霸主—台積電
台積電 (TSMC)
特色:
砸大錢
高額資本支出
自己建廠自己研發
拚先進製程
優勢
最高的良率
龐大產能
成熟製程達16奈米
全球第一家
全球最大的晶圓代工企業
晶圓代工市佔率高達 54%
2015 年資本額
新臺幣2,593.0 億元
市值
約五兆新台幣
1,536 億美金 (2016/9)、
2016年資本支出
95 億至 105 億美元
新台幣 3,050 億至 3,380 億元
已超越 Intel
製程方面
採取穩進路線
從28 奈米
20 奈米
2015 年
Q2 成熟製程
大量生產
效能與良率上都穩定
達 16 奈米
2016 年 9 月底透露
除 5 奈米製程目前正積極規劃之外
更先進的 3 奈米製程目前也已組織了 300 到 400 人的研發團隊
2017 年第 1 季量產
先進製程 10 奈米
若莫爾定律成立
則未來的製程突破將會有限
台積電預計將採取
投入先進製程研發
成熟製程特規化
雙重策略
維持其晶圓代工的龍頭地位
挑戰者No.1—台積電與聯電的歷史情仇
聯華電子UMC
撿台積電剩下的客戶
小IC設計公司的單
特點:量不大
可客製化
專注於成熟製程28奈米
僅次於台積電
全球第二大晶圓代工廠
2015 年
格羅方德以 9.6% 的市占超過
以 9.3% 的市佔率成為老三
事實上
代工產業
只有龍頭一枝獨秀
景氣不佳時僅台積電始終維持獲利
其餘 2、3、4名皆是一團混戰
創立
1980 年
一家上市的半導體公司
早年一直是晶圓代工領域的領導者。
什麼原因?
導致聯電與台積電曾並稱晶圓雙雄
到如今無論股價
營收與獲利
都拚不過台積電在晶圓代工的地位呢?
台積電董事長張忠謀與聯電榮譽董事長曹興誠二王相爭的故事了。
張忠謀
1949 年赴美留學
美國麻省理工學院
機械工程系學士
碩士
因為申請博士失敗
畢業後
進入德州儀器 (TI) 工作
27 歲
德儀正替 IBM 生產四個電晶體
IBM提供設計
德儀代工
張忠謀帶領幾個工程師
把德儀的良率從 2%-3%
成功提升至 20% 以上
甚至超過 IBM 的自有產線。
晶圓代工的雛形
張忠謀在德儀待了 25 年
直到 1983 年確定不再有升遷機會
1985 年應經濟部長孫運璿之邀
回台擔任工研院院長
當時的張忠謀已經54歲了
1985 年以工研院院長身分兼任聯電董事長。
工研院院長
兼任聯電董事長。
1986年
創辦台積電
工研院院長
兼任聯電董事長。
三種身份
成立台積電
專攻晶圓代工
創舉
沒人看好
一般認為 IC 設計公司
不可能將晶片交由外人生產
有機密外洩之虞
晶圓代工所創造的附加價值
販售晶片還低得多
建立晶圓廠
資本支出
非常昂貴
分開
晶片設計
IC 設計公司
精力和成本集中
電路設計
銷售
晶圓製造
同時為多家 IC 設計公司提供服務
提高其生產線的利用率
資本與營運
注在昂貴的晶圓廠
台積電用自己的資金自行建造工廠
不但讓國際大廠願意
先進製程交由台積電代工
不用擔心其商業機密被盜取
更能充分發揮產線產能
成功
促使無廠半導體 (Fabless) 的興起。
完全惹惱了曹興誠
宣稱
張忠謀回台的前一年
便已向張提出晶圓代工的想法
卻未獲回應
結果張忠謀在擔任聯電董事長的情況下
隔年竟手拿政府資源
拉上用自己私人關係
荷商飛利浦 (Philips) 合資
創台積電
示威性
工研院與飛利浦簽約的前夕召開記者會
宣布聯電將擴建新廠
和台積電抗衡
從那之後
曹興誠和張忠謀互鬥的局面便無停止過
張忠謀亦始終擔任聯電董事長
直到1991年曹興誠才成功聯合其他董事以
競業迴避為由
逼張忠謀辭去
並從總經理爬到董事長一職。
曹興誠
台大電機系學士
交大管科所碩士畢業
進入工研院
工研院於1980 年
出資成立聯電
整合元件設計 (IDM) 為主
開發自家處理器
記憶體
1981 年
副總經理
1982年
總經理。
台積電隨後在晶圓代工上的成功
也成了聯電的借鑑
1995 年聯電放棄經營自有品牌
轉型為純專業晶圓代工廠。
曹興誠的想法比張忠謀更為刁鑽
