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台灣IC設計業如何駕馭全球化浪潮?
 

【作者: 陳福騫】   2003年04月05日 星期六

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依據FSA的調查,現在全球約有超過1000家的IC設計公司,一半以上的公司在美國和加拿大,其他則分布台灣、大陸、南韓、以色列等地,台灣IC設計業以營收計,是僅次於美國居全球第二名。在全球前十大IC設計公司中,聯發科技(Media Tek)和威盛(Via Teck)分別以DVD Chipset和PC Logic Chipset名列第五名和第六名,如(表一),可以觀察到台灣IC設計公司主要是以PC及其週邊應用晶片為大宗。而由IEK ITIS計劃的統計資料可知,2002年IC設計業仍有不錯表現,估計銷售額共可達1478億台幣左右,較2001年成長21.1%。展望未來,台灣應該以完整的IC供應鏈為基礎,積極加強在無線通訊和多媒體方面的研發,並善用大陸的市場和資源,讓台灣的IC產業更上層樓。


電子產業群聚效應造就台灣IC工業

台灣具全球最強的IC產業供應鏈

台灣半導體產業上游的IC設計產業規模是僅次於美國的全球第二位,中游的晶圓代工方面,台積電(TSMC)與聯電(UMC)佔有全球近85%的市場,下游的封裝測試也出了日月光、矽品等世界大廠,衛星支援體系如設備、氣體、材料...也很完備,完整的產業供應鏈與規模經濟使得台灣的半導體產業產生群聚效應,發揮出強大的競爭力;銷售IC不僅是技術問題,更重要的是管理體制、組織方式、客戶關係的經營各方面的條件,加上好的創新環境和創投基金(Venture Capital)支援,凡此種種,使得台灣大概是矽谷之外,全球IC基礎建設最好的地區。正因為IC供應鏈組織綿密,各環節搭配運作順暢,使得IC的設計和生產成本低、效率高,競爭對手要模仿所有生產要件不僅需要很長的學習曲線,成本也會高於台灣,加上台灣產業的先佔優勢,IC產品利潤日益微薄等因素,使得進入IC產業的誘因降低。


表一 2002年全球前10大IC設計公司營收排名 ($ millions)
2002 2001 Company Country 2001 2002 % change
1 1 Qualcomm U.S. 1,395 1,942 39%
2 2 Nvidia U.S. 1,275 1,915 50%
3 3 Xilinx U.S. 1,149 1,125 -2%
4 5 Broadcom U.S. 962 1,083 13%
5 10 MediaTek Taiwan 447 854 91%
6 4 Via Tech Taiwan 1,009 729 -28%
7 6 Altera U.S. 839 712 -15%
8 9 ATI Tech Canada 480 645 34%
9 7 Conexant U.S. 646 627 -3%
10 13 SanDisk U.S. 317 493 56%
- - Top ten total - 8,519 10,125 19%
資料來源:Source: IC Insights Inc. 2003/02

龐大下游系統商為台灣IC公司最佳客戶

台灣近年來由於資訊電子工廠大量外移到大陸,使大陸已經成為全球第三大資訊生產國,其中有七成的營業額為台商所貢獻;所以雖然大陸的IC市場需求有超過台灣的趨勢,但系統設計以及IC之選用採購權卻仍掌握在台商手上;此外台灣還有一競爭優勢,就是能有效利用大陸低廉的製造成本,台灣人能如此,是因為了解中國文化,懂得如何在大陸做生意跟管理員工,這是想進入大陸市場的日本、韓國或美國的企業永遠比不上的。


在經濟不景氣的大氣候下,很多國際級的大公司把R&D裁掉,開始找別人幫忙設計,台灣在IT製造這一環全球馳名,加上又能充分利用大陸低廉的製造資源,自然是外商合作的首選;目前,國際IT大廠如Dell、HPQ、SONY等資訊電子廠商,以及通訊品牌大廠的研發中心已有漸漸移往台灣的趨勢,預料台商將會有更多的機會掌控產品設計和零組件採購大權。


