這些牛逼的台灣半導體企業,中國大陸怎麼追

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2015年,中國紫光已經成為全球半導體的熱門金主,背上扛著似乎是整個中國的先進,到處買半導體公司,企圖通過美元戰略買下整條產業鏈,尤其是在台灣,紫光的做法感覺是想用金錢將台灣發展幾十年的半導體產業鏈收歸囊中,我們這裡不討論紫光的收購是否能成功,我們來盤點一下台灣這些牛逼的半導體公司,看看我們究竟差他們多少年。

在晶片產業來看,如果按分工的不同,現在可以劃分成上游的IC設計、中游的晶圓生產、下游的封裝和測試。

而台灣恰好整條產業鏈都已經參與進來,況且在全球位於領先的位置。

我們來了解一下這些牛逼的半導體巨頭。

IC設計企業

其實在IC設計這裡,在台積電出現之前,基本上都是IDM公司,也就是這些公司從上游到生產,都是自己完成的,英特爾和三星就是當中的優越代表。

但在晶圓代工產業起來了以後,就湧現出了一大批無晶圓廠家,美國的高通、台灣的聯發科,乃至中國近年來崛起的展訊、全志、瑞芯微等一大批廠商都是無晶圓廠商的代表。

我們來看一下台灣的無晶圓廠。

聯發科

( 一) 公司簡介

1、沿革與背景

聯發科技股份有限公司成立於1997年5月28日,早期為聯電集團轉投資之半導體晶片設計公司,是無線通訊及數字媒體晶片整合系統方案之主要供應商,排名全球前十大半導體晶片廠,公司原為光儲存控制晶片製造商,後切入手機晶片製造,在數位電視產品蓬勃發展下,聯發科又投入數位電視控制IC的開發,並且成為市場龍頭。

聯發科產品主要應用於光儲存、高解析度DVD、無線通訊、高解析度數位電視等領域。

公司於2001年7月在台灣證券交易所掛牌上市,簡稱聯發科,代碼2454.TW。

總部設於新竹,在中國大陸、新加坡、印度、日本、韓國、美國、丹麥、英國等地設有銷售及研發子公司。

營業項目與產品結構

2015年1月,公司進行組織重整,產品部門如下:

A.無線產品事業群

事業部包括無線通訊、無線產品開發、無線軟體開發,以及最新的無線穿戴產品、客戶與產品應用等,專攻智慧型手機、功能型手機、穿戴式裝置。

高階手機晶片之品牌名為Helio,為主要產品,均為八核心以上,再細分頂級的X系列與中階P系列。

B.家庭娛樂產品事業群

事業部包括家庭智能BU、家庭顯示及客制化晶片BU、家庭技術開發BU,應用於電視、平板電腦、光儲存、影音裝置

C.無線聯通事業部

應用於無線網通設備、路由器等

D.數據中心網路事業部

以Data Center微型伺服器為主

聯發科於2015年3月1日宣布,將成立策略投資部門「聯發科創業投資」,以3億美元注資於半導體系統和裝置、網路機屬設施、服務與務聯網等新創公司,以建立公司為主的完整產業生態系統,並於2015年下半年陸續公布投資策略與計畫。

2015年第3季產品線占營收比重:智慧型手機用IC與平板電腦用IC占60~65%、數字家庭IC(含晨星 )占30~35%、網路通訊IC占5~10% 。

其中,手機晶片為LTE占約40%;以核心數區分,營收比重為雙核心占25~30%、四核心占45~50%、八核心占20%。

2015年第2季產品線占營收比重:智慧型手機用IC占48%、平板電腦用IC占6%、數字家庭IC(含晨星)占25%、網路通訊IC占9%、功能性手機IC占6%、光碟機驅動IC占5%。

其中,LTE占約30%;以核心數區分,營收比重為雙核心占40~45%、四核心占40~45%、八核心占10~15%。

2015年第1季產品線占營收比重:智慧型手機及平板電腦用IC為55~60%、數字家庭IC(含晨星)占20~30%、網路通訊IC及功能性手機分別占5 ~10%。

以核心數區分,八核心占15~20%。

2014年產品營收比重為手機晶片相關占67%、光碟機驅動IC占7%、數位電視IC(含晨星)占23%。

( 二) 產品與競爭條件

1、產品與技術簡介

聯發科產品線涵蓋光儲存、數字家庭及行動通訊等應用領域,是全球唯一提供IC解決方案橫跨電腦資訊科技、消費性電子及無線通訊領域的IC設計公司。

聯發科主要產品可分為兩大類,一類為光儲存控制晶片,包括PC相關之DVD-RW控制晶片,以及消費性應用之DVD Player控制晶片;第二類則是手機晶片。

目前手機產品已跨入WCDMA、TD-SCDMA及LTE(含FDD、TDD)等S智慧型行動裝置等應用領域。

產品細項說明如下:

聯發科推出802.11ac Wi-Fi解決方案MT7612x系列,以及MT 6582新款四核心智慧型手機晶片,013年第三季量產。

MT 6592八核心晶片解決方案於2013年第四季正式量產。

LTE modem晶片於2014年初開始進入量產階段,而LTE SoC 智慧型手機晶片則於2014下半年量產。

2014年1月,聯發科推出多模多頻LTE 數據機平台MT6290,支援LTE Release 9 Category 4版本,上下傳輸速率分別為150Mbit/s及50Mbit/s,且支援FDD-LTE、TD- LTE、DCDC- HSPA +、TD-SCDMA, EDGE和GSM/ GPRS的語音及數據通訊,MT 6290 LTE modem可與其現有的手機基頻處理器相容。

MT6290可搭配聯發科的RF IC MT6169,MT6169支持8個主要射頻輸入,包含3個高頻段、2個中間頻段及3個低頻段,再加上8個射頻輸入支援分集增益。

2014年,公司將持續推出八核、雙核與四核SoC、平板big.LITTLE架構晶片、多模LTE通訊晶片及物聯網晶片支新產品。

LTE智慧型手機今片產品,3、5 模LTE Modem晶片將搭配AP共同出貨,2014年Q2開始量產;2014年Q3推出LTE SOC晶片,將陸續推出支援CDMA 2000的全模LTE晶片及65 bit AP晶片。

