Junior產業：中美貿易戰對晶圓代工影響
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COVID-19在全球爆發，2020全球半導體銷售額原先預計成長5%左右，現已下修至3.3%。 中國企業無法取得曝光機是目前面臨最大的挑戰，可能必須透過先進封裝應對無法在N+2製程後繼續推進先進製程的影響 ＿ 提醒： (1)此份報告所提供之資料僅供參考。報告中之內容取材於據信為可靠之資料來源，但概不以明示或暗示的方式，對資料之準確性、完整性或正確性作出任何陳述或保證。任何資料、建議或預測將根據實際情況而隨時更改，Collaborator不保證其看法或預測將可實現，因此不對任何人因使用任何報告提供之資料、建議或預測所引起之損失負責。 (2)此份報告所提供之投資建議(如買進、中立、賣出)、目標價相關字眼，為學術性社團為貼近業界實際產出所練習使用，僅供學術討論使用，並無對特定讀者收取費用(即所謂對價關係)，不具投資參考。 (3)本報告並未考量任何特定投資人個人之財務目的、現況及需求。投資人作任何決策前，需考量自身財務目的、現況及需求，審慎研判個人於投資風險上之承受能力，以做出合適之投資決策。 (4)投資不同標的牽涉某些風險，包括政治、經濟或產業等變動。本報告所指涉之國家、產業、公司、證券及市場僅用以說明趨勢、情形或投資過程。其資訊不得視為買進或賣出任何證券之建議、推薦、請求或提議等意見。
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- 1. 產業：中美貿易戰對晶圓代工影響 1 政大金融碩二 孫嘉蔚 政大金融碩二 張誠允 台大會計三 徐兆詮 台大財金三 林妍均 台大財金三 鄧宇翔 2020/09/05
- 2. Agenda • 結論 • 產業現況 • 中國長期目的＆短期政策手段 • 美國長期目的＆短期政策手段 • 未來發展 • 公司介紹 • 結論 • 附錄 2
- 3. • 由於COVID-19在全球爆發，2020全球半導體銷售額原先預計成長5%左右，現已下修至3.3%。 • 中國企業無法取得曝光機是目前面臨最大的挑戰，可能必須透過先進封裝應對無法在N+2製程後繼續 推進先進製程的影響。 • 以目前中芯必須持續增加資本支出以推進先進製程的策略，現階段的政府補貼顯然不足，未來必然需 要持續的政府補助，或在市場進行融資與現金增資。 • 政府補助威力在於若開發遇到瓶頸或技術選擇錯誤，不致因此缺乏現金流進行接下來的資本支出和研 發費用，避免世代落後造成虧損擴大而無力投資(如格羅方德)。 • 美國已經解決技術強制轉讓問題，眼下的目標為縮減貿易逆差、推動半導體產業鏈回流；強化美國晶 圓代工已成為兩大黨共識：六月美國跨黨派參議員提出500億美元的補助法案，以刺激美國晶圓製造 長期發展。 • 若拜登當選，扶植國內產業勢必繼續進行，但貿易相關政策將轉向多邊協商，減緩對中施壓力道。 • 美中政策使台廠必須選邊站，日廠供應鏈自主性高、韓廠主要生產未售禁令影響的記憶體，兩國皆尚 未受到負面影響。 結論 3
- 4. 產業現況 1 4
- 5. 半導體產業鏈 5 上游 中游 下游 IC設計 IC製造 IC封測 IP智財權 IC設計工具 導線架 基板 IC封測設備 IC封裝測試 資料來源：經濟部、國立交通大學管理學院王洪昌碩士論文 離子布植 製程 光罩製作 蝕刻製程 微影製程 薄膜製程
