的联电在最高端制程并未领先ღ★，策略上专注于 12 吋晶圆的 40 以下纳米ღ★、尤其 28 纳米ღ★，和 8 吋成熟制程ღ★。除了电脑和手机外ღ★，如通讯和车用电子晶片ღ★，几乎都采用成熟制程以控制良率ღ★、及提供完善的IC 给予客户ღ★。

　　联电积极利用策略性投资布局多样晶片应用ღ★，例如网路通讯ღ★、影像显示ღ★、PC 等领域ღ★，针对较小型 IC 设计业者提供多元化的解决方案ღ★，可是说是做到台积电不想做的利基市场ღ★。

　　台积电的 28 纳米制程早在 2011 年第 4 季即导入量产ღ★。反观联电 28 纳米制程迟至 2014 年第 2 季才量产ღ★，足足落后台积电长达2年半时间ღ★。

　　在28纳米的基础上联电仍得和台积电竞争客户ღ★，故在 28 纳米需求疲软时台积电仍能受惠于先进制程ღ★、而联电将面临不景气的困境ღ★。

　　近来竞争趋烈ღ★， 中芯也已在 2015 年下半量产 28 纳米ღ★，故联电计画跳过20纳米ღ★，原因在于20纳米制程在半导体上有其物理侷限ღ★，可说是下一个节点的过渡制程ღ★，效果在于降低功耗ღ★，效能上突破不大ღ★，因此下一个决胜节点会是16/14纳米制程ღ★。

　　联电预计在 2017 年上半年开始商用生产14纳米 FinFET 晶片ღ★，以赶上台积电与三星ღ★，然而在随著制程越趋先进ღ★，所需投入的资本及研发难度越大ღ★，联电无法累积足够的自有资本ღ★，形成研发的正向循环ღ★，未来将以共同技术开发ღ★、授权及策略联盟的方式来弥补技术上的缺口ღ★。

　　台积电和联电拉开分水岭的关键ღ★，在于 2000 那年联电采信了 IBM… 等等ღ★！IBM 支持的 Gate-First 技术是哪裡不好？

　　由李秉喆创立的韩国三星集团是世界上最大的一家由家族控制的商业帝国ღ★，早期出口干鱼ღ★、蔬菜ღ★、水果到中国东北去ღ★。1970 年代生产洗衣机ღ★、冰箱ღ★、电视机等家电ღ★， 1980 年代开始引进美国先进技术并和韩国半导体公司完成合併ღ★，家电ღ★、电信与半导体成为三星电子的核心业务ღ★。

　　三星的晶圆代工事业的发展之所以能成功ღ★，苹果可以说是一股最主要的助力ღ★。三星是动态随机存取记忆体 (DRAM) 和快闪记忆体 (NAND) 的领导厂商ღ★，全球市占率达 15.5%ღ★。

　　故其始终掌握著iPhone的记忆体关键零组件ღ★，比如 iPhone 4 使用的快闪记忆体晶片来自三星ღ★、iPad显示器也是由三星生产ღ★。

　　再加上三星的电子产品ღ★，使用的是自家生产的处理器 (如:Exynos猎户座)ღ★；为了获得苹果的资源发展晶圆产业ღ★、同时不让自己的产能过剩 (若处理器仅用在三星自身产品上会有多余产能)ღ★，其晶圆代工几乎是用成本价吃掉苹果单ღ★、记忆体打包一起折扣卖ღ★，来帮自己的晶圆代工练兵ღ★。

　　2010年苹果自主研发的 A4 晶片被搭载在 iPad 上正式发表AG凯发k8真人娱乐ღ★、随后又搭载在 iPhone 4 中ღ★。A4 处理器虽出自苹果ღ★，三星自家发表的 S5PC100 处理器和 A4 晶片上采用的内核一模一样ღ★，两款晶片的电路设计上可以说是同一批人马ღ★。后续的 A5ღ★、A6ღ★、A7 也都是三星生产ღ★。

　　不过苹果和三星在代工处理上的关系ღ★，直到三星在Android智慧型手机与苹果的iOS开始起了摩擦ღ★。 2011 年苹果正式起诉三星 Galaxy 系列产品抄袭 iPhone 和 iPadღ★、三星又反起诉苹果侵犯其 10 项技术专利ღ★，苹果与三星的专利诉讼战几乎遍及全世界ღ★。