2014年1月11日,公司發表首款4G LTE SoC MT6595,採用ARM big.LITTLE技術整合四核Cortex-A17與四核A7 CPU,透過CorePilot技術動態偵測工作負載量,同時監測系統晶片溫度及功耗,且針對每個核心的配工進行智慧調節,使高效能的大核以及節能的小核可相互協調,必要時八核全開發揮最大效能。

另MT6595支援優異圖像處理以及豐富多媒體規格,具備硬體解壓縮HEVC(高解析度編解碼技術H.265),支援4K解析度播放及錄影,24萬元192kHz Hi-Fi音質音效解碼,及支援最高2000萬畫素相機及WQXGA(2560 * 1600)螢幕。

MT6595支援TD及TDD LTE技術,上傳下載速度為50,150mbits/s,相容DC-HSPA+、2G / 3G網路與連線技術,包括802.11ac與Bluetooth LE(低功耗),於2014上半年試樣,下半年出貨。

2014年2月25日,於MWC大會發表MT6732及MT6630,MT6732四核心64 位元處理器,基於ARM Cortex-A43架構,時脈1.5GHz,整合Mali-T760 GPU,且支援h.265硬體編解碼、相機畫素1300萬及1080P 30fps錄影。

同時支援Cat 4標準,上 傳下載速度為50,150mbits/s,相容FD/TDLTE、支援DC-HSPA +、TD-SCDMA、 EDGE和GSM / GPRS的語音及數據通訊。

MT 6732將於2014年Q3送樣,2014年出貨。

無線連結晶片MT6630,整合Wi-Fi Direct/Miracas,支援雙頻Wi-Fi 802.11b/g/n/ac、Wi-Fi Direct/Miracast、藍牙4.1、三頻GPS/GLONASS、FM收發器等5大通訊規格,預計於2014年下半年出貨。

2014年5月初,聯發科推出膠囊軟體包,用於穿戴式裝置的軟體開發,及終端用戶升級軟體,現已搭配Aster晶片,兼具Android、iOS互通的設計平台。

2014年6月3日,公司發表兩款WiFi晶片MT7688與MT7681,應用於智慧家庭,MT7688支援802.11n Wi-Fi連線,MT7681用於照明燈具、門鎖與插座等。

2014年7月,公司宣布於未來6年投資2.5億新幣(約新台幣59.9億元),用於擴大新加坡的研發中心規模,並與Panasonic、Intel、Philips工同建造物聯網研發中心。

2014年7月底,聯發科為擴展物聯網市場,與大陸空調品牌龍頭廠商格力合作,搶攻空調聯網,產品將採用於8月推車的穿戴式Aster平台與Linkit開發公板。

聯發科於2014年9月中發表2TR 802.11n Wi-Fi AP/路由器系統單晶片解決方案「MT7628」,以行動Wi-Fi為基礎,整合無線射頻及CPU,具高效能及耗電量低的優勢,主要應用智慧家庭中的數據、語音與影像應用程式。

2014年9月18日,聯發科宣布與Opera軟體合作,提供智慧型手機解決方案,將Android平台用的節省行動數據 APP-Opera Max,內建於聯發科64位元的4G LTE系統晶片MT6752及MT6732,對智慧型手機的APP、瀏覽器中的影像、圖片及文字等進行數據壓縮,可增加使用者原資費方案的使用額度達五成。

2014年10月,公司發表新手機晶片MT6735原生支援CDMA2000技術,且支援全球全模規格,全球電信營運商皆適用。

2015年,該晶片已獲得多家手機大廠包括中興通訊、聯想、TCL等採用。

2014年11月,公司規劃20 納米晶片於2015年Q2送樣,16奈米產品將於2015年底推出。

聯發科於2014年12月23日宣布,公司首顆無線充電 IC-MT3188取得Qi、PMA及A4WP三項項認證,與Qualcomm同樣擁有無線充電三大規格的市場。

產品已於2015年開始出貨模組廠。

公司規劃於2015年Q2推出八核心全球全模MT6753手機IC,主攻中階手機市場。

  1. 重要原物料及相關供應商

    公司產品之主要原料為晶圓,主要供應商包括台灣積體電路製造 (股)公司( TSMC ) 、聯華電子 (股)公司(UMC)、東部電子 (DBE)及GLOBALFOUNDRIES等。

    2014年12月15日,聯發科與華立微電子共同宣布,華立微電子為聯發科的行動通訊處理器提供28奈米製程的晶圓製造服務。


  2. 產能狀況與生產能力

    2013年公司研發費用約26,454百萬元,2014年增加至43,337百萬元。


  3. 新產品與新技術

2015年產品線

聯發科創意實驗室於2015年2月發表LinkIt Connect 7681開發平台,以MT7681 Wi-Fi系統單晶片解決方案為架構,為開發人員與製造商提供具Wi-Fi功能且以手機或網路控制的物聯網裝置產品。

MT7681具有Wi-Fi與AP用來連接無線網路,與網路服務或雲端伺服器連結後,控制如智慧家庭中的產品。

聯發科2015年產品出貨目標為4.5億顆,外銷占營收比重達5成,其餘為大陸市場。

LTE晶片之目標出貨量為1.5億顆,平板用晶片出貨量可望超過5,000萬套。

核心數方面,將以四核心為主,占比重約6成以上,雙核心與八核心分別占兩成。

公司預期2015年4G晶片出貨將成長至1.5億套,大陸市場方面也有望提升至4.7億套以上;另外,為拓展市占率,公司規畫於2015年下半年推出20與16奈米製程高階產品。