- 6. • 2019年半導體銷售額達4,121億美元，中國佔比最高，達34%；2020年受中美貿易及COVID-19影 響，半導體銷售額預計達4,257億美元 (+3.3% YoY)。 全球半導體2020年銷售額預計成長3.3% 6 0.4% -2.7% 4.8% 9.9% -0.2%1.1% 21.6% 13.7% -12.1% 3.3% -20.0% -10.0% 0.0% 10.0% 20.0% 30.0% 0 1000 2000 3000 4000 5000 Sales (億美元) YoY (%) 資料來源：新聞整理 9% 18% 8% 34% 18% 13% 歐洲 美國 日本 中國 其他亞洲地區 其他國家 圖1-1 全球半導體銷售額 圖1-2 各國家銷售額佔比
- 7. • 受惠於5G發展且下半年為歐美消費旺季，2020Q3晶圓代工業者營收將成長，唯GlobalFoundries受 車用晶片需求衰退影響，營收預估下降(-3% YoY) 台積電為晶圓代工龍頭，市佔率54% 7 20203QE 20193Q YoY 台積電 11,350 9,400 21% 三星 3,665 3,531 4% GlobalFoundries 1,484 1,524 -3% 聯電 1,482 1,210 23% 中芯國際 948 816 16% 54% 17% 7% 7% 5% 10% 台積電 三星 GlobalFoundries 聯電 中芯國際 其他 表1-1 全球前五大晶圓代工廠20203QE銷售額 (單位：百萬美元) 圖1-3 晶圓代工廠20203QE市佔率 資料來源：科技新報
- 8. 台積電先進製程技術領先Intel、三星及中芯 8資料來源：富果 2011 2012 2014 2015 2017 2018 2019 2020E 2021E TSMC 28nm 20nm 16mn 10nm 7nm 7+nm (EUV) 5nm 6nm (EUV) 5+nm Intel 22nm 14nm 10nm 10+nm 7nm (EUV) 三星 28nm 20nm 14nm 10nm 7nm 6nm (EUV) 5nm (FinFET) 3nm (GAA) 中芯 28m, 14nm
- 10. • 中國長期而言希望建立自己的半導體生態系，避免美國可能封鎖造成國安、產業影響。 • 在上游IC設計中，中國的海思為代表廠商，近期受創於華為禁令，產業地位僅次於美國和台灣。 下游封測產業中，在江蘇長電、通富微電、天水華天的帶動下，目前僅次台灣。 • 然而在中游的半導體製造環節，目前在中國居領先地位的中芯半導體在先進製程進度上落後領先者台 積電約莫兩個世代(10nm、7nm)，因此半導體製造是目前中國半導體產業鏈較落後的部分。 中國長期目的-建立不須依賴他國的的半導體產業 10資料來源：新聞整理 半導體產業鏈 產業地位 代表企業 IC設計 掉出世界前十 海思 IC製造 世界第四(但在技術上落後) 中芯 IC封測 世界第三 江蘇長電、通富微電、天 水華天 表2-1 中國半導體產業地位
- 11. • 中國國務院8月4日發布《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，制定出財稅、 投融資、研究開發、進出口、人才、知識產權、市場應用、國際合作等八個方面政策措施。 • 免稅政策:針對中國扶植的積體電路線寬小於 28 奈米 (含)，且經營期在 15 年以上的集成電路生產企業 或項目，第一年至第十年可免徵企業所得稅。 • 加速上市審核:大力支持符合條件的半導體廠商在境內外上融資，加快中國境內上市審核流程。 • 人才政策:鼓勵產學合作，投入於產學合作的投資可按投資額30%的比例，抵免該企業當年應繳納的教 育費附加和地方教育附加，另外可以公司股份作為員工激勵機制。 中國推出免稅及加速上市審核以扶植產業發展 11資料來源：中國國務院