IC設計和製造成本攀高使競爭者難以跨越

《圖一 晶片開發成本變化趨勢圖》
《圖一 晶片開發成本變化趨勢圖》Source:ITRS、拓墣產業研究所整理,2003/03

在晶片整合的趨勢下,IC設計廠商須結合各種3C技術,並就系統層次做產品規格的考慮,同時掌握硬體及軟體核心技術,再將所有功能整合在單顆SoC晶片上,工程原型的開發成本也都越來越高,過程中所需用到的工具和人力資源都很龐大;也隨著IC微縮製程技術的快速推移,單一晶片上所要整合的電晶體數目愈多,IC設計的挑戰也越來越高(圖一);因此,以現在的環境要成立一家新的IC設計公司成本可不像之前那麼低了。至於未來興建一座12吋晶圓廠需要30億美元左右,全世界以後只有少數大公司有財力去蓋12吋晶圓廠,依據Goldman Sachs的報告,IC銷售年營收沒有超過70億美元的公司,是沒有辦法負擔一座先進的12吋晶圓廠的,如(圖二)。由於台灣已是全球第二的IC設計王國,TSMC加UMC在台灣又已經有約三座12吋晶圓廠的產能正式運轉,未來還會再增加,因此台灣在IC設計和製造上已經具有經濟規模且並建立了極高的進入障礙,對許多企圖進入這個產業的競爭者來說,其進入成本和退出障礙可是非比尋常



《圖二 興建12吋晶圓廠所需營收規模》
《圖二 興建12吋晶圓廠所需營收規模》Source:Goldman Sachs,2002

系統研發能力為台灣更上層樓的關鍵

系統規格制定為IC產業最高殿堂

台灣因為沒有廣大的內需市場以及足以制定規格的大廠,所以在開發新的系統規格上先天已經不足。除此之外,台灣業者如果想要自行開發一個全新產品的系統架構和規格,首先就要對市場有相當深入的了解,進而進入系統設計階段,相關支援系統軟體的開發又是另一個棘手的問題。縱使台灣業者真的找到可以一起進行策略聯盟的軟體開發公司,最後還必須要考慮的另一個問題是,有沒有大的系統公司或相關廠商聯盟願意採用台灣業者所開發出來的新架構?有鑑於此,台灣業者想要開發出新的產品規格實在是困難重重,但這也是IC產業中最具影響力和利潤的途徑。


無法提供Total Solution為進入網通晶片市場障礙

進入網路多媒體的時代,網通晶片大廠紛紛推出各自的平台標準,如Intel將CPU一舉延伸至網通相關領域,如伺服器、可攜式行動電話;而原本在行動電話DSP領域稱霸已久的TI,也針對智慧型手持裝置推出OMAP平台,加上ST的Nomadic,可以預見的是,既有優勢者將持續以品牌擴散策略擴大經營佈局,以墊高進入產業的門檻,阻絕了很多競爭者的機會,大者恆大的趨勢更加明顯。所以展望未來,擁有完整的解決方案、完整的產品線,以及有規模經濟的網路通訊晶片廠商較具競爭力;雖然台灣有頂尖的PC邏輯核心、光學儲存以及網路卡晶片廠商,但是台灣IC設計廠商極少能同時具備基頻、RF相關技術,在各大廠環伺下處於非常不利的位置。


培育通訊多媒體人才是台灣當務之急

根據資訊工業策進會的統計,台灣資訊電子相關產業每年至少需要28000名人才,但是台灣的教育體系每年僅能提供8000名的資訊相關人才,資訊業人才嚴重供不應求,加上具備十年以上經驗的資深系統設計人才屈指可數,在帶動產業升級上無法全面發揮帶頭功用;其他如優惠法令、稅務上並沒有針對性質特殊的矽智財做出優惠規定,多少也減低了IC設計產業的競爭力;台灣IC設計產品的應用領域主要在資訊產品(65.7%)、消費性電子(18%)以及通訊(14.1%),在各家IC設計公司逐漸擴充產品下,處於成熟期的產品又過於集中,殺價競爭必不可免,毛利日益微薄,有必要朝更高、更多樣化的技術領域提昇,所以培養高頻、無線通訊、類比設計及系統人才為當務之急。