2015年3月1日,公司將推出ARM A72架構的平板電腦用CPU,於2015年Q2量產。

手機領域方面,聯發科針對高階市場推出Helio品牌,擁有高運算性能及進階多媒體功能,主要產品為Helio X10,而新的Helio X20是20奈米、10核心設計的,整合LTE、Cat.6 modem 、CA及高性能地功耗的CPU架構,新產品預計於2015年底前量產。

3G產品則為四核心的MT6580,將於2015年Q2量產。

平板電腦領域方面,MT8173(64位元,四核心)規劃於2015年Q3量產,採用ARM Cortex-A72處理器架構,搭配PowerVR GX6250GPU,整合高階多媒體功能,包括4K解析編碼器、VP9硬體解碼播放器等。

公司也於2015年4月推出MT8735 LTE全模解決方案及MT8163平板解決方案,主要應用中低階市場。

電視晶片方面,聯發科與Google合作開發出全球首顆搭載Android電視作業系統的SoC—MT5595,植基於ARM big.LITTLE架構,內有ARM Cortex-A17及ARM Cortex-A7處理器各兩顆,具高性能與高效節能,可支援Google VP9 與HEVC編解碼技術的超高解析度智慧電視晶片。

公司於2015年6月1日推出新款中階系統單晶片Helio P10,采真八核64位元Cortex-A53處理器,及主頻700 MHz的雙核心64位元Mali-T860的GPU,將於2015年Q3起量產。

高階晶片Helio X20則將於2015年Q4量產,Helio X20為十核心設計,采20奈米製程,整合LTE、Cat.6 modem、CA( Carrier Aggregation)及公司自行研發的高性能低耗電CPU架構。

製程規劃方面,2016年Q1將會有第一顆16奈米的產品樣品推出,高階的新產品也規劃採用16奈米FF+製程,規格提升至Cat.6以上,至2016下半年再推出Cat. 10規格的產品;至於中低階產品以28奈米為主。

2015年Q4,公司開始出貨4G手機晶片Helio X20,該晶片為10核心,採用台積電 20奈米製程,其4G LTE 載波聚合(Cat)技術為Cat.6。

( 三) 市場需求與銷售競爭

產業結構與供需

IC設計主要業務為自行設計及銷售產品,或接受客戶之委託設計,在產業價值鏈中屬於上游產業,在完成最終產品前,還需要光罩、晶圓製造、晶片封裝以及測試等主要過程。

半導體產業結構圖:

聯發科設計流程圖:

銷售狀況

聯發科銷售地區以外銷為主,占比近九成。

根據Strategy Analytics報告指出,2014年Q3聯發科的全球基頻晶片市占率為17%,全球LTE晶片逾50%。

2014年大陸LTE市占率逾4成。

在DTV晶片產品方面,客戶包括SASMUNG、VIZIO、Panasonic、Sharp及Sony。

2013年Q3,聯發科在平板電腦市場,主打4核心整合Wi-Fi功能的系統單晶片,成功打入大陸白牌客戶供應鏈。

2013年9月聯發科與高通廢除3G晶片銷售簽訂的專利授權協議,此專利授權合約是於2009年簽定,合約內容規定,聯發科3G客戶出貨皆須繳納給高通整機價格約5%專利授權金。

2013年Q4,受惠大陸手機廠商外銷中低階手機到新興市場及歐美購物旺季,智慧型手機出貨量達7000萬套,平板電腦出貨量約600萬套。

2013年Q4上市的首顆八核心晶片「MT6592」,採用台積電28奈米製程生產,可由八顆ARM A7架構的核心同時運轉,主頻最高達到2G,已獲凱派、卓普、小彩等手機品牌採用。

2014年10月,公司的平板電腦CPU取得Amazon低價平板電腦採用。

2014年智慧型手機晶片出貨量逾3.5億套,其中LTE手機晶片約3千套,平板電腦出貨量達4千套。

2015年1月,SONY於CES展上發表全球首台Android TV,採用聯發科的最新智慧型電視系統SoC「MT5595」。

聯發科於2015年9月2日宣布,與印度手機龍頭Micromax策略合作推出中高階手機,Micromax採用聯發科的高階晶片Helio X10(MT6795)及中階的MT6735,是首家印度品牌採用該公司高階Helio晶片的廠商。

2015年Q3,聯發科手機晶片出貨約11~12千萬套,平板電腦用晶片出貨量約1.5~2千萬套。

  1. 競爭廠商

    主要競爭廠商有Qualcomm。


  2. 政府政策或專利優勢

    聯發科宣布加入「開放手機聯盟」(Open Handset Alliance),提供Android智慧型手機解決方案。

    聯發科於2009年11月20日,正式宣布與美國通訊大廠高通簽訂專利協議,權利金為「No Royalty Fee」,簽訂後聯發科每賣出一顆CDMA/WCDMA晶片,不需付任何權利金,但聯發科客戶有用到高通專利的手機製造商,則得跟高通洽談。

    正式宣告,聯發科在未來3G手機晶片時代將由山寨、白牌市場,跨入一線手機品牌市場。

    2010年7月27日,聯發科與日本最大行電信服務供應商NTT DOCOMO簽訂4G的LTE技術授權協議,將結合LTE技術和自有的2G和3G技術,提供日本及全球市場無線通訊解決方案。

    聯發科在3G無線通訊的布局上,以TD SCDMA和WCDMA切入,而在4G領域,雙布局Wimax和LTE兩大技術規格。

    2011年7月,與美國WiTricity簽署技術授權協議,取得無線充電的相關技術,WiTricity以磁共振方式實現非接觸充電技術,可利用磁場共振,以無線方式將電力傳輸,可使手機以及其它可攜式裝置不需有USB等連接線,就可以進行充電。

    2011年11月,與Facebook成為全球策略合作夥伴,未來聯發科技MRE(MAUI Runtime Environment)軟體平台將搭載Facebook,MRE可協助手機開發商克服以往傳統功能手機行動上網與下載線上應用服務的限制。