- 12. • 荷蘭政府目前根據瓦聖納協定禁止曝光機龍頭廠廠商ASML出口EUV設備給予中國廠商，雖然以目前中 芯產品組合不會收到影響，但未來研發先進製程會因此受阻。 • 台積電沒有用EUV產7nm，直到7nm+才部分採用，以目前公布N+1進程會略低於7nm而言，中芯的 確有可能在沒有EUV的狀況下開發出N+1製程，但接下來進入N+2製程後仍會必須面對可能無法繼續 開發的問題。 • 買不到曝光機是最大障礙，以中國目前最先進的上海微電子仍在90nm的製程下，規畫要等2032年才 能做出先進曝光技術，最糟的情況下可能要面臨必須自行開發曝光機或從先進封裝下手。 • 先進封裝目前的關鍵人物是現在在武漢弘芯的台積電前共同營運長蔣尚義，先前研發出CoWoS, InFO 等先進封裝技術的余振華曾是他的部屬，他在中國也曾說過先進封裝是摩爾定律放緩下中國半導體的追 趕機會。 中國待克服課題(一) 技術層面 12資料來源：中芯年報、台積電年報、新聞整理 奈米製程 14nm N+1 N+2 量產時間 2019 4Q20(E) ? 表2-2 中芯先進製程量產時間
- 13. • 中國政府計畫在2030年前投入1500億美元於半導體 工業。 • 中芯在香港上市公募資525.16億人民幣，約75.92億 美元，其中規劃40%用於14nm，20%用在先進製程 相關項目，40%用於儲備資金。 • 中芯在2020年更新後資本支出預算為67億美元，以其 近年的自由現金流皆為負值來看，要達到資本支出可 能必須透過發行公司債、現金增資或增加政府補貼。 • 雖根據之前聯電經驗，後進者開發金額可以相對低， 但若中芯欲追上領先集團，所需花費的資本支出和研 發費用勢必須需再增加。 中國待克服課題(二) 資金層面 13資料來源：中芯年報、聯電年報 2019 2020 營收 31.16億 40億 資本支出 22億 67億 營業利益 (0.58億) ( ? ) 政府補貼 2.93億 ? 淨利 2.35億 ? 表2-3 中芯財務簡表(單位:億美元) 2017 2018 2019 自由現金流 -12.5億 -10.19億 -8.62億 表2-4 中芯自由現金流(單位:億美元)
- 14. • 中國現有IC產業人才存量約40萬人，2020 年，中國IC產業人才的需求規模約72萬人左 右，人才缺口32萬，估計高校IC專業領域的畢 業生中不到3萬人進入IC產業就業。 • 針對IC產業人才流失率高的問題，調查顯示主 因是薪資缺乏競爭力。中國IC行業的平均薪資 每月為9,120人民幣，因此未來必然需要面臨 調薪或員工配股以吸引高階人才，這對中芯本 身獲利會造成影響。 • 針對人才素質和經驗不足的問題，根據《日經 亞洲評論》報導，中芯目前採取挖角的策略， 大量挖角來自台灣和南韓的半導體從業人員。 中國待克服議題(三) 人才層面 14資料來源：國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心、日經亞洲評論 50% 13% 12% 10% 其他行業總和 網際網路 積體電路 電腦軟體 IT服務 通訊 房地產 圖2-1 2017中國積體電路領域畢業生就業概況 《中國積體電路產業人才白皮書（2017-2018）》
- 15. • 中芯已量產14奈米，佔營收1%，主要在上海生產。 • 主要問題在產能過低，去年底只生產了1000片晶圓左右 • 公布N+1製程，且宣布該製程不使用EUV • N+1製程超越10奈米：面積縮減幅度超過了14奈米到10奈米的進化水平 • N+1接近7奈米：功耗及穩定性上與7nm相似，但性能不如，業界標準是提升35%。 中芯去年年底量產14奈米、公布N+1製程 15資料來源：快科技、中芯年報、相關新聞 N+1製程 性能 功耗 邏輯面積 SoC面積 與14奈米相 比 提升/降低 20% 57% 63% 55% 表2-5 N+1製程與14奈米相比 預計14奈米產 能 3月 7月 12月 產能(K) 4 9 15 表2-6 中芯預計14奈米月產能
