台湾半导体产业供应链依上下游可区分为设计、制造、封装、测试等4大族群，自70年代以来，台湾半导体产业的产值即以晶圆代工为主，封装／测试为辅，设计再次之。不过在1997年以后，IC设计业即一举超越封装／测试业，奠定日后晶圆代工、IC设计、封装／测试等三分天下的态势。

近来受到全球经济复苏的脚步迟缓，再加上PC产业的景气下滑，使得国内晶圆代工产值成长空间受到压缩，以2001年台湾半导体产值为例，晶圆代工产值首度出现负成长，预期2002年情况不会比2001年来的糟，晶圆代工产值可能在2003年才有机会超越2000年的颠峰值。

相对的以IC设计业而言，其产值反而呈现持续而稳定成长，若以2000年的产值观之，IC设计产值将由不到晶圆代工产值的1/4，在2003年将直逼晶圆代工产值的1/2，这意味着IC设计不但是半导体产业明星族群，且是未来协助台湾半导体产业从「制造代工」转型为「设计研发」的重要关键。

《图一 我国历年半导体产业产值〈数据源：工研院经资中心，2002年4月〉》

值得注意的是大陆市场的吸磁效应，迫使国内半导体制造／封装大厂重新思考未来在两岸分工的定位，更显现IC设计业对台湾半导体产业发展的重要性。以产业发展趋势观之，台湾的未来出路绝非仅以成本竞争为诉求的大规模制造，相对地强调研发设计的IC设计业绝对是未来台湾必须掌握的设计与创新为主轴的新兴产业。透过IC设计逐步累积的核心竞争力，进而发展以智财、设计、软体及系统为核心的周边产业—如光电、资讯、通讯等；最终目标为建立新市场与制定新的产品规格，不仅可以带动台湾新的产业发展，又能以全面服务吸引国际厂商来台湾开发新的产品，为台湾制造业创造庞大商机。

SoC发展现况

过去因为IC设计难度并不高，设计方法并没有受到太大的重视，但随着电子产品朝微小化发展：短小轻薄、多功能等需求，必须整合一大堆元件的系统单晶片（System on Chip，简称SoC）成为潮流，因此如何将原本分别处在不同晶片上之IC元件（负责不同功能）整合在单一晶片上，即成为SoC主要课题。

目前台湾IC设计公司，大都是跟随国外公司的设计脚步，以降低成本为主要营运诉求，导致产品无法达到高附加价值的领域，若台湾的IC设计想在SoC世代继续发展，必须有能力发展具原创性的​​产品，如此则需与国际性系统领导公司策略合作。根据产业专家看法，未来SoC需整合的技术包括：低耗能高密度之逻辑线路、嵌入式记忆体（DRAM, SRAM）、非挥发性记忆体（FRAM, EEPROM, FLASH）、数位模组、类比模组、电源模组及被动元件等，其中记忆体部份为最先整合之关键零组件之一。

《图二 芯片系统SOC功能组块架构〈数据源：资策会，2002年7月〉》

在发展SoC的设计理念当中，矽智财（Silicon Intellectual Property，简称SIP）更是扮演SoC的重要核心，其主要特征在于透过已验证过之可重复使用功能组SIP，快速达成晶片系统SoC的设计概念，确保产品上市的时效性。由于

SIP属于新兴的产业分工环节，是典型的知识经济活动，需要大量的高科技研发人才，透过政府的鼓励投入，辅导民间积极参与，将可激励台湾IC产业更上一层楼，强化台湾IC工业的竞争力。

随着SoC对目前多晶片将具全面的取代性之潜力，台湾IC设计业、封装业、测试业等若未及早切入布局，可能丧失未来发展契机，甚至原有市场亦恐遭严重侵蚀，应未雨绸缪。因此如何打通IC设计公司与各个领域合作的关节，分别与系统、IP、晶圆代工及EDA等商合作，建立前瞻性SoC创新环境，是未来业者急需思索之课题。

《图三 半导体产业价值链〈数据源：硅导国家计划，2002年4月〉》

矽导计画的时代使命

为了提升国内半导体产业的高附加价值，打破国内企业以「制造为重，创新／行销轻之」之不稳定产业架构，往更高附加价值的产业结构发展，国家型矽导计画也就因运而生。

回顾以往，虽然台湾高科技产业拥有大规模产品制造能力，然而支撑庞大制造产业所需的产品创新可说仍然相当薄弱，几乎完全仰赖美欧各国之系统规格决定。此外近年来亚洲开发中国家包括大陆与东南亚，挟其低价之劳力资源，使台湾过去以低成本、高效率制造的优势逐渐在消散中，因此，面临国内半导体产业急需转型，重新建立新的国际竞争优势，矽导计画之推动确实有其时代之使命。