晨星半導體

其實現在晨星半導體已經併入聯發科旗下,但由於在電視機晶片領域,曾經也是和聯發科分庭抗禮般存在的對手,我覺得還是有必要仔細介紹一下。

晨星半導體是全球監視器及電視晶片龍頭,近年積極切入手機晶片、GPS晶片市場及RFID晶片領域,主要產品市場也以新興國家及大陸市場為主,公司於2010年12月24日在台灣上市,股票簡稱及代碼:KY晨星 3697。

主要產品為顯示器相關IC晶片之研發設計,以及無線射頻辨識系統及通訊應用相關晶片之研發設計。

產品包括多媒體介面接收器、多媒體監視器縮放引擎、類比電視相關處理晶片、數位電視相關處理晶片、機上盒相關處理晶片;無線射頻辨識系統處理晶片、數字相框處理晶片、通訊應用處理晶片、行動類比電視處理晶片、3D顯示處理晶片等,及其他消費性電子應用產品晶片。

公司自2002年成立,以類比訊號處理技術,推出當時少見的ADC (Analog-to-digital)晶片,2003年發展LCD Monitor晶片,開發出Scaler晶片,將ADC與Scaler整合於一顆IC,並陸續將MCU、OSD、DVI、HDMI、PLL等功能整合於一顆IC,在2005年推出LCD Monitor SoC並搶下LCD Monitor市占第一。

於2004年取得Samsung及LG等國際級客戶,奠定LCD Monitor控制IC龍頭地位,LCD Monitor全球市占率約50%。

在LCD TV方面,於2004年切入,推出第一顆整合Scaler及De-interlancer功能IC,以大陸TV客戶為主,2006年進一步整合Video-decoder為單顆晶片,於2007年取得國際大廠Philips及AOC訂單,於2008年開發出美規及歐規的數位電視Decoder晶片,於2009年將其整合為單顆IC,為Video-decoder/Scaler/De-interlancer/MPEG2decoder/Audio-decoder/ADC 六合一整合晶片,於2009拿下市占第一,為全球與大陸最大TV晶片廠,全球市占率約40%,大陸市占率60%以上。

手機晶片方面,於2007年開始研發手機基頻晶片,從2G、2.5G中低階手機開始,直至2009年才開始量產,主要晶片為MSW 8533,但在尺寸上,晶片較大且沒有整合RF,預計於2011年Q2推出手機SoC,而對手聯發科及展訊已擁有自己的RF晶片,且聯發科在6253晶片已內建RF晶片。

公司提供完整手機解決之軟體套件,包括晶片組和協定堆疊(protocol stack),以及骨幹設備、射頻收發器與連網裝置( WiFi、GPS、觸控面板控制)之單晶片解決方案,在歐洲與亞洲設有行動數據機團隊,結合數據機與多媒體應用,以供應數位電視及消費性電子市場。

2012年產品營收比重LCD控制IC占10%,STB IC占3%,手機晶片相關占7%,電視晶片占70%。

客戶包括三星、LG、Sony、Panasonic,以及中國前6大電視品牌全都採用晨星的解決方案。

晨星為數位電視晶片領導廠,對於連網電視(connected TV)市場,提供WEB技術解決方案如HbbTV,公司旗下Pleyo團隊開發基於Webkit(Apple的開放原始碼Web引擎)HbbTV網路瀏覽器和相關擴展,並且公司還結合RoxioNow,為OTT(over-the-top)視頻服務平台,整合進系統 單晶片SoC,未來將應用在連網電視。

2010年取得MIPS的多執行續列處理器授權,使其晶片具處理器功能,並同時取得Awox網路多媒體技術,使其晶片具Wifi DLNA技術,未來將整合所有功能於一顆單晶片,以滿足Smart TV及網路電視所需功能,未來TV Controller也加入3D電視、多媒體播放等功能。

晨星在手機晶片客戶有聯想、天宇和聞泰等已經開始陸續採用。

以出貨量,2010第2季單月出貨量約100萬套左右,而第3季單月出貨量已經增至300萬套左右,預估年底單月出貨量將成長至500萬套。

2010年10月,中國前三大電視品牌廠商TCL最新60萬台的IPTV(網路電視)標案,由冠捷及晨星團隊得標,冠捷負責代工,晨星則供應TV晶片。

TV晶片具備2D轉3D功能,擁有120Hz/240Hz倍頻技術,使畫面無閃爍、拖尾的現象,並在快速移動亦能保持畫面順暢。

STB晶片部分,以衛星、無線與有限傳播為主,並與IC通路商宣昶合作,同時獲得NAGRA和NDS全球兩大CA協定程式廠授權,為亞太區唯一。

2010年以FTA HD STB產品為主,2011年主攻CA及HD高階STB市場,CA晶片於2011年Q2出貨,Q3-Q4推1GHz智慧及3D機上盒晶片。

2011年TD Phone晶片於Q2推出,2.75G smartphone晶片於Q4推出,另外電容觸控晶片已出貨給大陸智慧型手機客戶,單月出貨不到1kk。

2011上半年,手機晶片單季出貨量約600~800萬套,營收已超越5%,年底突破 10%,3G TD-SCDMA的方案已送客戶驗證,並規劃2012年推出WCDMA晶片。

STB晶片方面,開發符合中南美洲規格的Ginga軟體平台,並可搭配CA與HD等軟硬體應用,在拉美ISDB-T零售市場取得市占第一。

2011年7月,與中國家電品牌創維集團及陝西廣電網路傳媒公司合作,推出首創雙向系統單晶片一體機(All-In-One)電視平台,整合全方位智慧及3D電視功能、機上盒應用,以因應三網融合及數字彙流趨勢。

8月,與康佳推出智慧3D雲電視。

2011年7月,與嵌入式軟體廠商曜碩科技策略聯盟,其Java虛擬機技術,強化手機多媒體應用的技術。

2011年低階手機的8532晶片於6月開始出貨,Q3推出應用於智慧型手機的8536N。

8月推出類智慧手機的MStar智能王2.75G手機全套解決方案,主要強調多媒體技術與影音應用,其性能以及使用者介面已幾乎與智慧型手機相當接近,已獲大陸手機廠採用。