- 16. • 台積電年報顯示：台積電於2014年開始研發7奈米，2018年試產，耗時4年。 • 中芯去年研發費用約200億台幣，今年資本支出預計為67億美金，與當時的台積電有不小的差距。 與台積電比較：14年開始研發7奈米、18年首先量產 16資料來源：中央社、台積電年報、台積電財報 表2-7:台積電研發7奈米期間研發費用與資本支出 2014 2015 2016 2017 新台幣 (億) 費用 營收比例 費用 營收比例 費用 營收比例 費用 營收比例 研發費用 807.3 8.33% 712.1 7.51% 655.4 7.77% 568.3 7.45% 資本支出 3303 3279 2567 2883
- 18. • 川普挑起貿易戰的原因有二：首先，縮減貿易逆差，推 動製造業回流；其次，解決技術產權強制轉讓，打擊中 國製造 2025。 • 貿易戰的目的已達成一半：至目前為止，中國已經同意 終止其強迫技術轉讓的做法（迫使外國公司將其技術轉 讓給中國公司，以作為獲得市場准入，行政批准或從政 府獲得優勢的條件）。 • 中國還承諾在行政訴訟中提供透明度，公平性和正當程 序，並按市場條件進行技術轉讓和許可。另外，中國進 一步承諾避免引導或支持旨在造成扭曲的產業計劃的， 旨在獲取外國技術的對外投資。 • 美國半導體產業協會（Semiconductor Industry Association, SIA）提出金額高達 370 億美元的草案， 用以補貼任何在美國建廠的半導體廠商。 美國長期目的-鼓勵高階製造業回流，減少技術外流 19 總額 370億美元 獎勵各州提出的補助方案 150億美元 建造晶圓廠 50億美元 基礎科學研究 50億美元 應用科學研究 70億美元 技術中心 50億美元 表3-1美國補貼方案 資料來源：新聞整理
- 19. • 美國半導體產業主要為設計和銷售晶片為主，占全球半導體市場近50％規模，在美國當地製造的晶片 只占總體12%，為了刺激晶圓製造在美的長期發展，六月美國跨黨派參議員們接連提出兩項法案：晶 片法案（Chips Act）與美國晶圓代工法案（AFA）。 美國通過法案提供370億美元鼓勵晶圓製造在美發展 19資料來源：美國國會 晶片法案 Chips Act 晶圓代工法案 AFA 主要內容 • 授權美國國防部依據《國安生產法》動用 120億美元資金加速國內晶圓製造產能 • 半導體設廠與設備支出享有40%可退還所 得稅折抵 • 提供100億美元鼓勵業者在美設廠 • 授權美國商務部提供150億美元予各州，協助半 導體晶圓廠、封測廠或先進封裝生產線與研發據 點的建置 • 授權國防部發放50億美元的補助款建立具備國防 或情報應用安全特殊應用晶片（ASIC）生產能力 的商業晶圓廠或研發據點。 • 法案禁止中國政府擁有、控制或以其他方式施加 影響的企業獲取資助。 資金規模 120億美元或5年250億美元 250億美元
- 20. • 新冠肺炎與地緣政治變動恐衝擊美國政府軍用晶片生產，供應鏈的完善對美國政府來說，能降低國防 晶片供貨風險，舉例而言，台積電作為高階軍用晶片代工廠，可能因中國政府干預帶來未知風險。 • 在美企業當中，格羅方德將自己定位在美國國防部的可信任晶片製造商的角色上，5 月份宣布對最先 進晶圓廠Fab 8 以 130 億美元進行擴產，使生產線符合美國國際武器貿易條例與出口管制條例的規範， 同月也宣佈關閉原本準備在中國成都營運的晶圓廠。 • Intel方面，執行長史旺 4 月曾致函給美國國防部官員，表達願意與國防部合作興建晶圓代工廠。由於 現階段地緣政治充滿不確定性，願意加強美國國內生產，並且確保技術領先。 • 美國共和黨參議員Jim Risch 在 6 月 26 日聲明中指出，中共正企圖利用不正當手段主導全球微電子產 業，美國必須迅速強化本土半導體生產以維持戰略競爭優勢 美國刺激國內半導體製造以強化國防安全 並對抗中國補貼企業帶來的不公平競爭 資料來源：EET Taiwan 促進晶圓代工在美國擴大成為兩黨與美國半導體業界共識
