有些供應確實中斷了，例如馬來西亞因新冠疫情而封城，影響了當地的半導體封裝作業。 但根據研調機構IC Insights的資料，2021年全球生產的晶片比以往多——超過1.1兆個半導體裝置，與2020年相比成長了13％。 那是新的個人電腦、5G手機、AI資料中心所帶動的需求，最終而言，是我們對運算力永無止境的需求所驅動的。 在股感知識庫中我們有介紹過整個半導體產業鏈發展，從原先的IDM（垂直整合製造）模式逐漸發展成現今的IC產業鏈專業分工模式，其中就分為 IC設計、IC製造、以及 IC封測三段不同的製程階段。 其中 IC封測就是整個半導體製造過程中最後的階段，主要目的確保 IC成品的良率，對其進行測試、包裝保護。 目前，台積電的毛利率在 50% 左右，這是在該公司最近幾年向 5nm 、 3nm 和 2nm 製程大力投資情況下取得的，已經是很高的水準了。
產業聚落化帶來三大好處，大大降低成本，將利潤做大，甚至比競爭者「快」。 這種分工細膩、廠家靠近的台灣模式，比日本從頭做到尾的一站模式，生產時間足足快一倍。 整體來看，無論是碳化矽或氮化鎵，將來在應用上都會用到碳化矽基板，「得碳化矽基板者得天下」已成為業界共識，國際大廠也陸續透過併購，取得碳化矽基板技術。 長成晶柱的碳化矽晶錠，首先會切割成晶片，經過機械研磨、化學侵蝕，將表面磨得光滑如一面鏡子，最後成為積體電路（IC）基板。
半導體晶片: 半導體科普》晶片、晶圓傻傻分不清？一張圖秒懂半導體生態
根據IPC的標準J-STD-012, "Implementation of Flip Chip and Chip Scale Technology"，以符合晶片規模，封裝必須有一個面積不超過1.2倍，更大的模具和它必須一個單晶片，直接表面貼裝封裝。 有一次，我參加他們的會議，一位同仁在報告公司所有產品的生產良率狀況。 總共有10個產品，因此他就畫出了一個趨勢圖，圖中包含10條線，分別代表每個產品的良率。
然後像照片一樣，在濺鍍好薄膜的晶圓表面上，再塗上一層稱為「光阻」的感光層，接著透過「紫外光」和「凸透鏡」把光罩上的電路圖縮小、轉印到晶圓表面的光阻上。 首先，把設計圖轉移到晶圓上的 IC 製造過程大致分成 6 個階段，依序為：晶圓、靶材濺鍍、塗佈光阻、光罩微影、蝕刻、去除光阻，如下表。 除此之外， ic設計產業中，工程師在設計 IC 時，除了 ic設計本身，還會使用到像是 EDA 這樣的「ic設計工具」，也是半導體產業鏈上游 ic設計的一環。 IC 設計龍頭聯發科（2454）公布 6 月合併營收，達 382 億元，年減 25.1％，月增 21.07％，累計前六月合併營收 1,937 億元，年減 35.07％。 展望下半年，法人表示智慧型手機終端需求能見度有限，惟最壞情況已過，可望逐步回升。 比一縷人類的頭髮還小的得多，大約是50至100,000納米。
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半導體首先是在美國研發的，但隨著時間推移，東亞作為一個半導體製造中心冒出了頭，主因是該區域個政府的激勵措施，包括補貼。 據台灣媒體報導，台積電預計核准資本預算28.87億美元，擴產該公司在南京廠的產能，預估將擴增月產能達4萬片14奈米晶片。 AI最近因與ChatGPT等自然語言處理器的驚人能力而受到更多關注，但當應用在晶片設計的各個階段，包括設計最佳化、佈局、模擬和驗證下，人工智慧演算法可以幫助更有效地探索設計空間，能比傳統方法更快地發現最佳設計配置。 當時陳進財誠實表示，大概需要100億資金，而且至少5年以上才能回本，沒想到葉國一二話不說，當月就將10億現金匯入穩懋半導體的戶頭，挽救了當時正面臨倒閉危機的公司。 從電子學的術語來說，砷化鎵屬於三五族，而在俗稱「三五族半導體」中，砷化鎵的發展最為成熟，傳輸速度是矽晶圓的五至六倍，在無線通訊及光纖通訊上都有出色的表現。
