台灣半導體產業供應鏈依上下游可區分為設計、製造、封裝、測試等4大族群，自70年代以來，台灣半導體產業的產值即以晶圓代工為主，封裝／測試為輔，設計再次之。不過在1997年以後，IC設計業即一舉超越封裝／測試業，奠定日後晶圓代工、IC設計、封裝／測試等三分天下的態勢。

近來受到全球經濟復甦的腳步遲緩，再加上PC產業的景氣下滑，使得國內晶圓代工產值成長空間受到壓縮，以2001年台灣半導體產值為例，晶圓代工產值首度出現負成長，預期2002年情況不會比2001年來的糟，晶圓代工產值可能在2003年才有機會超越2000年的顛峰值。

相對的以IC設計業而言，其產值反而呈現持續而穩定成長，若以2000年的產值觀之，IC設計產值將由不到晶圓代工產值的1/4，在2003年將直逼晶圓代工產值的1/2，這意味著IC設計不但是半導體產業明星族群，且是未來協助台灣半導體產業從「製造代工」轉型為「設計研發」的重要關鍵。

《圖一　我國歷年半導體產業產值〈資料來源：工研院經資中心，2002年4月〉》

值得注意的是大陸市場的吸磁效應，迫使國內半導體製造／封裝大廠重新思考未來在兩岸分工的定位，更顯現IC設計業對台灣半導體產業發展的重要性。以產業發展趨勢觀之，台灣的未來出路絕非僅以成本競爭為訴求的大規模製造，相對地強調研發設計的IC設計業絕對是未來台灣必須掌握的設計與創新為主軸的新興產業。透過IC設計逐步累積的核心競爭力，進而發展以智財、設計、軟體及系統為核心的週邊產業—如光電、資訊、通訊等；最終目標為建立新市場與制定新的產品規格，不僅可以帶動台灣新的產業發展，又能以全面服務吸引國際廠商來台灣開發新的產品，為台灣製造業創造龐大商機。

SoC發展現況

過去因為IC設計難度並不高，設計方法並沒有受到太大的重視，但隨著電子產品朝微小化發展：短小輕薄、多功能等需求，必須整合一大堆元件的系統單晶片（System on Chip，簡稱SoC）成為潮流，因此如何將原本分別處在不同晶片上之IC元件（負責不同功能）整合在單一晶片上，即成為SoC主要課題。

目前台灣IC設計公司，大都是跟隨國外公司的設計腳步，以降低成本為主要營運訴求，導致產品無法達到高附加價值的領域，若台灣的IC設計想在SoC世代繼續發展，必須有能力發展具原創性的產品，如此則需與國際性系統領導公司策略合作。根據產業專家看法，未來SoC需整合的技術包括：低耗能高密度之邏輯線路、嵌入式記憶體（DRAM, SRAM）、非揮發性記憶體（FRAM, EEPROM, FLASH）、數位模組、類比模組、電源模組及被動元件等，其中記憶體部份為最先整合之關鍵零組件之一。

《圖二　晶片系統SOC功能組塊架構〈資料來源：資策會，2002年7月〉》

在發展SoC的設計理念當中，矽智財（Silicon Intellectual Property，簡稱SIP）更是扮演SoC的重要核心，其主要特徵在於透過已驗證過之可重複使用功能組SIP，快速達成晶片系統SoC的設計概念，確保產品上市的時效性。由於

SIP屬於新興的產業分工環節，是典型的知識經濟活動，需要大量的高科技研發人才，透過政府的鼓勵投入，輔導民間積極參與，將可激勵台灣IC產業更上一層樓，強化台灣IC工業的競爭力。

隨著SoC對目前多晶片將具全面的取代性之潛力，台灣 IC設計業、封裝業、測試業等若未及早切入佈局，可能喪失未來發展契機，甚至原有市場亦恐遭嚴重侵蝕，應未雨綢繆。因此如何打通IC設計公司與各個領域合作的關節，分別與系統、IP、晶圓代工及EDA等商合作，建立前瞻性SoC創新環境，是未來業者急需思索之課題。

《圖三　半導體產業價值鏈〈資料來源：矽導國家計畫，2002年4月〉》

矽導計畫的時代使命

為了提昇國內半導體產業的高附加價值，打破國內企業以「製造為重，創新／行銷輕之」之不穩定產業架構，往更高附加價值的產業結構發展，國家型矽導計畫也就因運而生。

回顧以往，雖然台灣高科技產業擁有大規模產品製造能力，然而支撐龐大製造產業所需的產品創新可說仍然相當薄弱，幾乎完全仰賴美歐各國之系統規格決定。此外近年來亞洲開發中國家包括大陸與東南亞，挾其低價之勞力資源，使台灣過去以低成本、高效率製造的優勢逐漸在消散中，因此，面臨國內半導體產業急需轉型，重新建立新的國際競爭優勢，矽導計畫之推動確實有其時代之使命。