- 21. 未來發展 4 21
- 22. • 拜登過往屬於親中派：擔任參議員（30年的經驗）時就支持北美自由貿易協定（NAFTA）、允許中 國加入世界貿易組織（WTO）。 • 近年拜登慢慢疏遠中國：拜登在最近的談話中提到，他認為中國的確破壞國際貿易規則、提供不正當 政府補貼、涉嫌竊取知識產權；在其副總統任內也力推跨太平洋夥伴協議（TPP），嘗試排擠、限縮 中國逐漸擴大的貿易影響力。 • 拜登目前提出的貿易政策仍以多邊外交、協商為主。 • 拜登的政策強調環保、對大型企業加稅，因此將對電動汽車相關廠商受惠，不利於傳統大型晶片廠。 • 若川普當選，制裁手段可能變本加厲：由於沒有連任壓力，且本業為房地產商人而非政治家，沒有人 際包袱，於經貿相關議題立場始終如一。 • 川普的政策傾向國防、5G 生產本土化，因此國防部簽約半導體廠商以及 5G 供應鏈將會受惠。 若拜登當選 將轉向多邊協商 並減緩對中施壓力道 23資料來源：新聞整理、財經 M 平方
- 23. • 美國2020年5月宣布供貨華為的海外半導體企業，凡是有使用到美國設備、設計軟體或原料，都必須 獲得美國政府的許可。 • 台積電必須遵守美國禁令，無法出貨給華為相關廠商：由於台灣廠商（如台積電）仰賴 ASML 的 EUV 設備，而 ASML 又因為在美國設廠的關係，必須受到美國法令的限制，因此台積電必須遵守美 國禁令。 • 韓國半導體產業受貿易戰影響逐漸加深：美國近日宣佈全球公司只要供貨華為，都須獲美國授權，加 上記憶體大廠美光已經宣布停止供貨華為，近期三星及海力士勢必得跟上腳步。 • 美光將從中國把工廠或封測產能往外移，有利於中科廠或新加坡廠。 • 日本國內垂直整合佳，無需仰賴美國上游廠商，因此較不受影響。 • 三星、海力士將做產能調配，把中國製造的產品賣往中國、韓國或台灣製造的產品賣往美國或歐洲。 • 推測未來中國模組廠將會慢慢移往台灣或美國。 美國禁令對台灣衝擊最大 韓國日本目前受影響較小 24資料來源：新聞整理
- 24. • 台灣產業面臨兩難：上游廠商多在美國，下游廠商多在中國，未來本土廠商必須思考如何移轉供應鏈。 • 美國產業被迫加速本土化，尤其是上游廠商：不論是在中國的工廠、客戶，都因禁令而面臨轉變，而最 好的方法就是移轉回美國本土。 • 中國產業開發仍有待資金挹注及創新：即便中國面臨技術、人才、資金等障礙，中國必須要加速自主化， 以克服上游設備、軟體服務的短缺。 未來全球趨勢：半導體供應鏈區域化 24資料來源：新聞整理、PWC、Anysilicon、EE Times、星展集團、美國銀行 表4-1 近年美國半導體產業平均稅率 圖4-2 未來半導體潛在市場 0.00% 5.00% 10.00% 15.00% 20.00% 25.00% 2014 2015 2016 2017 2018 2019
- 25. 公司介紹 5 25