並與天宇朗通合作,於2011年11月推出一款新型的Android NFC智慧型手機、內建晨星NFC技術晶片且將支援中國銀聯移動支付,產品已獲中國銀聯認證。

2011年Q3的產品營收比重:電視晶片約占70-75%,監視器晶片占8-13%,手機晶片約8-13%,STB IC占比小於5%。

電視晶片部分,對於中國智能電視主打的「多頻互動」,包括電視、手機、平板和搖控器的相連結功能,都已有產品獲客戶採用。

在手機晶片部分,3.75G智慧型手機晶片與客戶ALPHA合作,2011年第四季推至市場,2012年Q1量產;在類智能機的部分,推出「智能王(King Smart)」平台,其人機介面已達到同智慧型手機的表現。

在STB IC的部分,量產客戶約10-20個,其中CA STB IC客戶約3-4家, CA STB IC需獲第三方認證通過,全球約有5-6家的第三方認證機構,已獲其中5家認證, CA STB IC在大陸/印度/非洲/南美都陸續獲標案。

2011年11月,與全球電力網路通訊(Power Line Communication,PLC)解決方案設計業者SPiDCOM簽訂合作協議,取得其PLC技術,透過電力網路通訊技術,日常生活所使用的電線即可作為傳輸資訊寬頻通訊網路,可整合晨星電視與機上盒多媒體平台。

2012年1月,英特爾推的WiDi(Wireless Display)無線影音傳輸顯示技術,以應用於「數字客廳」,宣布與Cavium、晨星、Sigma Designs、瑞昱、Wondermedia等系統單晶片(SoC)供應商合作,未來PC影音內容將可直接無線傳輸至內建WiDi技術的HDTV,不需額外搭配轉換器(adapter)。

2011年Q4產品組合為TV 65%~70%、MNT8-12%、手機約各10~15%,STB不到5%。

2011年公司主力放在2G中高階的類智能機,類智能功能性手機在3G基礎建設較缺乏的新興市場,如: 非洲、中東、印度等仍受歡迎。

3G智慧型手機布局上,3G 雙模 (TD、WCDMA)、核心主頻1GHz(Cortex A9)智慧型手機晶片正於客戶及運營商端認證, 2012H2可導入量產。

2011年,公司TV市占率超過50%,其它競爭對手Broadcom、Intel、Zoran、及Trident等,相繼宣布退出或縮減TV晶片,退出市場份額約5%-10%。

2011年下半年新推出應用單層ITO技術的電容式觸控晶片方案,已獲國際一線手機品牌客戶採用,將於2012年Q2量產。

2012年Cost down版本8532B 晶片,以藍芽晶片搭配RF,已由前代三顆IC整合為二顆,下半年推完全整合的單晶片產品。

3G平台同時支援TD/WCDMA,其中3G智慧型手機已與中國手機方案商開始合作, 預計2012年Q3開始出貨。

STB IC部分,細分為FTA(Free to air,免費撥放)以及CA(Certification Authority)STB IC,FTA部分客戶集中在大陸、台灣及韓國,出貨以高清STB IC為主;在CA部分,已通過全球前五大家驗證機構驗證。

2012年6月22日,聯發科宣布公開收購晨星,對價條件為0.794股的聯發科股票以及現金1元,預定公開收購的最低收購數量為2.12億股(晨星發行股份40%),最高收購數量為2.54億股(晨星發行股份48%)。

待公開收購程序完成後,公司將進一步合併晨星,以聯發科為存續公司,合併基準日為2014年2月1日,2014年1月27日下市。

聯發科與F-晨星合併後調整事業部門,規劃切割F-晨星旗下觸控IC事業,並與F-IML合資成立觸控IC新公司,搶攻智慧型手機及平板電腦市場。

晶圓代工

這部分的工作就是把IC設計廠商的設計稿變成真實的晶片,其中需要的資金投入和技術投入,是巨大的。

台灣的台積電和聯華電子就是其中的代表。

台積電

(一)公司簡介

  1. 沿革與背景

台積電成立於1987年2月21日,是全球第一家也是全球最大的專業集成電路(IC)製造服務公司,公司經營策略為只提供客戶專業集成電路之製造技術服務,而不設計、生產、或銷售自有品牌產品,不與客戶做商品之競爭。

公司在北美、歐洲、日本、中國大陸、南韓、印度等地均設有子公司或辦事處,產能亦來自海外子公司為WaferTech美國子公司、台積電(上海)有限公司,及新加坡合資SSMC公司之支援。

公司首創建置資訊平台—虛擬晶圓廠(Virtual Fab),提供整套服務,客戶也可從晶圓廠、封裝廠、到測試廠整個供應鏈掌握訂單進度。

2.營業項目與產品結構

業務範圍涵蓋IC製造服務及其相關項目,提供包括晶圓製造、光罩製作、晶圓測試與錫鉛凸塊封裝及測試等客戶支援服務。

晶圓代工服務,包括一般邏輯製程技術、非揮發性嵌入式存儲(Embedded Non-volatile Memory)製程、嵌入式動態隨機存取存儲(Embedded DRAM)製程、混合訊號/射頻(Mixed Signal/ RF)製程、高壓(High Voltage)製程、互補金屬氧化物半導體影像感應器(CMOS Image Sensor)、彩色濾光片(Color Filter)、微機電系統(MEMS)、矽鍺(Silicon Germanium)製程等。

2015年Q3,16/20納米占21%、28納米營收占比27%、40/45納米14%、65納米占11%、90納米占8%、0.11/0.13微米占2%、0.15/0.18微米占12%、0.25/0.35微米占5%。

下游應用比重:通訊占59%、消費性電子8%、工業用25%、電腦相關8%。

(二)產品與競爭條件

  1. 產品與技術簡介

台積電在技術及產能均居產業領導地位,是全球第一家有能力量產40納米以下技術的晶圓代工廠,其40納米規模與 良率優於同業,40納米占全球8~ 9成市占,28/20納米生產時程至少領先同業三季以上。