晶片系統國家型科技計畫預期在未來 3-5 年間為台灣建立豐富的矽智財、整合電子設計自動化軟體 (EDA)、提供優良的設計環境，供全球系統設計廠商使用。使台灣能在製造利基上繼續做強有力的發揮，同時再開創出新的設計優勢，達到垂直整合的效果，從而在世界半導體、資訊與電子業扮演舉足輕重的角色。

《圖四　矽導計畫願景〈資料來源：矽導國家計畫，2002年4月〉》

矽導計畫經國科會委員會核准後，未來3年將投注新台幣76億元推動台灣IC設計產業升級，其中，28億元將透過科技專案方式，補助台灣IC設計業者，以及在台灣有研發中心的外商研發經費，總補助金額上限為廠商申請經費的一半。該項國家科技型計畫正式於2002年開跑，預計於2010年將使台灣供應全球八成的矽產品與相關製造，矽產業產值更高達新台幣10兆元。

該計畫的目標為建立台灣成為「全球SoC設計中心」，根據產業需求及技術發展趨勢，選定重點產品為主軸，據此發展所需要的SIP、平台建立，並實地使用已開發的SIP與平台作為實際的產品開發，然後透過這樣執行的成功案例來吸引全球客戶的樂於使用台灣所發展出來的 SIP，逐漸開展SoC之解決方案，使客戶的競爭力逐年提升。矽導計畫共分為五個分項計畫，包括多元化人才培育計畫、前瞻產品設計計畫、前瞻平台開發計畫、前瞻智財開發計畫、新興產業技術開發計畫等。

《圖五　矽導計畫分項架構〈資料來源：矽導國家計畫，2002年4月〉》

《圖六　矽導計畫技術關聯圖〈資料來源：矽導國家計畫，2002年4月〉》

2002年推動重點是發展IP交易平台及矽智財匯集服務。目前根據經濟部技術處公佈最新的廠商申請矽導業界科專計畫中，國內兩大半導體龍頭：台積電與聯電，透過旗下既有的設計服務聯盟的IC設計廠商創意與智原，分別在智財匯集服務上有所著墨。至於國外廠商部分，以EDA與測試廠商的腳步最積極於平台服務，其中Cadence 著重於EDA平台整合服務，Agilent著重於測試平台整合服務。

SoC發展瓶頸

近年來由於IC微縮製程進展快速、通訊應用興起，以及資訊家電時代來臨，使得SoC成為全球IC產業發展趨勢，SoC總產值據估計將由2002年的226億美元，成長到2006年的568億美元，其中以通訊業對SoC的需求更為明顯，佔SoC總產值將由2002年的42.5％，成長到2006年的44.6％。

其實SoC設計技術無論在國內外，一直都有正反兩極的評價。由於SoC技術難度及複雜度大增，使得半導體產業分工鏈將出現劇烈變化。以SoC技術難度而言，儘管被視為是未來支撐IC業者再成長的主要利基之一，然受限於製程整合與相容性，以及材料特性及設計複雜度等仍未克服，使得SoC發展仍有相當的瓶頸存在。

就以資訊產品發展來看，由於PC架構發展之高度成熟，加上新技術進度遲緩，造成產品汰換時間延長，因此不再是刺激市場成長的主要法寶，影響到SoC的發展時程。目前雖然有業者想將微處理器、南北橋晶片組整合成SoC推出，然因市場需求不振，且SoC仍面臨各IP微縮技術差距、製程差異性、測試複雜度、成本效益等考驗，使得目前有能力推出該項產品的業者仍在極少數。

在無線通訊方面，儘管手機應用的零組件已有逐漸整合的趨勢，零組件使用總數由過去的800～1,000顆，下降至現今約150～200顆，但SoC在無線通訊領域應用受限於價格、材料（如矽、化合物半導體整合）、耗電及散熱等特性，目前可說是還未發生。

系統級封裝可行性高

由於SoC困難點仍有待突破，另有一派人馬倡言以系統級封裝（System-in-Package，簡稱SiP）或多晶模組（MCM）取代SoC而竄起，頗值得觀察。以系統級封裝而言，其概念的興起主要是來自於半導體產業對產品的高整合性、低成本與完整系統結構上所產生的需求，雖然SoC似乎更能符合這些需求，然因SoC有不少待解決的技術性問題， SiP反倒是較易達成的次佳選擇。