- 26. 台積電 （2330.TT） 26 ●全球第一家、全球最大的專業積體電路製造服務公司。 ●提供客戶專業積體電路之製造技術服務但不設計、生產、銷售自有產 品。 ●營收地區以北美為主，佔60%；產品則以智慧型手機為主，佔比49%。 業務簡介 受中美貿易戰之影響 ●華為訂單占台積電總營收的14%，但隨著中美關係的惡化，台積電在美 國與中國間越來越難以保持中立。 ●因華為禁令，台積電表示今年5月15日後不再接受華為的訂單；120天 寬限截止日到期(9月14日)後也不會再出貨給華為。 ●台積電宣布將在美國亞利桑那州興建一座先進晶圓廠，並採用5奈米製 程，預計2021年動工，2024年量產。 ●台積電表示：台積電不是唯一被夾在中間的公司，全世界的公司都依 樣，重點是公司有無抵抗力來應付新的國際情勢，化解限制，但抵抗力 不代表要抵抗限制，而是找出解決方法讓公司成長並持續發展。 60% 9% 20% 6% 5% 北美 亞太 中國 歐洲中東與非洲 日本 49% 30% 8% 4% 5% 4% 智慧型手機 高效能運算 物聯網 車用電子 消費性電子 其他 圖5-2 2019營收產品比重 圖5-1 2019營收地區比重 資料來源：台積電、新聞整理
- 27. • 根據拓墣產業研究院調查，2020年第一季中芯為 全球第五大代工廠，也是目前四間仍投入先進製 程的半導體代工廠之一。 • 客戶以中國品牌為主，包含華為海思、紫光展 鋭、捷捷微電。 • 目前受中美貿易戰影響，無法取得ASML的EUV 是目前面臨最嚴重的障礙，且若遵守美國禁令無 法出貨給海思將影響營收，必須調整未來的產銷 組合。 • 中芯目前透過中國非先進製程龐大的需求補貼先 進製程，根據集邦科技預測，中國2022年28nm 以上的成熟製程仍超過150萬片/月，若能透過擴 廠增加這部分的獲利，對中芯財務壓力會有所減 少。 中芯國際（00981.HK） 4% 33% 6% 3% 30% 15% 9% 0.25/0.35微米 0.15/0.18微米 0.11/0.13微米 90奈米 55/65奈米 40/45奈米 14/28奈米 66%22% 12% 中國/香港 美國 歐亞 圖5-3中芯按製程分類之營收 圖5-4中芯按銷售地區分類之營收 27資料來源：拓墣產業研究院、新聞整理
- 28. • Intel 為全球 CPU 龍頭品牌（66% 市佔），近年逐漸被 AMD 追上。 • 本身為垂直整合（IDM）廠商，但在製造方面時常有良率不足的問題；今年 7 月法說會表示 7 奈米製程進度落後，將 考慮外包產能。 • 客戶以下游電腦品牌商為主，包括：戴爾、惠普等。 • 市場傳言 5 奈米甚至 3 奈米晶片未來都有可能委託代工廠製造。 • 曾傳公司因貿易戰要移轉中國廠；但目前看來貿易戰尚未波及到 Intel。 Intel（INTC-US） 28 圖5-5：Intel 產線分佈 圖5-7：Intel 營收（地區別） 圖5-6：全球 CPU 市佔率 資料來源：新聞整理
- 29. • 三星佔總體晶圓代工市場17.4%，為全球第二大晶圓代工廠商。 • 三星做為一家整合元件製造商( IDM )，業務範圍涵蓋 IC 設計、製造、封裝、測試到銷售，有自家半導體產品可做為 代工客源，但可能與外部客戶產生利益衝突與信任障礙。例如代工合約通常為三到五年，晶片設計業者可能會擔心產 品線的重疊或競爭，因此不願將設計好的晶片交給有晶片設計業務的三星來生產。 • 記憶體業務營收佔比較高，2020Q2為總營收的25%，非記憶體半導體則為6％，營收區域美國客戶最多佔整體33%， 其次為歐洲佔20%。 三星（005930.KS） 2.59 3.96 3.34 5.79 6.59 4.32 3.05 4.39 4.38 7.20 5.10 7.29 0 2 4 6 8 1Q19 2Q19 3Q19 4Q19 1Q20 2Q20 台積電 三星 圖5-9 三星與台積電資本支出比較（單位：十億美元） 圖5-10 三星 2020 年第一季營收區域分類 19.10% 19.53% 19.10% 20.24% 21.01% 25.41% 5.00% 6.02% 6.23% 5.53% 7.20% 6.29% 1Q19 2Q19 3Q19 4Q19 1Q20 2Q20 記憶體 非記憶體 圖5-8 三星半導體業務營收分類 USA 33% EU 20% China 17% Asia and Africa 16% Korea 14% 資料來源：Bloomberg、三星 29