全球化浪潮下大陸將跟世界市場接軌

近年來,大陸快速吸收全球資訊電子業者的資金,已成為全球資訊電子產品的生產基地,大陸的IC市場及工業都在成長中。根據Dataquest預估,大陸半導體市場規模,自2001年起,將以17%的年複合成長率增加,而這些產品將一路成長到2006年的350億美元,是全球成長最快的市場,但是大陸本身並無法滿足這樣的需求,目前約有九成的IC仰賴進口。


大陸官方政策大力扶植IC設計產業

表二 大陸主要IC設計產品及其代表廠商或機構
IC產品 大陸廠商或機構
通信系統設備用ASIC 安深亞電子、北京潤光泰力科技、烽火通信科技、北京華虹NEC積體電路以、北京六合萬通...
DSC控制IC 北京中星微電子、深圳市國微電子、南京微盟電子、北京華虹NEC...
CMOS影像感測器 北京中星微電子、南京微盟電子、成都華微電子...
DVD/VCD伺服電路 杭州士蘭微電子、成都華微電子、無錫華晶矽科微電子...
MPEG編解碼IC 北京海爾IC設計公司、西安聯經科技、杭州士蘭微電子、上海貝嶺...
LCD驅動IC 杭州士蘭微電子、北京中星微電子、無錫華晶矽科微電子、深圳市國微電子、上海貝嶺、上海達世微電子...
音視頻IC 北京華虹NEC、中星微電子、深圳國微、山東大學多螢幕微機研究所、杭州國芯科技、北京華虹NEC、北京火馬微電子、南京微盟電子等公司...
MCU 上海矽創微電子、上海復旦微電子、北京微電子技術研究所、北京希格瑪微電子、北京華虹NEC、杭州士蘭微電子、深圳國微、無錫華晶矽科微電子、西安亞同積體電路、上海聖景科技、東莞東洋電子...
IC卡產品 中國華大積體電路設計中心、上海華虹NEC、北京東世半導體、上海復旦微電子、大唐微電子和北京火馬微電子等公司...
低階混合訊號IC 南京微盟電子、浙江大學微電子所、北京東世半導體、資訊產業部電子所...
資料來源:Source:拓墣產業研究所,2003/03

大陸官方為提振半導體產業,祭出17%的加值稅優惠等政策,並且在以市場換取技術的前提下,藉由各種標案的發包權以及晶片規格的訂定權協助大陸本土業者取得國外的技術與產品,並逐漸搶佔原來被外商壟斷的市場;並在1993年以及1999年進行908與909工程電路設計專案,在財務上支持大陸本土業者;2001年又發布「十八號文件」強調加速軟體產業(如IC設計與軟體)與加速信息化,以稅收、融資、技術與出口等10個方向支持IC設計與軟體產業的發展,各研究機構採取定向單項研究的模式,並號召在美國矽谷的大陸人才回國創業。目前大陸共有100多家的IC設計機構,大部分不是大陸官方擁有就是晶圓廠裡的設計部門,如(表二)。


大陸IC產業仍處於萌芽階段

大陸的IC設計產業雖然有許多國營企業與學術機關參與發展,但是在實際的商品化成績以及經驗上仍舊非常缺乏,很高的比例僅止於學術界的研發階段,實際生產上的SIP以及EDA的支援非常缺乏,中游晶圓的製造仍停留在6吋為主的階段;目前大陸的半導體上下游產業結構尚未完整,能夠商業運轉的晶圓廠數量也不多,大多數的IC設計業者還停留在0.5微米製程以上的階段,也因為國際「The Wassenaar Arrangement」禁止軍民雙重用途高科技設備輸入大陸,所以欠缺0.25微米以下的先進製程就近支援,大陸的IC設計公司僅能投片到台灣或是日本的晶圓廠,無法密切合作使得設計人員對於半導體製程了解有限,投片交期嚴重落後。此外,大陸員工對智財權的不尊重更是令人敬謝不敏,仿冒嚴重的情況往往令客戶大為頭疼。