簡言之，SiP是將一具備特定功能之系統／次系統，所需的電子零組件作整體且單一的封裝，這不單僅是多顆IC，尚涵蓋被動元件、連接器與天線等相關零組件的封裝，而透過對這些零組件的整合性封裝，可使這封裝後的系統／次系統具備特定的完整功能。

從整合層面來看，SoC係採單一製程整合不同特性的矽區塊，這牽涉到邏輯、類比、記憶體等半導體製程的相容，硬要整合三種線路於單一晶片，製程的複雜度將大幅提昇，且各線路效能也將面臨無法最佳化的問題，即便以現階段最普遍的CMOS製程，製造整合各不同功能特性矽組塊的IC，便有相當大的難度，至少在晶圓良率提高上，就是一大挑戰。但相對SiP而言，封裝階段才整合仍可以最適製程生產各類IC，無須解決難度相對高的製程問題。

SoC對產業鍊影響大

若從產業價值鍊的角度觀之，SoC對系統廠商、設計公司、半導體製造商，都將造成鉅大影響。系統廠商在過去的電子產品的價值鍊中始終與終端的顧客最為接近，由於這個特殊的位置，對於終端顧客的需求有開發及詮釋的權力，進而轉換「顧客需求」成為「系統規格」制定及對零件的採購這三個環節，因而控制這些商品的價值以及下游價值鍊各環節的價值的分配。當SoC世代來臨時，「零件」及其所衍生的 「組合」、「彈性」、「規格」等多重來源將會逐漸消褪。

換言之，過去零件廠商由於零組件通用的特性與供貨來源眾多的劣勢，形成系統廠商具有談判籌碼之策略優勢；然而當所有零件整合於單一晶片系統之內，從過去「少對多」轉成「一對一」或「多對一」的專買專賣，這種現象迫使系統廠商讓出價值分配的權力，進而失去整個產業價值鍊的龍頭地位；雖然系統廠商仍然掌握了自市場取得消費者需求的優勢，但是將消費者需求轉換成系統規格之後就必須交出指揮權。

當然系統廠商的市場行銷能力仍是重要的價值創造環節，但是原先有的多重價值環節被削薄了而覺得地位不安穩。系統廠商若要改進在價值鍊的處境，可能採取的方式是將勢力伸入SoC設計前期，也就是保有原先系統規格製訂的能力，並且將系統規格轉換成Soft IP，不過這與系統廠商的核心能力有些衝突。此外，造成系統廠商不想介入設計SoC的原因是因為SIP的規格、界面、整合及交易市場均未發展至成熟階段，以至於很難讓系統廠商來介入。

SoC要真正能興起，這些問題都得先解決，至少要讓每個單獨的SIP之使用，要能與目前製造完成的離散零件一樣容易使用。換言之， SIP在SoC 之中要如現在零件在線路板上插、拔的容易。目前日系廠商許多是採取這樣的策略，日系廠商幾乎都有自系統至半導體製造的完整垂直價值鍊。

結論

儘管SoC發展仍有相當的瓶頸存在，然而在進入後PC時代後，面臨網路基礎架構日益成熟，且3C整合的新商機可觀等因素吸引，未來IC業者如何提供高整合度、低功耗、多重作業系統、平台相容的SoC，將是業者兵家必爭之地。過去半導體業者僅須掌握生產終端產品的系統廠商的需求，SoC的趨勢迫使IC產品業者必須開始傾聽終端產品使用者的心聲，方能在產品規格與開發速度上符合市場需求。

倘若IC設計業者與系統業者能建立更緊密的合作關係，在各項元件設計及軟體開發共同使力，將可有效縮短產品開發時程及學習曲線，未來雙方合作機制勢必增加，也可望加速SoC普及的時程。此外將半導體產業與其他如生醫、微機等結合，開拓新的應用領域，對於提升台灣半導體技術的應用價值，將有莫大得助益。

尤其在面對台灣半導體界晶圓專工業西移後的產業空洞化的疑慮，政府目前的初步對策是希望台灣成為全球半導體製造重鎮後，也能成為SoC的設計及服務中心，以技術優勢的雙軸心策略來因應大陸半導體產業快速興起的競爭壓力。在全球半導體景氣的復甦狀況不明下，特別是在面對歐、美市場短期內的重挫萎靡，及各式產品報價加速下滑以刺激市場需求的衝擊，國內IC設計業者如何在未來業績成長的私為中，同時思考技術、產品、市場等三要素，將是台灣IC設計公司能否再創業績高峰的關鍵。