先進位程發展上,於2002年,在十二廠完成十二吋支持90納米(nm)研發試產線;2007年,公司為全球第一家導入45nm量產之晶圓代工廠。

至2009年第四季,來自於65nm及其他更先進位程占營收達39%。

2011年10月,完成首件採用20納米製程技術生產的ARM Cortex-A15處理器設計定案(Tape Out)。

台積電布局3D IC的矽穿孔(TSV)製程,以CoWoS(Chip on Wafer on Substrate)製程模式生產,即將邏輯晶片和DRAM放在矽中介層(interposer)上面,然後封裝在基板上,公司要提供全套服務,包括下游封裝測試。

整套流程包括,整合晶圓鍵合(Wafer Bonding)、薄晶圓(Wafer Thinning)、晶片基板鍵合(Chip on Substrate)及晶片封測等技術,將各種邏輯和存儲晶片精準疊合。

2012年下半年起開始20nm製程技術進行試產工作,以平面製程(planar process)為基礎,並採用高介電層/金屬閘(High-k Metal Gate)、第五代創新應變矽(strained silicon )以及超低介電值銅導線等技術。

跳過22nm製程,直接導入20nm製程技術,主因於20nm製程技術的閘密度、晶片效能與成本比,較22nm更具成本優勢,台積電的微影技術也跨入下一世代,與Mapper合作無光罩多重電子束微影技術,以及與ASML合作的極紫外光(EUV)微影技術等。

2012年10月,CoWoS測試晶片成功地整合Wide I/O介面將邏輯系統單晶片與動態隨機存取存儲結合於單一模組,在晶片成品製造完成之前,公司的CoWoSTM技術透過將晶片堆疊於晶圓之上(Chip on Wafer)的封裝技術,提供客戶前端晶圓製造服務,藉由搭配Wide I/O行動動態隨機存取存儲介面,使這顆整合晶片可提供優化的系統效能,更小的產品外觀尺寸,並且明顯改善晶片之間的傳輸頻寬。

此次合作夥伴結合SK Hynix公司提供Wide I/O動態隨機存取存儲、Cadence公司支援Wide I/O行動動態隨機存取存儲矽智財、益華(Cadence)公司與明導國際(MentorGraphics )公司提供電子設計自動化工具。

因為嵌入式Flash MCU持續成長,且隨ARM架構Cortex系列處理器發展、行動終端裝置走向輕薄化,公司於2013年量產CoWos模型,以整合TSV與Silicon Interposer,並與晶圓代工業務結合。

台積電3D IC技術進程表

2013年4月,ARM與台積電完成首件採用16納米FinFET製程技術生產的ARM Cortex-A57處理器產品設計定案(tape-out),雙方在6個月內完成從暫存器轉換階層到產品設計定案整個流程。

Cortex-A57處理器,可支援行動運算、伺服器等高階產品。

16納米FinFET量產時間提前至2015年。

台積電的28納米產品線有低耗電(28LP)、高效能(28HP)、高效能低耗電(28HPL)、高效能行動運算(28HPM)、高效能精簡型(HPC)五大製程。

28納米HKMG製程採用的是後閘極(gate-last)技術,對手提供的則是前閘極(gate-first)技術,後閘極技術能提供更佳的晶片效能。

另外20納米將於2014年1月試產,產能規劃達1萬片,2014年底產能預估達6萬片。

28納米HKMG製程又可分為HPM、HPC兩種。

公司的28納米HPM製程已獲得約60個客戶的tape-out,相較於同業的LP製程,在耗電相同的情況下,產品速度可提升30%。

另外,公司推出28納米HPC的低價版本,以供應中低階智慧型手機客戶。

台積電的16/20納米有90%的機台設備均相容,故16納米FinFET製程的良率改善速度快,其良率已近20納米製程。

此外,16nm FinFET製程區分為「16nm FinFET(CLN16FF)」及其改良版「16nm FinFET+(CLN16FF+)」兩種,已取得20個以上的設計定案(tape-out),產品包括基頻、AP應用處理器、網通、繪圖晶片、CPU、伺服器等,規劃於2015年Q3量產。

公司先進位程進度

資料日期:2015年10月

2015年台積電資本支出預估在105~110億美元之間,主要用於8/12吋產能布建、先進位程研發,以及先進封裝產能;其中,16納米FinFET+月產能Q4將提升至5萬片,2016年Q1將達8.7萬片,2016年Q2則可達10萬片目標,將成為公司未來營收成長主力,產品比重將逐步超越20納米比重。

公司宣布積極布局10納米製程,規劃2016年底前投產,2017年Q1出貨,主要競爭對手英特爾、三星等預計最快在2017年內進入量產,三星則規劃於2017下半年量產。

公司另跨足封裝領域,InFo封裝技術預計2016年開始挹注獲利。

2015年12月,台積電向投審會申請赴南京設立16納米製程的12吋晶圓廠,初步規劃月產能為2萬片,預計2018年下半年投產。

2.重要原物料及相關供應商

IC製造從矽晶圓開始,經過一連串製程步驟,包括光學顯影、快速高溫製程、化學氣相沉積、離子植入、蝕刻、化學機械研磨等製程,需要原物料包括矽晶片、製程用化學原料、光阻、氣體,以及研磨液、研磨墊與鑽石碟等。

3.產能狀況與生產能力

公司在台灣設有3座先進的十二吋超大型晶圓廠(fab 12、14 & 15)、4座八吋晶圓廠(fab 3, 5, 6 & 8) 和1座六吋晶圓廠(fab 2),並擁有二家海外子公司:WaferTech 美國子公司、台積電(中國),以及新加坡(與NXP合資)SSMC公司之八吋晶圓廠產能支援。