半導體和導體之間有個顯著的不同是半導體的電流傳導同時來自電子與電洞的貢獻，而導體的費米能階則已經在導帶內，因此電子不需要很大的能量即可找到空缺的量子態供其跳躍、造成電流傳導。 此外，根據代表電子和供應鏈設計行業的位於加利福尼亞的 SEMI 提到，Moov 通過其無條件退款保證為購買二手設備的製造商消除了購買風險。 至於 GaN-on-SiC 的關鍵材料 SiC 基板，製程更是繁雜、困難，過程需要長晶、切割、研磨。 生產 SiC 的單晶晶棒比 半導體晶片 Si 晶棒困難，時間也更久，Si 長晶約 3 天就能製出高度 200 公分的晶棒，但 SiC 需要 7 天才能長出 2 到 5 公分的晶球，加上 SiC 材質硬又脆，切割、研磨難度更高。 GaN 應用領域則包括高壓功率元件（Power）、高射頻元件（RF），Power 常做為電源轉換器、整流器，而平常使用的藍牙、Wi-Fi、GPS 定位則是 RF 射頻元件的應用範圍之一。 第三代半導體在高頻狀態下仍可以維持優異的效能和穩定度，同時擁有開關速度快、尺寸小、散熱迅速等特性，當晶片面積大幅減少後，有助於簡化周邊電路設計，進而減少模組及冷卻系統的體積。
半導體晶片: 台灣產業能走的下一步：「半導體+n」
2020年台灣半導體（IC設計＋晶圓製造＋IC封測）產值一躍達到3.22兆元，擺脫五年低原期，創造出20.9%高成長率。 不過，由於台灣在矽的製造、封測製程上，原本就擁有高度的技術含量，長久來看仍可借重矽微影、薄膜、蝕刻等製程生產製造流程的基礎，以解決材料挑戰。 長期而言，碳化矽基氮化鎵（GaN on SiC）被視為是未來的主流技術，因為碳化矽基板的導熱性優異，氮化鎵磊晶層的品質較佳，適合高溫、高頻、高功率的產品，如5G基地台、低軌衛星應用。 Nvidia 下週即將發布最新財報，從過去一個月其他科技公司的財報顯示，現在晶片的週期性復甦已開始，且人工智慧（AI）成為這波需求的強勁需求。
台積電總裁魏哲家表示，高性能電腦、車用需求超乎預期，2021年1-6月台積電重新調配產線，擴大車用晶片產量，較2020年同期增加30%。 由於全球指標車廠力求2035年達到100%零碳排，新供應鏈持續擴展，商機無限。 市調機構MarkLines資料顯示，電動車將佔所有公路運輸活動的80%以上；MarketWatch則預估，2027年全球影像顯示晶片市場規模約達57億美元，車用電子產值可望爆炸性成長。 1999年，從美國歸國的一群砷化鎵領域菁英，因為看好通訊產業發展，成立亞洲第一間六吋砷化鎵晶圓代工廠，熬過長達數年的研發時間，終於掌握自有技術，自 2010 年起，躍身成為全球最大的砷化鎵晶圓代工廠。 其中一種是建設新的半導體生產線，使產量增加；另一種則是提高現有生產設備的精細製程，使相同面積的晶圓（Wafer）能製造出的半導體晶片數量提升。
半導體晶片: 半導體良率是什麼？
過去幾年，供應鏈帶給我們的真正啟示，跟脆弱性無關，而是跟獲利與權力有關。 台灣的非凡崛起讓我們看到，一家公司有遠見、有政府資金的支援，如何改造整個產業。 與此同時，美國限制中國取得晶片技術的限令則顯示，晶片業的鎖喉點有多強大。 不過，中國半導體業過去10年來的崛起也提醒了所有人，這些鎖喉點並非持久有效。
2022年美國通過《芯片與科學法案》，向在美國生產半導體的公司提供 530 億美元的援助和補貼，一些行業龍頭抓住這一機會。 這也就是為何美國，亦即大部分半導體技術的來源地，正在設法將其排除在外。 除了中國大陸之外，在半導體產業方面落後於亞洲及美國的歐盟，也在遭遇晶片荒之後盛情邀請台積電，美國英特爾和韓國三星前往歐盟設廠。
半導體晶片: 封裝與測試：