晶片系统国家型科技计画预期在未来 3-5 年间为台湾建立丰富的矽智财、整合电子设计自动化软体 (EDA)、提供优良的设计环境，供全球系统设计厂商使用。使台湾能在制造利基上继续做强有力的发挥，同时再开创出新的设计优势，达到垂直整合的效果，从而在世界半导体、资讯与电子业扮演举足轻重的角色。

《图四 硅导计划愿景〈数据源：硅导国家计划，2002年4月〉》

矽导计画经国科会委员会核准后，未来3年将投注新台币76亿元推动台湾IC设计产业升级，其中，28亿元将透过科技专案方式，补助台湾IC设计业者，以及在台湾有研发中心的外商研发经费，总补助金额上限为厂商申请经费的一半。该项国家科技型计画正式于2002年开跑，预计于2010年将使台湾供应全球八成的矽产品与相关制造，矽产业产值更高达新台币10兆元。

该计画的目标为建立台湾成为「全球SoC设计中心」，根据产业需求及技术发展趋势，选定重点产品为主轴，据此发展所需要的SIP、平台建立，并实地使用已开发的SIP与平台作为实际的产品开发，然后透过这样执行的成功案例来吸引全球客户的乐于使用台湾所发展出来的SIP，逐渐开展SoC之解决方案，使客户的竞争力逐年提升。矽导计画共分为五个分项计画，包括多元化人才培育计画、前瞻产品设计计画、前瞻平台开发计画、前瞻智财开发计画、新兴产业技术开发计画等。

《图五 硅导计划分项架构〈数据源：硅导国家计划，2002年4月〉》

《图六 硅导计划技术关联图〈数据源：硅导国家计划，2002年4月〉》

2002年推动重点是发展IP交易平台及矽智财汇集服务。目前根据经济部技术处公布最新的厂商申请矽导业界科专计画中，国内两大半导体龙头：台积电与联电，透过旗下既有的设计服务联盟的IC设计厂商创意与智原，分别在智财汇集服务上有所著墨。至于国外厂商部分，以EDA与测试厂商的脚步最积极于平台服务，其中Cadence 着重于EDA平台整合服务，Agilent着重于测试平台整合服务。

SoC发展瓶颈

近年来由于IC微缩制程进展快速、通讯应用兴起，以及资讯家电时代来临，使得SoC成为全球IC产业发展趋势，SoC总产值据估计将由2002年的226亿美元，成长到2006年的568亿美元，其中以通讯业对SoC的需求更为明显，占SoC总产值将由2002年的42.5％，成长到2006年的44.6％。

其实SoC设计技术无论在国内外，一直都有正反两极的评价。由于SoC技术难度及复杂度大增，使得半导体产业分工链将出现剧烈变化。以SoC技术难度而言，尽管被视为是未来支撑IC业者再成长的主要利基之一，然受限于制程整合与相容性，以及材料特性及设计复杂度等仍未克服，使得SoC发展仍有相当的瓶颈存在。

就以资讯产品发展来看，由于PC架构发展之高度成熟，加上新技术进度迟缓，造成产品汰换时间延长，因此不再是刺激市场成长的主要法宝，影响到SoC的发展时程。目前虽然有业者想将微处理器、南北桥晶片组整合成SoC推出，然因市场需求不振，且SoC仍面临各IP微缩技术差距、制程差异性、测试复杂度、成本效益等考验，使得目前有能力推出该项产品的业者仍在极少数。

在无线通讯方面，尽管手机应用的零组件已有逐渐整合的趋势，零组件使用总数由过去的800～1,000颗，下降至现今约150～200颗，但SoC在无线通讯领域应用受限于价格、材料（如矽、化合物半导体整合）、耗电及散热等特性，目前可说是还未发生。

系统级封装可行性高

由于SoC困难点仍有待突破，另有一派人马倡言以系统级封装（System-in-Package，简称SiP）或多晶模组（MCM）取代SoC而窜起，颇值得观察。以系统级封装而言，其概念的兴起主要是来自于半导体产业对产品的高整合性、低成本与完整系统结构上所产生的需求，虽然SoC似乎更能符合这些需求，然因SoC有不少待解决的技术性问题， SiP反倒是较易达成的次佳选择。