台灣晶圓廠西進將健全大陸IC工業體系

大陸現在是封閉式的市場,存在著稅負障礙及消費者購買習慣的非稅負障礙,現在如果不設法進去,將來有可能會失去這個市場。如今,台灣政府已經決定開放廠商前往大陸設8吋晶圓廠,而廠商基於未來在大陸IC設計客戶的佈局考量,勢必幫助大陸的IC業者在技術以及經驗上快速提昇,以便在未來成長茁壯時可以成為他們的客戶;日前TSMC就在大陸舉辦IC設計研討會,派出工程師講師與大陸IC設計業者交流,並且與海爾集成等廠商合作,指導大陸IC設計業者提早進入狀況,熟悉設計法則並加速成熟度,縮短產品研發時間與上市時程。換個角度看,大陸IC設計業者技術的提昇某種程度上對於台灣的IC設計業者是一項威脅,值得深思。


全球化趨勢下大陸稅率及低成本優勢不再

不過大陸加入WTO之後,開放市場是局勢所趨,現在大陸各地方政府對於各項投資的優惠承諾很多都是沒有法律基礎的,不僅不符合WTO的精神,甚至也違背了大陸國家的法令,這對廠商來說是極大的風險;而且大陸如果刻意提高IC進口關稅以保護大陸境內的IC工業,最後反而會因為採購成本的增加而傷害其成品工業。此外,相對於其他晶片生產基地,如日本和台灣,大陸的成本優勢並不明顯;因為晶片製造屬於資本和技術密集工業,勞動力成本並不是關鍵因素,在人工等方面的優勢,可能僅會令整體生產成本降低3%左右,但這3%的優惠可能會被基礎設施的缺乏而抵消。何況IC非常昂貴且又具有輕、薄、短、小之特性,空運非常方便快速,相對成本也不高,因此未必要在接近市場當地製造,才能取得大陸市場。


台灣應努力成為研發中心並積極佈局大陸

表三 台灣IC設計產業的SWOT分析
 強勢   弱勢
˙半導體上中下游完整供 鏈
˙全球第二大IC設計基地
˙龐大下游資訊、通訊電 子代工市場
˙營運彈性大,效率高, 具成本優勢
˙與矽谷互動佳,商品化 能力強
˙政府矽導計劃重大投資
˙財務實力佳,資金來源 多
 ˙無制定規格的市場和廠商條件
 ˙業者產品同質性過高,彼此競爭激烈
 ˙高頻、無線通訊、類比設計以及系統人才不   足台灣當局保守政策以及對人才的限制
 ˙IP使用環境不佳
 ˙缺乏軟體開發的環境
 ˙對終端市場缺乏掌握,產品創新性不足
 機會  威脅
˙國際手機、PDA大廠代 工訂單釋出到台灣
˙國際大廠研發中心落腳 台灣
˙通訊和消費性電子出現 新的應用市場
˙與具潛力的大陸市場有 相同語言文化
˙大陸市場提供訂定規格 可能性
˙能利用大陸人才加強研 能力
 ˙國際大廠品牌擴散效應壓縮生存空間
 ˙PC市場飽和,成本戰開打
 ˙國際大廠利用SIP專利訴訟打擊台灣
 ˙後有大陸、韓國、印度、以色列追趕
 ˙WinARM架構正逐步統一手持式平台
 ˙大陸、南韓等政府對自家廠商刻意的政策、   資金扶持
Source:拓墣產業研究所,2003/03