現階段，由於台灣的第3類半導體產業尚未規模化發展，市場上並沒有相關的機器設備供應商。 此外，PIMCO研究分析，由於地緣政治衝突，全球科技公司的投資意願降低，導致半導體供給吃緊。 台灣與南韓業者占全球晶圓代工營收逾83％，先進製程晶片的營收集中度更高。 「即時生產(Just 半導體晶片2023 in Time)」模式在供需穩定的情況下效果最佳，但以目前的環境，全球製造商可能必須考慮採取「預先生產(Just in Case)」模式。 在市場需求方面，全球客轎車原本預估應該在今年可以達到8,285萬輛，但受到俄烏戰爭影響而出現下修，加上新冠疫情在亞洲區域影響持續發酵，可能要等到2023年才能回到2019年疫情前全球客轎車產量的水準。
其擁有世界上最強大的低功耗藍牙協議棧開發團隊，該團隊在公司內部對公司所有 “ SoftDevice ” （ Nordic 低功耗藍牙和 ANT 協議棧名稱）進行設計、測試和驗證。 Marvell 成立於 1995 年的 Marvell 在巔峰的時候曾經位列全球半導體前五。 但在高通、聯發科和展訊等大舉殺入之後， Marvell 節節敗退。 之後， Marvell 進行了自我調整，從 2017 財年開始， Marvell 直接砍掉了 “ 行動和無線業務 ” ，提高了對 “ 網路 半導體晶片 ” 業務的重視。
半導體晶片: 全球十大半導體公司
萬一晶圓代工廠的生產技術比IDM落後，那IC設計廠所設計的半導體效能也無法有良好的表現。 半導體晶片 目前專業晶圓代工廠台積電（TSMC）的製造技術遠遠超過IDM廠的英特爾，英特爾的地位因此大幅下降，晶圓代工廠則迎接全盛時期的到來。 2020年，就在美國開始對中國實施晶片鎖喉策略，切斷中國一些領先的科技公司取得美國晶片技術的管道時，第二個晶片鎖喉點開始掐緊了世界經濟的部分領域，某些類型的晶片變得難以取得，尤其是廣泛用於汽車的基本邏輯晶片。 華為等中國公司至少從2019年開始就在囤積晶片，為未來可能遭到美國制裁預做準備，中國的晶片製造廠則是盡可能地買進製造設備，以防美國決定加強對晶片製造設備的出口限制。 拜登面對螢幕，在Zoom上向一群執行長宣布：「我們國家已經太久沒為了超越全球的競爭對手，而做必要的大規模、大膽投資。」他坐在白宮羅斯福總統的肖像之下，舉起一塊12吋的矽晶圓，訓斥那些高管「在研發與製造方面落後……我們必須加油」。 為了討論美國對晶片短缺的反應，拜登邀請了台積電等外國公司以及英特爾等美國晶片製造商，還有飽受半導體嚴重短缺之苦的知名用戶來開會。
反過來說，如果五價元素如磷摻雜至矽半導體時，磷扮演施體的角色，摻雜磷的矽半導體成為n型半導體。 半導體之所以能廣泛應用在今日的數位世界中，憑藉的就是其能藉由在本質半導體加入雜質改變其特性，這個過程稱之為摻雜。 摻雜進入本質半導體的雜質濃度與極性皆會對半導體的導電特性產生很大的影響。
半導體晶片: 半導體廠「毛利率」狂飆！晶片短缺潮，誰是大贏家？
圖二說明了由各類材料製造出的功率元件的操作頻率與功率範圍，並說明可應用的領域。 最關鍵的是， TI 居於全球模擬半導體老大的地位，以生產高壓功率半導體為主，這也是電動車的關鍵零組件，三星想要收購 TI 也就理所當然了。 不過，收購 TI 卻並不容易，從最新的市值來看， TI 目前的市值高達將近 1,600 億美元。 不過以三星公布的 2020 年第 3 季末持有現金總額約為 1040 億美元計算，如果加上股票置換等方式，併購 TI 也並不是天方夜譚。 根據恩智浦官網顯示，在汽車業務上，其產品覆蓋了MCU和MPU、車載網路、媒體和音樂處理、智能電源驅動器、能源與電源管理、感測器、系統基礎晶片、駕駛員輔助收發器、汽車安全等。 恩智浦在車輛的應用處理器（AP）和資訊娛樂方面擁有出色的技術能力，預計將與三星電子子公司H ARM an產生巨大的加乘作用。
看完圖片，我來用「三明治」解釋一次：假設我有一塊火腿（晶棒），想要做三明治，於是跟美食家要了超好吃三明治的菜單（IC設計），同時將火腿切一切，變成火腿片（晶圓）。 這裡我整理出想強調的內容如下，為了降低半導體成本，大規模的資本支出是無可避免的，因此半導體成本中固定費用的比重非常高。 日月光投控（3711） 今（18）日於台北盛大舉行「2022最佳供應商頒獎典禮」，來肯定表現卓越的供應鏈夥伴。