　　台积电之所以一直没办法获得苹果订单ღ★，是由于台积电报价强硬ღ★，而苹果迫使台积电接受与三星同样的成本价ღ★、另一方面是当时台积电厂房产能已经满载ღ★，无法接下苹果如此大量的订单ღ★。

　　另一方面ღ★，台积电 20 纳米制程领先三星ღ★，同时台积电已经将产能扩张完毕ღ★，最后才由台积电首度拿下 iPhone 6 的 A8 处理器全部订单ღ★。

　　三星原先还在苦恼 20 纳米制程的良率问题ღ★，忽然间竟直接杀到 14 纳米制程了ღ★。造成这个转变的因素ღ★，可能多少在于台积电内部所发生的洩密问题ღ★。

　　梁孟松是加州大学柏克莱分校电机博士ღ★，毕业后曾在美商超微 (AMD) 工作几年ღ★，在 1992 年返台加入台积电ღ★。 台积电在 2003 年击败 IBMღ★、一举扬名全球的 0.13 微米铜制程一役ღ★，其中便有他的功绩ღ★。

　　2009 年ღ★，梁孟松因研发副总升迁不上的问题ღ★、愤而离开研发部门ღ★，带走了自己的一组人马投奔南韩ღ★。接下来几年ღ★，三星的制程突然研发快速进步ღ★，从 48ღ★、32ღ★、28 纳米的间隔时间急遽缩短ღ★，且三星的电晶体制程与台积电的差异快速减少ღ★。

　　合理来说ღ★，三星的技术源自于 IBMღ★，其电晶体应是圆盘 U 状ღ★，而非台积电所独有的稜形结构特征ღ★，但到了 14 纳米制程ღ★，在结构上几乎已经与台积电无异ღ★，据台积电委託外部专家所制作的对比分析报告指出ღ★，若单从结构上来看ღ★，已经无法分辨两种晶圆是来自于台积电或是三星所制造ღ★。

　　2014年5月ღ★，法院判定梁孟松直至 2015 年 12 月31 日前不得进入南韩三星工作ღ★。***法院从未限制企业高阶主管在竞业禁止期限结束之后ღ★，还不能到竞争对手公司工作ღ★，可以说是个历史性的判决ღ★。

　　半导体制程的挑战ღ★，在于不断微缩闸极线宽ღ★、在固定的单位面积之下增加电晶体数目ღ★。随著闸极线宽缩小ღ★，氧化层厚度也会跟著缩减ღ★、绝缘效果降低ღ★，导致漏电严重ღ★。

　　半导体制造业者在 28 纳米制程节点导入的高介电常数金属闸极（High-k Metal Gate, HKMG）ღ★，即是利用高介电常数材料来增加电容值ღ★，以达到降低漏电的目的ღ★。

　　Gate-Last 顾名思义ღ★，是指晶圆制程阶段ღ★，先经过离子佈植（将所需的掺杂元素电离成正离子ღ★，并施加高偏压使其获得一定的动能ღ★，以高速射入硅晶圆）ღ★、退火（离子佈植之后会严重地破坏晶圆内硅晶格的完整性ღ★，所以随后晶圆必须利用热能来消除晶圆内晶格缺陷ღ★、以恢复硅晶格的完整 性）等工序后ღ★，再形成 HKMG 栅极ღ★。

　　还记得我们在【晶圆代工争霸战ღ★：台积电VS联电】一文中曾提过ღ★，联电和台积电技术的分水岭ღ★，在于联电采用了 IBM 的技术吗？当初联电便是采用了 IBM 基于 Gate-first 的制程技术ღ★，才会永远被台积电所超越ღ★。

　　为什么 Gate-Last 会比 Gate First 好？很简单ღ★，读者可以想想ღ★，如果先形成 HKMG 栅极ღ★、再让 High-k 绝缘层和金属等制作栅极的材料经过退火工序的高温ღ★，容易影响晶片性能ღ★。

　　台积电原本也是走 IBM 的 Gate-first 技术ღ★，但后来在台积电第一战将蒋尚义（号称技术大阿哥 XD）的主导下ღ★，在 28 纳米改走 Intel 的 Gate-last 技术ta66.app番茄社区ღ★。