若能與無廠 IC 設計公司合資開設晶圓代工廠
一來不愁沒有資金蓋造價昂貴的晶圓廠
二來了掌握客戶穩定的需求
能直接承接這幾家IC設計公司的單。
發展出所謂的「聯電模式」,
美國
加拿大
11 家 IC 設計公司
此舉
伴隨而來
技術外流風險
大型IC設計廠
開始
不願意
晶片設計圖給予聯電代工
的客戶群
大量的中小型IC設計廠為主
1996 年
受到客戶質疑
晶圓代工廠內設立 IC 設計部門
懷疑盜用
客戶設計的疑慮
聯電又將旗下的IC設計部門分出去成立公司
聯發科技
聯詠科技
聯陽半導體
智原科技
設備未統一化的問題
和不同公司合資的工廠設備
必有些許差異
一家工廠訂單爆量時
卻也難以轉單到其他工廠
浪費多餘產能
失敗
合資
聯誠
聯瑞
聯嘉
晶圓代工公司
砸掉整個宏圖霸業
再也追不上台積電的分水嶺
1997 年
一場大火
聯電的每個晶圓廠都是獨立的公司
,「聯瑞」就是當時聯電的另一個新的八吋廠
在建廠完後的兩年多後
1997 年的八月開始試產
第二個月產就衝到了三萬多片。
聯電總經理方以充滿企圖心的口吻表示
:「聯電在兩年內一定幹掉台積電!」
不料兩日後
一把人為疏失的大火燒掉了聯瑞廠房
火災不僅毀掉了百億廠房
也讓聯瑞原本可以為聯電賺到的二十億元營收泡湯
更錯失半導體景氣高峰期
訂單與客戶大幅流失
是歷史上台灣企業火災損失最嚴重的一次
也重創了產險業者
賠了 100 多億
才讓科技廠房與產險業者興起風險控制與預防的意識
在求新求快的半導體產業
只要晚別人一步將技術研發出來
就是晚一步量產將價格壓低
可以說時間就是競爭力
在聯瑞被燒掉的那時刻
幾乎了確定聯電再也無法追上台積電
2000 年
聯電與IBM的合作失敗
對聯電來說又是一次重擊
卻是台積電翻身的關鍵
隨著半導體元件越來越小
導線層數急遽增加
使金屬連線線寬縮小
導體連線系統中的電阻及電容所造成的電阻
電容時間延遲 (RC Time Delay),
嚴重的影響了整體電路的操作速度。
要解決這個問題有二種方法
1.是採用低電阻的銅當導線材料
從前的半導體製程採用鋁,銅的電阻比鋁還低三倍
二是選用Low-K Dielectric (低介電質絕緣) 作為介電層之材料。
在製程上,電容與電阻決定了技術。
IBM發表
銅製程
Low-K 材料的 0.13 微米新技術
兜售
台積電
該時台灣半導體還沒有用銅製程的經驗
台積電回去考量後
決定回絕 IBM
自行研發銅製程技術
聯電
選擇向 IBM 買下技術合作開發
IBM的技術強項只限於實驗室
在製造上良率過低
達不到量產
2003 年
台積電 0.13 微米自主製程技術驚豔亮相
客戶訂單營業額將近 55 億元
聯電則約為 15 億元
先進製程差異拉大
台積電一路躍升為晶圓代工的霸主
一家獨秀
0.13 微米改造了台積電
現在的聯電在最高端製程並未領先
策略上專注於 12 吋晶圓的 40 以下奈米
尤其 28 奈米,和 8 吋成熟製程
除了電腦和手機外
如通訊和車用電子晶片
幾乎都採用成熟製程以控制良率
及提供完善的IC 給予客戶
積極利用策略性投資
布局多樣晶片應用
例如網路通訊
影像顯示
PC 等領域
針對較小型 IC 設計業者提供多元化的解決方案
台積電不想做的利基市場
28 奈米製程
台積電
2011 年第 4 季即導入量產
聯電
2014 年第 2 季才量產
足足落後台積電長達2年半時間。
中芯
2015 年下半量產 28 奈米
競爭客戶
在 28 奈米需求疲軟
台積電仍能受惠於先進製程
而聯電將面臨不景氣的困境。
聯電未來策略
聯電計畫跳過20奈米
原因在於
20奈米製程在半導體上有其物理侷限
可說是下一個節點的過渡製程
效果在於
降低功耗
效能上突破不大
因此下一個決勝節點會是16/14奈米製程
2017年
計劃上半年開始商用生產14奈米 FinFET 晶片
以趕上台積電與三星
然而在隨著製程越趨先進
所需投入的資本及研發難度越大
聯電無法累積足夠的自有資本
形成研發的正向循環
未來將以共同技術開發
授權及策略聯盟的方式
彌補技術上的缺口