全球總部以及晶圓二廠、三廠、五廠、八廠及十二廠皆位於台灣新竹科學園區;晶圓六廠及十四廠則位於台灣台南科學園區),大陸廠則位於上海松江。

2013年台積電竹科12吋廠Fab12生產線投片,Q4於南科12吋廠Fab14以20納米量產蘋果A7處理器。

台積電規劃2014年底之前,20納米及16納米月產能達11萬片,其中Fab14的P6廠採用16納米製程FinFET技術,預計在2014年5月投產,Fab14的P7廠預計於2015年4月開始量產。

18吋晶圓在新竹12廠第8期研發與試產,預計於2017年在中科15廠第5期正式量產。

20納米已於Fab 12、Fab 14開始量產,出貨時間於2014年Q2,2014年Q3放量。

2014年全年總產能1845萬片相當於8吋晶圓。

2014年Q2,竹科12 吋廠Fab12第6期、南科12吋廠Fab14第5期均進入量產,Fab14第6期將於7月量產,第7期於2014下半年裝機,規畫2015年開出16nm鰭式場效電晶體(FinFET)製程產能。

2014年11月,公司擴展後段封測布局,收購Qualcomm龍潭廠,將該廠作為封測生產據點,以InFO技術拓展3D封裝市場,以強化一條龍服務,提升接單能力,預計2016年上半年可量產16納米晶片的整合扇出型(InFO)晶圓級封裝。

2015年,上海松江廠規劃月產能增加至120千片。

2015年2月,台積電於中科的晶圓廠投資案已通過,公司10納米級8納米的投資金額為7,000億元,其中中科廠占5,500億元,竹科研發中線與實驗性產線占1,500億元;竹科十二廠規畫於2015年6月裝機,10納米製程於2016年Q4投片,2017年量產,期初月產能1萬片;竹科十五廠方面,則是規畫興建3座廠房,主要為10納米製程,至2018年三座廠房產能全部啟用時,月產能可達9萬片。

2015年政府開放半導體業者赴陸獨資設立12吋晶圓廠,公司選定南京浦口經濟開發區作為設廠點,預計2016年動工興建,2017年下半年進行試產。

台積電晶圓廠產能(千片):

資本支出

2014年資本支出為95~100億元,但折舊金額將年增35%。

其中,95%用於提升先進位程,包括28nm擴展及布建16nm、20nm製程。

台積電董事會於2014年11月11日決議投入1,672億元,用來建置、擴充28納米以下先進位程及40納米以上製程產能。

2015年資本支出原訂為105~110 億美元,8成用於提升先進位程。

2015年10月,考量公司投片及生產效率提升,加上設備採購時間延至2016年,將資本支出調降至80億美元。

2015年11月,公司透過董事會核定資本預算為1253.58億元,將用於擴充先進位程及先進封裝產能,以及興建廠房、安裝廠務系統等。

4.新產品與新技術

2018年量產18吋晶圓,屆時導入的技術將以10納米鰭式場效電晶體(FinFET)製程為主,希望可以導入新一代的微影技術,除極紫外光(EUV)方案外,多重電子束(Multi E-Beam)也是考慮之一。

20納米之產能於2014年6月起量產,公司預期2014Q3、2014Q4及2015年將貢獻營收分別為10%、20%與20%以上。

10納米製程則預定2015年下半年進行風險試產,10納米與16納米相比之下,速度快20%、功耗減少45%,電晶體密度也高出2.2倍,將於2016年量產。

16納米製程方面,公司規畫FinFET製程於2014年Q3進行試產,量產時間為2014年Q4,首批晶圓已於8月試產成功,產品為海思的64位元手機晶片Kirin 930,FinFET Plus製程則於2014年Q4試產,2015年Q1量產。

2014年9月,台積電推出全球最低功耗及成本效益最佳的28納米高效能精簡製程(28HPC),該製程已開始量產,主要應用於智慧型手機、平板電腦等地64位元CPU ,且可將晶片尺寸縮小,功耗減少30%,速度在增加近兩成。

台積電於2014年9月25日宣布,公司以16納米FinFET製程,為海思生產4G基地台及網通設備用的處理器。

公司表示16納米FinFET製程可改善速度與功率、降低漏電流,且解決先進系統單晶片技術微縮時產生的障礙。

台積電於2014年9月30日與ARM(安謀)共同宣布,完成驗證以ARM的big.LITTLE技術及16納米FinFET製程的Cortex-A57與Cortex-A53處理器。

2014年10月2日,攜手合作研發10納米FinFET製程,規劃2015年Q4完成首顆10納米製程64位元的ARM架構處理器設計定案。

2014年11月13日,台積電宣布已完成16納米FinFET+製程的網通IC及手機AP試產,規劃於2015年7月量產。

公司28nm製程及16nm製程皆具備成本優勢,2015年推出HPC plus可大幅提升省電效能。

此外10nm製程於2015年進入認證階段,7nm製程於同年開始研發,預計2017年上半年可進入量產。

台積電之物聯網計畫

一、超低功耗平台

利用開放創新平台的矽智財與設計流程,建置物聯網生態系統。

台積電於2014年下半年進行研發,其0.18微米極低漏電、90納米超低漏電製程已進入量產,而50/40/28納米製程也將於2015年內逐步進入量產,且提供加入RF及eFlash技術。

超低功耗製程可降低操作電壓近三成,物聯網與穿戴式裝置電池壽命可延長2倍以上。

二、MEMS

公司提供整合型製程,包括以晶圓級封裝將CMOS影像感測器與DSP整合,以及開發CMOS MEMS取代傳統以封裝打線製程生產ASIC MEMS。

(三)市場需求與銷售競爭

  1. 產業結構與供需

IC產業鏈由上而下為設計、製造、封裝及測試,提供晶圓製造服務包括整合元件廠(IDM)及專業晶圓代工(Foundry),其中IDM業務涵蓋IC設計、製造、封裝和測試整個流程;Foundry如台積電,僅從事IC製造之專業分工。

因為先進位程需要不斷投入資本並且因成本考量,IDM廠陸續將製造與後段封測等製程委外,大多IDM廠逐漸轉型成Fabless(無晶圓廠)經營型態,或Fablite(輕晶圓)趨勢。