強化核心競爭力並朝多角化發展

台灣的IC設計業者應以自己做得最好的領域--PC相關的設計作基礎,然後再慢慢以此為中心發展出去。首先就是在自己設計的晶片上,整合更多繪圖、通訊功能,讓下游客戶在台灣就能找得到更好的替代方案。而在多媒體、無線與有線通訊、家庭娛樂等相關的範疇,由於IC 價格持續走低,在毛利率持續受到壓縮的大環境下,歐美通訊和多媒體公司也逐漸將研發部門移往成本相對低廉的亞太地區,這對台灣IC 設計產業的發展非常有利;台灣應該善用自己在PC相關晶片的成功經驗,轉移到通訊和數位消費性電子產品上,業者應加緊在無線通訊、類比、視訊和SoC等技術佈局,並結合台灣下游資通訊系統ODM/OEM優勢,積極轉進到高階設計技術的研發。


運用「快老二策略」可確保台灣優勢

美國是全球科技產業的先鋒,這情勢短期之內是無法改變的,台灣如果要去創造一個從無到有的東西,將不具任何競爭力,最好是能將既有的產品或技術做改善;就像PC雖然不是我們發明的,但是我們有辦法把它做得最好、最快、最便宜、最有效率。所以,台灣廠商能做的,就是追隨科技先進大國的腳步,找到下一波科技應用的重點,然後去把它做到最好、最便宜,不要想當老大,但是要當最快、最有效率的老二。以台灣和矽谷地區的頻繁互動,以及和電腦通訊品牌大廠之間密切配合的關係,加上能將技術商品化的高素質工程人員,並結合完整有效率的產業供應鏈,台灣將能持續在全球電子供應鏈中扮演重要的角色;尤其現在電腦與通訊間的連結,一直到今日才真正聚集在一起,在整合這兩項科技的過程中,產業將會有新的需求和技術出現,台商應加緊尋覓新創的機會才是。


兩岸優勢互補可共同制定產品規格

由於大陸在消費性電子與通訊產品市場成長非常迅速,如今大陸已經成為行動電話全球第一大市場,未來通訊前景看好,且大陸電視及網路的市場都很大,也由於市場夠大,因此產品規格可以自己定義;加上擁有如大唐電信、中興電訊等大型電信設備公司,無疑是提供了規格制定的發展環境;正因為大陸IC設計、製造能力的缺乏,台商可以掌握此一契機,利用語言文化和地緣優勢,搶先在外商之前提供優勢的設計能力以及先進製程技術,和大陸IC設計公司與晶圓製造廠商策略聯盟,再整合大陸國營企業或是系統公司衍生的設計公司合作,並聯合兩岸的軟體開發與支援工具開發的公司,從應用產品面切入,以大陸廣大的內需市場為基礎,應該有很大的機會可以規劃出全新產品的系統架構。


大陸市場為台灣IC設計業者的新機會

台灣政府應該積極開放IC設計產業赴大陸投資,以駐點搶訂單或設計研發中心的模式,充分利用大陸IC設計人才,或是開放大陸甚至是世界各地專業人才來台服務,以強化台灣研發IC的實力。大陸的IC設計公司雖然數目眾多,但是多屬低階產品,整體來說台灣IC設計擅長的PC以及周邊晶片產品相較於大陸有很大的優勢存在,因此台灣可憑藉較佳的數位設計技術和系統整合優勢,與大陸發展出上下游互補關係,或善用專業分工方式,將低階產品設計交由大陸進行;至於台灣則是轉往更高附加價值產品及系統進行技術開發。此外,因為大陸當地賣的最好的產品是當地品牌,台灣業者一來可以把IC賣給當地廠商,二來可與之合作開發手機、PDA等產品,畢竟以大陸市場的廣大、通路的複雜、產品的廣度等,都與台灣市場不同,台灣IC業者可藉此了解大陸的產業結構和市場趨勢。


(作者為拓墣產業研究所半導體分析師)


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