　　2011 年第四季ღ★，台积电才领先各家代工厂ღ★、首先实现了28 纳米的量产ღ★，从 40 纳米进展到 28 纳米ღ★。

　　三星原本在 32 纳米制程同样采用 Gate-first 技术ღ★，后来快速发展出自己的 Gate-Last 28 纳米制程ღ★，此后的 14纳米亦皆基于 Gate-Lastღ★。很多人会把三星能快速发展出自己的 Gate-Last 技术的大功劳归功于梁孟松ღ★。

　　然而回推2009年ღ★，台积电连 40 纳米也都还没多少量ღ★、同时 28纳米 HKMG Gate-First 与 Gate-Last 的战役都还没分出胜负ღ★，真要说梁孟松对三星的 FinFET 提供关键性的助益… ？

　　科技同业互相挖角乃为常态ღ★，彼此间都有高阶人才跳来跳去ღ★；粱孟松当初带了一组人马过去ღ★，若有人在南韩不适应ღ★、再度回归台积电的话ღ★，不也换三星要担心？

　　因此梁孟松虽然对三星的技术开发有一些贡献ღ★，但影响也没那么大ღ★；三星的逻辑技术一直都不输给台积电ღ★，只是以前很少做代工罢了ღ★。事后ღ★，听说两家公司有个非公开的互不挖角协议ღ★，避免双方都困扰ღ★。

　　由于三星的 14 纳米已超越台积电的 16 纳米ღ★，加上苹果 A9 的大部分订单更转到了三星ღ★，对台积电所造成的损失高达好十几亿美元ღ★。张忠谋在 2014 年的法说会上ღ★，坦承 16纳米技术被三星超前ღ★，使台积电一度股价大跌ღ★、投资评等遭降ღ★。

　　同时采用三星及台积电制程的 A9 处理器在功耗上发生的显著的差异ღ★：台积电的晶片明显较三星地省电ღ★，适才爆发知名的 iPhone 6s 晶片门争议ღ★。

　　这显示著三星虽然在制程上获得巨大的进步ღ★，但在良率及功耗的控制下仍输给台积电ღ★，使得苹果 A9 后续的追加订单全到了台积电手裡ღ★；到了 A10 处理器ღ★，其代工订单由台积电全部吃下ღ★。

　　三星虽然挖走了台积电的技术战将ღ★、也跟著往 Gate-Last 技术走ღ★，然而 Gate-Last 工艺的防漏电及提高良率的苦功ღ★，则还是要仰赖基层生产时的Know-howღ★，这也是台积电的得意绝活ღ★。(所谓十万青年十万肝ღ★，GG轮班救***便是来于此)

　　为什么三星的 14 纳米会不如台积电的 16 纳米制程的另一个原因ღ★，在于FinFET (鳍式场效应电晶体) 先进制程上的命名惯例被三星打破ღ★。

　　当初台积电刚采用立体设计的 FinFET 工艺时ღ★，原本计画按照与 Intel 一致的测量方法ღ★、称为 20 纳米 FinFETღ★，因为该代制程的线宽与前一代传统半导体 2D 平面工艺 20 纳米的线宽差不多ღ★。

　　但三星抢先命名为「14 纳米」ღ★，为了不在宣传上吃亏ღ★，台积电改称为「16 纳米」ღ★。事实上ღ★，三星与台积电皆可称为「 20 纳米FinFET」ღ★。

　　台积电于 2015 年第 4 季末开始首批 10 纳米送样认证ღ★，当时仅苹果ღ★、联发科及海思等少数一线客户ღ★，高通并未参与ღ★。

　　2016 年 11 月ღ★，高通正式宣布下世代处理器骁龙 (Snapdragon) 830将采用三星的 10 纳米制程技术ღ★，原因在于ღ★：

　　2. 有韩国媒体传出ღ★， 高通以晶圆代工订单做为交换条件ღ★，要求2017年三星旗舰机Galaxy S8须采用骁龙 830 晶片ღ★。

　　全球第一大半导体公司 Intel 近几年来ღ★，由于在个人电脑市场持续衰退ღ★、又在行动通讯市场表现不佳ღ★，势必要寻找其他成长动能ღ★。

　　以 Intel 的定位来说ღ★，本身 x86 平台已经有完善的垂直整合生态AG凯发k8真人娱乐ღ★，然而 ARM 市场对 Intel 可说是未开闢的市场ღ★，特别是 ARM 的授权模式让 Intel 可以直接从代工服务切入ღ★，开闢新的营收动能ღ★。