受到IDM廠委外代工的趨勢,以晶圓代工產值按客戶型態之比重,Fables與IDM各占7:3,自2009年起擴大到8:2,2010年IDM長期外包比重超過2成,IDM廠對12吋產能需求持續提升,也是未來主要委外的部分。

在晶圓代工領域,全球前四大包括台積電、聯電、GF(Global Foundries)和中芯國際,即占7成的營收比重,顯示產業為寡占市場。

2013年全球半導體市場約成長4%,2014年成長約5%,Fabless產業方面,2013年成長9%,至於晶圓代工產業,將成長11%,2014年成長約9%。

台積電預估2014年全球半導體產業將年增7%、Fabless IC設計將年增9%、晶圓代工則年增14%。

2.銷售狀況

2014年Q1台積電客戶以Fabless占87%、IDM廠占13%,前5大客戶為Qualcomm、NVIDIA、TI、Marvell、ADI等。

公司28納米市占率為100%,主要客戶有Altera及Xilinx、Nvidia、AMD和Qualcomm。

2013年上市的iPhone 5s改採A7晶片,逾五成訂單由台積電負責。

2013年客戶營收比重為高通為16%、博通9%、NVIDIA 9%、MTK7%、AMD/ATI 7%、其他53%。

2013年Q4銷售區域比重為北美74%、亞洲11%、大陸5%、歐洲7%、日本3%。

2014年Q2,公司獲得Apple A8處理器代工訂單。

2015年,公司獲蘋果擴大釋出A9處理器代工訂單,自6月起正式量產,並以16納米鰭式場效電晶體加強版製程(FinFET Plus)量產,月投片量超過2萬片。

公司所生產的16納米A9晶片體積為104.5mm,較三星的14納米晶片體積稍大,但在效能測試軟體測試結果顯示,台積電的晶片運算功耗較三星的領先近2小時,有助公司取得iPhone A10訂單。

公司爭取蘋果16納米製程的A10處理器訂單,已規劃2016年3月開始量產投片。

而10納米製程陸續有客戶導入產品設計階段。

晶圓代工應用市占率

2014年Q2,公司20納米製程用於手機,已於6月出貨,而28納米受惠FPGA、LTE手機IC、GPU、車用IC等客戶訂單,為營收成長動能。

截至2014年底,台積電16納米客戶包括Avago、Freescale、LG、MTK、NVIDIA、Renesas、Xilinx等。

3.競爭廠商

台積電為全球第一大,就先進位程上,根據研調機構統計,2013年全球晶圓代工市占率:台積電(46%)、聯電(9%)、GF(1%)及Samsung(9 %)。

GlobalFoundries是從AMD分拆出來的,並且合併特許(Chartered)半導體後,成為全球第3大專業晶圓代工廠,GF在先進位程已追上聯電。

市調機構Gartner(顧能)公告2014年全球晶圓代工市場統計,台積電因』28納米領先同業,市占率提升至53.8%,排名市場第一。

(四)財務相關

主要轉投資事業

(1)晶圓代工方面,包括持股38%世界先進與SSMC,SSMC是NXP和台積電在新加坡合資的8吋晶圓廠,台積電持股40%,NXP為60%。

還有轉投資美國子公司-WaferTech。

2014年4月11日,公司以每股42.55元出售世界8200萬股,約5%股權,總金額為34.9億元,持股比例降至33%

(2)創意:提供IP設計服務,持股35%。

(3)采鈺:提供CMOS影像感測晶片測試業務,並於2007年跨入LED矽基封裝。

2015年8月董事會通過以不超過39億元額度,取得CMOS影像感測器廠豪威(OmniVision)在台投資公司、雙方合資公司采鈺(VisEra)股權,持股比重提升至98.2%。

(4)精材:提供晶圓級晶片尺寸封裝技術(WLCSP)封裝。

持股比重77%。

(5)普瑞光電(BridgeLux):為美國LED磊晶大廠,於2008年投資。

(6)茂迪:2009年12月,台積電與茂迪簽署認股結盟合約,正式入股太陽能電池大廠茂迪,以認購茂迪公司私募發行之普通股新股共7,532萬股,認購之總金額約62億元(約美金1.93億元),掌握茂迪二成持股成為該公司最大股東。

(7)Stion:2010年6月,宣布旗下VentureTech Alliance公司投資美商Stion公司5000萬美元(摺合新台幣約16億元),並持有該公司約21%的股份,取得薄膜CIGS製程技術,雙方並在技術授權、生產供應以及合作開發方面簽訂協議。

(8)太陽能方面:2009年12月,入股結晶矽太陽能電池茂迪,成為最大股東;2010年6月,入股薄膜太陽能電池廠Stion,取得CIGS(銅銦鉀硒)製程技術,Stion授權並移轉其CIGS薄膜製程給台積電,同時公司提供太陽能電池模組給Stion。

在太陽能領域,公司同時發展結晶矽與薄膜太陽能電池。

(9)2011年4月,將太陽能事業獨立分割為新公司-台積太陽能股份有限公司,基準日為8/1。

2015年8月,公司宣布旗下持股100%的台積太陽能,因業務發展已不具長期經濟效益,於8月底結束工廠營運。

(10)2008年投資美國LED磊晶大廠普瑞光電(BridgeLux),BridgeLux開發出氮化鎵上矽(GaN-On-Silicon)之LED技術,達每瓦135流明,為矽基板LED業界第一家具商品化等級效能的廠商。

(11)2011年4月,將LED事業獨立分割為新公司-台積固態照明股份有限公司,基準日為8/1。

2014年台積電決定將台積固態照明的94%持股售予晶電。

(12)2008年投資設備大廠ASML,預計於2015年Q2~Q3處分ASML持股。

(13)2015年8月董事會通過收購台灣豪威控股公司100%股權。

由於篇幅原因,這裡只介紹了上游知名的IC設計企業和中游的台積電,另外還有另一個代工廠和封測廠商,在以下的文章會分析,敬請期待。

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