- 30. • 由於COVID-19在全球爆發，2020全球半導體銷售額原先預計成長5%左右，現已下修至3.3%。 • 中國企業無法取得曝光機是目前面臨最大的挑戰，可能必須透過先進封裝應對無法在N+2製程後繼續 推進先進製程的影響。 • 以目前中芯必須持續增加資本支出以推進先進製程的策略，現階段的政府補貼顯然不足，未來必然需 要持續的政府補助，或在市場進行融資與現金增資。 • 政府補助威力在於若開發遇到瓶頸或技術選擇錯誤，不致因此缺乏現金流進行接下來的資本支出和研 發費用，避免世代落後造成虧損擴大而無力投資(如格羅方德)。 • 美國已經解決技術強制轉讓問題，眼下的目標為縮減貿易逆差、推動半導體產業鏈回流；強化美國晶 圓代工已成為兩大黨共識：六月美國跨黨派參議員提出500億美元的補助法案，以刺激美國晶圓製造 長期發展。 • 若拜登當選，扶植國內產業勢必繼續進行，但貿易相關政策將轉向多邊協商，減緩對中施壓力道。 • 美中政策使台廠必須選邊站，日廠供應鏈自主性高、韓廠主要生產未售禁令影響的記憶體，兩國皆尚 未受到負面影響。 結論 30
- 31. 附錄 # 31
- 33. • 積體電路(IC)是將電的主動元件(二極體、電晶體)與電的被動元件(電阻、電容、電感)縮小後，製作在 矽晶圓或砷化鎵晶圓上，換言之，晶圓是電子零件的基板。 • 圖1是一個積體電路(IC)，外殼為光罩。內部為矽(砷化鎵)晶片，電的主動及被動元件即縮在這些晶片 上，而這些晶片的基本構造是電晶體(CMOS)搭配一些被動元件，即為最小的積體電路單位。 晶圓基本知識 33 圖1：積體電路 圖2：矽(砷化鉀)晶片 (chip) 圖3：電晶體(CMOS) 資料來源：知識力
- 34. • 所謂n奈米製程，指的是場效電晶體(FET)的閘極長度。場效電晶體是數位訊號的最小單位，即為電腦 中的一個byte。 • 閘極長越短，晶體排列密度越高，因此可提高效能，但同時因為閘極長度愈小，源極和汲極的距離就 愈近，閘極下方的氧化物也愈薄，電子有可能產生「漏電(Leakage)」。 • 另一個問題，原本電子是否能由源極流到汲極是由閘極電壓來控制的，但是閘極長度愈小，則閘極與 通道之間的接觸面積愈小，閘極越難對通道產生影響，因此必須增加接觸面積以增加控制力。 • 從2D的planar FET開始，現今3D的FinFET也成為成熟技術，目前台積電和三星正在開發的GAAFET透 過改變通道外型以增加表面積。 何謂5nm製程? 34資料來源：知識力
- 35. • 晶圓級封裝是指先將整片矽晶圓封裝好，再進行切割。封裝以後面積(尺寸)比封裝前增加少於120% ， 傳統封裝必須各自封裝，非常費時。晶圓級封裝是先將整片晶圓封裝好以後，再進行切割，顯然較省 時。 • 2.5D封裝使用矽晶圓製作的矽中介板(Silicon interposer)，將數個功能不同的晶片(Chip)，直接封裝 成具有完整功能的「一個」積體電路(IC)，因為沒有直接將晶片堆疊，所以稱為2.5D封裝。 • 3D封裝是在晶片製作電晶體(CMOS)結構，並且直接製作矽穿孔(TSV)來連結上下不同晶片的電子訊 號，可直接將記憶體或其他晶片垂直堆疊在上面，由於要在晶片內直接製作矽穿孔(TSV)困難度極高， 目前的技術暫時沒有真的在處理器上製作矽穿孔。 晶圓級封裝、2.5D封裝、3D封裝 資料來源：知識力 35