先從半導(dǎo)體開(kāi)始，半導(dǎo)體是導(dǎo)電性介于導(dǎo)體（金屬）與絕緣體（石頭）之間的物質(zhì)，包括硅、鍺。由于硅有較大的縫隙能摻雜雜質(zhì)，可用來(lái)制造重要的半導(dǎo)體電子元件—晶體管，晶體管的主要功能有放大信號(hào)、開(kāi)關(guān)，晶體管就像數(shù)據(jù)訊號(hào)的收音機(jī)，收音機(jī)的原理是將微弱的訊號(hào)放大，用喇叭放出來(lái)，而晶體管能將訊號(hào)的電流放大，讓電流以特定方式通過(guò)。
數(shù)億個(gè)晶體管裝在一張長(zhǎng)寬約半公分大的芯片上，這片芯片就是大家耳熟能詳?shù)摹杭呻娐贰唬追Q(chēng) IC（Integrated Circuit），所以，芯片是集成電路的簡(jiǎn)稱(chēng)，也可以說(shuō)是載體。
以下本文將分成四大部分:
· 半導(dǎo)體制程：4 大步驟
· 集成電路分類(lèi)：功能區(qū)分 4 大類(lèi)
· 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)運(yùn)模式：各種模式的利與弊
· 半導(dǎo)體運(yùn)用領(lǐng)域：未來(lái)應(yīng)用 6 大領(lǐng)域
2. 晶圓制造：
將硅純化、溶解成液態(tài)，從中拉成柱狀的硅晶柱，上面有一格一格的硅晶格，將晶體管放置在硅晶格上，硅晶格的排列是安裝電子元件的重要關(guān)鍵，硅晶柱拉起的速度、溫度影響硅晶柱的質(zhì)量，尺寸越大，技術(shù)難度就越高，12 吋晶圓廠也相對(duì) 8 吋晶圓廠制程更加先進(jìn)，制程是技術(shù)，但良率才是最關(guān)鍵 Know-how，晶圓廠使用鉆石刀將整條硅晶柱切成薄片，經(jīng)過(guò)拋光后就變成『晶圓』，也就是芯片的機(jī)板，灰塵對(duì)這些晶圓造成嚴(yán)重的威脅，故制造人員進(jìn)入無(wú)塵室之前，皆需穿戴防塵衣、清洗身體采去預(yù)防措施，晶圓制造比手術(shù)室干凈十萬(wàn)倍。
3. 光刻制作（光罩）：
一大張電路設(shè)計(jì)圖，縮小并壓印到硅晶圓上，靠的就是光學(xué)原理。
IC 設(shè)計(jì)圖以電子束刻在石英片上，成為光罩，將光罩上的設(shè)計(jì)圖縮小至晶圓上，與洗相片原理相同，『光罩』如同照相底片，而『晶圓』就像照片紙，預(yù)先將晶圓涂上一層光阻（相片感光材料），透過(guò)紫外光照射與凸透鏡聚光效果，將光罩上的電路結(jié)構(gòu)縮小并烙印在晶圓上，光罩上圖形的細(xì)致度是影響芯片質(zhì)量的關(guān)鍵。
光刻制程結(jié)束后，工程師在晶圓上加入離子，透過(guò)注入雜質(zhì)到硅的結(jié)構(gòu)中控制導(dǎo)電性與一連串的物理過(guò)程，制造出晶體管。 待晶圓上的晶體管、二極管等電子元件制作完成后，將銅倒入凹槽中形成精密的接線，使許多的晶體管連起來(lái)。
4. 封裝與測(cè)試：
晶圓完成后送到封裝廠，會(huì)切割成一片一片的裸晶，由于裸晶小而薄，非常容易刮傷，故將裸晶安裝在導(dǎo)線架上，外面裝上絕緣的塑膠體或陶瓷外殼，印上委托制造公司的標(biāo)志，最后進(jìn)行芯片測(cè)試，將不良品挑出，芯片就此完成。
1. 存儲(chǔ)器 IC：
主要是用來(lái)儲(chǔ)存資料的原件，
通常用于計(jì)算機(jī)、電視游樂(lè)器、電子辭典等等。象是 DRAM、SRAM、NAND Flash 皆屬于存儲(chǔ)器 IC。
2. 邏輯 IC：
主要是處理數(shù)位訊號(hào)（0 與 1）為主，產(chǎn)品包含中央處理器（CPU）、微處理器（MPU）、圖形處理器（GPU）。
3. 微元件 IC：
主要的功能在于負(fù)責(zé) CPU 的周邊設(shè)備以及其它零部件的溝通任務(wù)，擅長(zhǎng)處理復(fù)雜的邏輯運(yùn)算，以數(shù)位或文字資料為主。
4. 類(lèi)比IC：
主要處理有關(guān)類(lèi)比信號(hào)的 IC，因能耐高壓、耐大電流，所以主要運(yùn)用在電源供應(yīng)器、數(shù)位類(lèi)比轉(zhuǎn)換器等，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈營(yíng)運(yùn)模式：各種模式的利與弊，早期半導(dǎo)體公司多是從 IC 設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試一手包辦，由于摩爾定律的關(guān)系，芯片設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜、花費(fèi)也越來(lái)越高，單獨(dú)一家半導(dǎo)體公司無(wú)法負(fù)荷從上游到下游的高額研發(fā)、制作費(fèi)用，到了 1980 年末期，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐漸走向?qū)I(yè)分工模式，創(chuàng)造更大的利潤(rùn)和提升產(chǎn)品穩(wěn)定性。
※摩爾定律：
由 Intel 創(chuàng)始人之一 Gordon Earle Moore 提出，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。