　　为了重整态势ღ★，4月时intel在公布2016年第一季财报后ღ★、宣佈全球将裁员12000人ღ★，并宣佈退出行动通讯系统晶片市场ღ★。

　　此举放弃了Atom晶片 (包括 Sofia 处理器和原预计于 2016 年上市的 Broxton 处理器) 而用于平板的Atom X5也将逐渐淡出市场ღ★，但市场上大多人忽略的是intel早在2014年时就入股展讯ღ★，间接持有20%的股权ღ★，为未来行动处理器业务铺路意味甚深ღ★。

　　2016 年 8 月ღ★，Intel 在年度开发者大会 (Intel Developer Forum, IDF) 宣布开始处理器架构供应商 ARM 的 IP 授权ღ★，并首度直接表态「英特尔专业晶圆代工正协助全球各地的客户」ღ★，未来将开始扩大抢食 ARM 架构的代工市场ღ★。

　　Intel 选择 ARM Artisan 平台ღ★，说明未来 ARM 架构的晶片厂都可以选择 Intel 的代工服务ღ★。据Intel 的官方讯息指出ღ★： Intel 专业晶圆代工（Intel Custom Foundry） 将作为提供代工服务的基地ღ★，并宣布第一批产品将用于 LG 和展讯上ღ★。

　　值得一提的是ღ★，若展讯选择 Intel 14 纳米制程代工服务ღ★，则该晶片将可能吸引三星的手机订单──事实上三星在新兴市场ღ★、比如印度ღ★，早已推出好几款采用展讯晶片的低阶智慧型手机ღ★。

　　未来 14 纳米制程晶片可能上到中阶手机采取ღ★。从一家身为IDM (Integrated Device Manufacturer, 整合元件制造) 公司转型到先进制程晶圆代工ღ★，Intel 的每一步都意欲在行动通讯市场上力挽狂澜ღ★。

　　在制程技术上ღ★，Intel 确实有世界顶尖的技术工艺ღ★。国际半导体评测机构 Chipworks 指出其 14 纳米制程将晶片的电晶体鳍片间距做得最为紧密ღ★，线 纳米ღ★，而非台积电与三星的宣称的 16 纳米/ 14 纳米ღ★，事实上仅有 Intel 20 纳米的程度ღ★。

　　但晶圆代工著重的不只是制程──产量ღ★、良率与背后的一连串支援服务ღ★，才是晶圆代工真正的关键价值链ღ★，对此张忠谋也指出英特尔并不是专业晶圆代工ღ★，只是把脚伸到池裡试水温ღ★，并道ღ★：「相信英特尔会发现水是很冰冷的」ღ★。

　　但亦可得知2017年晶圆代工产业的竞争将会更为激烈ღ★。2017年各家晶圆代工厂的决胜点将是7 纳米先进制程ღ★。

　　10纳米制程因物理侷限ღ★，仅是针对降低功耗做改善ღ★，效能上难以突破ღ★。到了7纳米ღ★、才会是突破10纳米效能极限的先进制程ღ★，因此被各家厂商视为决胜点ღ★。

　　目前市场上的三大阵营台积电ღ★、三星与格罗方德都已经积极投入资源研发该制程ღ★，至于结果会如何ღ★，只能静静等待市场结果了ღ★。

　　格罗方德 (GlobalFoundries) 成立于 2009 年 3 月ღ★，是从美商超微 (AMD) 公司亏损连连后拆分出来的晶圆厂ღ★，加上阿布达比创投基金 (ATIC) 合资成立ღ★。

　　AMD 仅持有 8.8% 股份ღ★，余下大部分由 ATIC 持有ღ★。借助背后石油金主 ATIC 的资金优势ღ★， 四个月后收购了新加坡特许半导体ღ★，成为仅次于台积电和联电的世界第三大晶圆代工厂ღ★。

　　毕竟是由 AMD 拆分出来的公司ღ★，格罗方德原先主要承接 AMD 处理器和绘图晶片的生产订单ღ★。

　　然而2011年ღ★，AMD Bulldozer 架构的微处理器由格罗方德代工 32 纳米制程时ღ★，因良率过低ღ★，造成原订 2011 年第 1 季出货的进度ღ★，一路延误到 2011 年第 4 季ღ★，使得后来 AMD 将部分订单转交给台积电ღ★。