简言之，SiP是将一具备特定功能之系统／次系统，所需的电子零组件作整体且单一的封装，这不单仅是多颗IC，尚涵盖被动元件、连接器与天线等相关零组件的封装，而透过对这些零组件的整合性封装，可使这封装后的系统／次系统具备特定的完整功能。

从整合层面来看，SoC系采单一制程整合不同特性的矽区块，这牵涉到逻辑、类比、记忆体等半导体制程的相容，硬要整合三种线路于单一晶片，制程的复杂度将大幅提升，且各线路效能也将面临无法最佳化的问题，即便以现阶段最普遍的CMOS制程，制造整合各不同功能特性矽组块的IC，便有相当大的难度，至少在晶圆良率提高上，就是一大挑战。但相对SiP而言，封装阶段才整合仍可以最适制程生产各类IC，无须解决难度相对高的制程问题。

SoC对产业链影响大

若从产业价值链的角度观之，SoC对系统厂商、设计公司、半导体制造商，都将造成巨大影响。系统厂商在过去的电子产品的价值链中始终与终端的顾客最为接近，由于这个特殊的位置，对于终端顾客的需求有开发及诠释的权力，进而转换「顾客需求」成为「系统规格」制定及对零件的采购这三个环节，因而控制这些商品的价值以及下游价值链各环节的价值的分配。当SoC世代来临时，「零件」及其所衍生的 「组合」、「弹性」、「规格」等多重来源将会逐渐消褪。

换言之，过去零件厂商由于零组件通用的特性与供货来源众多的劣势，形成系统厂商具有谈判筹码之策略优势；然而当所有零件整合于单一晶片系统之内，从过去「少对多」转成「一对一」或「多对一」的专买专卖，这种现象迫使系统厂商让出价值分配的权力，进而失去整个产业价值链的龙头地位；虽然系统厂商仍然掌握了自市场取得消费者需求的优势，但是将消费者需求转换成系统规格之后就必须交出指挥权。

当然系统厂商的市场行销能力仍是重要的价值创造环节，但是原先有的多重价值环节被削薄了而觉得地位不安稳。系统厂商若要改进在价值链的处境，可能采取的方式是将势力伸入SoC设计前期，也就是保有原先系统规格制订的能力，并且将系统规格转换成Soft IP，不过这与系统厂商的核心能力有些冲突。此外，造成系统厂商不想介入设计SoC的原因是因为SIP的规格、界面、整合及交易市场均未发展至成熟阶段，以至于很难让系统厂商来介入。

SoC要真正能兴起，这些问题都得先解决，至少要让每个单独的SIP之使用，要能与目前制造完成的离散零件一样容易使用。换言之， SIP在SoC 之中要如现在零件在线路板上插、拔的容易。目前日系厂商许多是采取这样的策略，日系厂商几乎都有自系统至半导体制造的完整垂直价值链。

结论

尽管SoC发展仍有相当的瓶颈存在，然而在进入后PC时代后，面临网路基础架构日益成熟，且3C整合的新商机可观等因素吸引，未来IC业者如何提供高整合度、低功耗、多重作业系统、平台相容的SoC，将是业者兵家必争之地。过去半导体业者仅须掌握生产终端产品的系统厂商的需求，SoC的趋势迫使IC产品业者必须开始倾听终端产品使用者的心声，方能在产品规格与开发速度上符合市场需求。

倘若IC设计业者与系统业者能建立更紧密的合作关系，在各项元件设计及软体开发共同使力，将可有效缩短产品开发时程及学习曲线，未来双方合作机制势必增加，也可望加速SoC普及的时程。此外将半导体产业与其他如生医、微机等结合，开拓新的应用领域，对于提升台湾半导体技术的应用价值，将有莫大得助益。

尤其在面对台湾半导体界晶圆专工业西移后的产业空洞化的疑虑，政府目前的初步对策是希望台湾成为全球半导体制造重镇后，也能成为SoC的设计及服务中心，以技术优势的双轴心策略来因应大陆半导体产业快速兴起的竞争压力。在全球半导体景气的复苏状况不明下，特别是在面对欧、美市场短期内的重挫萎靡，及各式产品报价加速下滑以刺激市场需求的冲击，国内IC设计业者如何在未来业绩成长的私为中，同时思考技术、产品、市场等三要素，将是台湾IC设计公司能否再创业绩高峰的关键。