1. 整合制造商（IDM） 模式：
集結(jié)芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝、測(cè)試、銷(xiāo)售等多個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，需要雄厚的營(yíng)運(yùn)資本才能支撐此營(yíng)運(yùn)模式，故目前僅有少數(shù)大廠能維持。
優(yōu)勢(shì)：a.在設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)最優(yōu)化 b.可先實(shí)驗(yàn)并推行新技術(shù)
劣勢(shì)：營(yíng)運(yùn)成本高
代表：Samsung、Intel
2. 代工廠（Foundry） 模式：
只需負(fù)責(zé)制造、封裝、測(cè)試其中環(huán)節(jié)，可以同時(shí)為多家設(shè)計(jì)廠商服務(wù)，但受限于供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)，需特別留意客戶機(jī)密技術(shù)外泄情形，代工廠的主要競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自于規(guī)模化生產(chǎn)、生產(chǎn)管控。
優(yōu)勢(shì)：a.不承擔(dān)設(shè)計(jì)電路、商品銷(xiāo)售等風(fēng)險(xiǎn) b.獲利相對(duì)穩(wěn)定
劣勢(shì)：a.仰賴實(shí)體資產(chǎn)，資金需求大 b.需大量資本維持工藝水平
代表：臺(tái)積電、聯(lián)電、日月光、矽品
3. 無(wú)廠 IC 設(shè)計(jì)商（Fabless）模式：
只負(fù)責(zé)芯片電路設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售，將生產(chǎn)、封裝、測(cè)試外包，起初資金規(guī)模不大，進(jìn)入門(mén)檻相對(duì)低。
優(yōu)勢(shì)：a.無(wú)龐大實(shí)體資產(chǎn)，創(chuàng)始規(guī)模小 b.企業(yè)運(yùn)行費(fèi)用低
劣勢(shì)：a.無(wú)法做到上下游整合 b.需進(jìn)行品牌塑造，并承擔(dān)銷(xiāo)售風(fēng)險(xiǎn)
代表：高通、聯(lián)發(fā)科
4. 芯片設(shè)計(jì)服務(wù)提供商（Design Service）模式：
為芯片設(shè)計(jì)公司提供相對(duì)應(yīng)工具、電路設(shè)計(jì)架構(gòu)、咨詢服務(wù)等，不設(shè)計(jì)、銷(xiāo)售芯片，而是販?zhǔn)壑腔圬?cái)產(chǎn)權(quán)—設(shè)計(jì)圖，又稱(chēng)硅智財(cái)（SIP）。
優(yōu)勢(shì)：a.無(wú)龐大實(shí)體資產(chǎn)、規(guī)模較小 b.不必負(fù)擔(dān)銷(xiāo)售風(fēng)險(xiǎn)
劣勢(shì)：a.容易形成壟斷 b.技術(shù)門(mén)檻高，累計(jì)技術(shù)時(shí)間長(zhǎng)
代表：ARM、新思科技、Imagination
根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)說(shuō)法，半導(dǎo)體未來(lái)主要運(yùn)用在智慧運(yùn)輸、智慧醫(yī)療、智慧數(shù)據(jù)、智慧制造、綠色制造和先進(jìn)制造。而運(yùn)輸、工業(yè)制造是最主要的兩大動(dòng)能。智慧車(chē)輛駕駛輔助安全系統(tǒng)等級(jí)越來(lái)越高，藉由后端 AI 芯片運(yùn)算，從接收感測(cè)訊號(hào)，經(jīng)由運(yùn)算分析，再傳達(dá)至車(chē)輛動(dòng)力系統(tǒng)，可完成安全回避和抵達(dá)目的地的需求，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化駕駛愿景。工業(yè)制造從數(shù)字化演進(jìn)成全自動(dòng)生產(chǎn)，引入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)到生產(chǎn)管理系統(tǒng)中，推動(dòng)工業(yè)智慧制造新時(shí)代，帶動(dòng)整體半導(dǎo)體市場(chǎng)需求。
在未來(lái) 5G、AI 與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)息息相關(guān)，5G 時(shí)代來(lái)臨帶動(dòng)整個(gè)半導(dǎo)體周邊商品，如 5G 智能型手機(jī)市場(chǎng)需求近 2 億臺(tái)，將帶起另一波換機(jī)潮，而 AI 智能需透過(guò)大量運(yùn)算效能，使晶圓技術(shù)需不斷推陳出新，以適應(yīng)科技變化快速，未來(lái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有望另創(chuàng)高峰。