　　ATIC作为金主ღ★，持续投入高额资本在先进制程的研发上ღ★；然而这条路走得始终不顺遂ღ★。台积电在2011 年即量产 28 纳米制程ღ★，格罗方德却迟至 2012 下半年才正式量产ღ★。

　　在 14 纳米 FinFET 工艺上ღ★，格罗方德于 2014 年获得三星的技术授权专利ღ★，但自主研发能力也因此遭人诟病ღ★。

　　从 2009 年创立至今ღ★，格罗方德的营利始终是负数ღ★，2014 年的净亏损高达 15 亿美元ღ★。连续的巨额亏损让石油金主也难以负担ღ★，2015 年甚至传出阿布达比因油价腰斩手头紧ღ★、打算脱手格罗方德变现的传言ღ★。

　　2014 年 10 月ღ★，IBM 请格罗方德收下其亏损的晶片制造工厂ღ★、以避免支付更高额的关闭工厂遣散费与后续争讼ღ★，并承诺在未来 3 年支付格罗方德现金 15 亿美元ღ★。近来传格罗方德将跳过 10 纳米制程ღ★，直接跳级进军 7 纳米制程ღ★，外界推测是藉由买下 IBM 半导体事业ღ★，连同取得重要技术人才与专利ღ★。

　　从格罗方德取得的三星 14 纳米制程技术ღ★、到 IBM 7 纳米制程技术ღ★，不像台积电自主研发ღ★、以自有资金建厂ღ★，联电与格罗方德的部分制程技术透过合作联盟或授权而来ღ★，在出问题时很难及时调整ღ★、或找到人来收烂摊子ღ★。成立以来一路走得跌跌撞撞的格罗方德ღ★，前景尚且一片茫茫ღ★。

　　中芯国际成立于 2000 年ღ★， 2014 年底获得中国政府 300 亿人民币产业基金支持ღ★。中芯试图挤入台积电ღ★，Intel 这几家所把持的半导体市场ღ★，然后由于财力和制程技术的不足ღ★，技术落后台积电至少 2 代以上ta66.app番茄社区ღ★，使其始终难以承担大型的 IC 设计客户 (如高通) 的重要订单ღ★。

　　为了缩短技术差距ღ★，中芯找上了高通寻求技术升级协助ღ★。高通该时方被中国官方反垄断调查ღ★、遭重罚 9.75 亿美元ღ★，为了向中国政府示好便答应了和中芯的合作ღ★。

　　2015 年ღ★，中芯与高通ღ★、华为成立合资企业ღ★，研发自有的 14 纳米制程技术ღ★，并提出2020年前在中芯厂房投入量产的目标ღ★。其中高通的投资金额达 2.8 亿美元ღ★，签约时习近平还出席观礼ღ★。

　　中芯目前已于 2015 下半年开始量产 28 纳米制程ღ★，这也是中芯的首款产品ღ★。该产线也不意外地拿到了高通骁龙 410 处理器的订单ღ★。

　　关于晶圆代工战争的故事就到这边暂且告一个段落ღ★。看完了各家大厂间的竞合策略ღ★，你认为哪一家最有可能成为下一代的领导厂商呢？

　　由于摩尔定律逼近极限ღ★，让过去台积电能仰赖在制程上甩脱对手一个世代ღ★、降低成本绑住订单ღ★，藉以维持高毛利的作法将日益困难ღ★。

　　加上晶片越做越小ღ★、漏电流发生的可能越大凯发k8天生赢家一触即发ღ★！ღ★，良率也势必跟著下跌ღ★；因此未来朝向能管控成本的规模化ღ★，以及因应少量客制化需求的生产管理 Know-howღ★，将成为未来晶圆代工厂竖立竞争力的方向ღ★。

　　2016 年 7 月ღ★，台积电陆续出货整合型扇形封装 (InFO)ღ★、跨足终端封装技术ღ★，即是台积电迈向规模化发展的其中一步ღ★。然而封装的人力需求比晶圆制造来得高ღ★，后续的自动化进程将会如何ღ★，尚待未来分解ღ★。