志祺七七
2020.09.27

產值將破3兆、排名世界第2,台灣No.1的半導體產業!|志祺七七

各節重點:
00:00 前導
01:27 什麼是「半導體」?
02:39 台灣的半導體產業
04:19 IC封裝測試是什麼?
06:30 高科技的加工出口區
07:59 我們的觀點
09:34 結尾


---【 影片口白逐字稿 】---


身在台灣,大家應該多少都有聽過「半導體」這個神秘的名詞吧。從耳朵上戴著的無線耳機,到手機、平板、筆電,各種3C產品都跟半導體有很密切的關係。

今天,我們就來聊聊「台灣的半導體產業」吧!

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hiho~大家好,我是志祺!不知道大家有沒有看過,各個手機大廠的產品發表會呢?

從十三年前的iPhone開始,各家手機廠商,都會特別舉辦發表會,介紹他們當年度主打的「旗艦機」,那裡面除了介紹產品名稱、容量、跟功能以外,通常還會特別介紹他們的「晶片」有多強大。這個晶片呢,可以說是所有3C產品的大腦,他可以儲存資料、可以進行運算,而正是透過這些晶片的不斷強化,我們才有一代一代越來越強、越來越好用的電子產品。

而無論是哪種3C產品的晶片,都是由「半導體」製作而成的,而台灣的整個半導體產業鏈,更是非常的完整,可以說是台灣最強的產業之一。今天我們會先介紹什麼是「半導體」,再來聊聊半導體產業在台灣的發展,特別是半導體產業跟「加工出口區」之間的關係。

那就先來上個簡單的物理課,介紹什麼是「半導體」吧!


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【什麼是「半導體」?】

這個世界上有各式各樣的物質,有人就以「可不可以導電」來幫各種物質進行分類。那其中像是各種金屬,都是可以導電的,它們就被稱為「導體」。而有些物質,像是石頭、玻璃、塑膠這些,是不能導電的,它們就被稱為「絕緣體」。但某些物質它們比較特別,像是「矽」,它的導電性是「介於有跟沒有之間」,當它跟其他的元素混合之後,就變成導電性可以被控制的「半導體」。

那這種可以切換「有」或「沒有」的特性,剛好很適合用來執行「二進位制」的程式邏輯系統,所以大約在60多年前,就有人把密集的「電路元件」,堆疊在這些半導體上,形成了「積體電路」,也就是俗稱的「IC」,並且藉由通電的變化,來運作程式。

這些密集的積體電路組合起來,就是我們前面提到的,在生活中無所不在的「晶片」了。透過這些晶片,我們就有了各種能夠執行複雜功能的電器。換句話說,半導體產業的發展,以及晶片製造技術的演進,可以說是大幅地改變了人類生活的樣貌,甚至可以說是現代科技的重要基礎。

但這些晶片製造起來,可沒那麼簡單。

【台灣的半導體產業】

要製造這些IC晶片,需要用到的基本材料,就是在「矽」做成的「矽晶圓」這樣的半導體上面。透過光的蝕刻跟化學原料,做出一層又一層的電路,再把這些晶圓裁切,然後交給封裝跟測試的廠商,確認晶片的性能正常。這裡面的技術細節我們就不多提了,但簡單來說,整個半導體產業,從上游到下游,可能可以大略分成「IC設計、IC製造、IC封裝測試」這幾個階段。

而這幾個階段啊,彼此環環相扣,整個過程中只要一個細節沒注意到,例如設計不良,或是代工時偷工減料,又或者是測試時沒把不良品淘汰,都會導致最終到我們消費者手上的產品會出問題,所以整個IC產業之間,合作非常的緊密,而不管是哪個階段,台灣都扮演著非常重要的角色。

如果以「產值」來看,台灣的半導體產業產值是世界第二,僅次於美國,而不管是上游的IC設計,還是中游的晶圓代工,或者是下游的IC封測,產值的排名都是世界上數一數二的。裡面也有著非常多的著名公司,比方說台積電、聯電、聯發科等等,整個半導體產業的平均薪資,也都在所有產業裡面名列前茅。那當然,不只是這些龍頭而已,台灣的半導體產業鏈可以說是非常的完整,相信大家身邊,可能都有在這個產業工作的親朋好友,甚至自己就是其中的一份子。

那我自己就有親戚在半導體產業工作,而且是在下游的IC封裝測試產業,所以今天我們不聊別的,就來聊聊,這個大家可能比較陌生、比較不熟悉的IC封測。


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【IC封裝測試是什麼?】

所謂的IC封裝測試,或者說封測,指的是整個IC製程裡面的最後一道關卡,有點像是大餐廳裡面,在上菜前負責確認味道是否沒問題的大廚一樣。

那封裝跟測試其實是兩件事情,第一個部分的封裝,指的是把IC晶片核心的晶粒給包裹起來,裝在一個支撐物裡,然後再把這個晶片的「金屬凸塊」跟「基板」的電路元件連接。然後再經由封膠(Molding)的程序,把晶片給整個包覆起來,那根據不同產品的需求,也會有著不同的封裝方式,但封裝最主要的目的,就是要「保護晶片」以及「幫助散熱」。

第二個部分則是「測試」,那顧名思義,就是要測試每一個晶片,它的功能、電性還有散熱等等是否正常,如果不合格的就會被淘汰,通過測試的才會交給客戶。聽起來不過就是打包跟測試嗎?可沒這麼簡單,封裝測試產業其實有著非常高的進入門檻。大家可以稍微想像一下,這些半導體或IC晶片的都非常小,所以為了讓封裝的尺寸更小、對於晶粒的控制更精準,這些封測大廠不僅要投入非常龐大的資本來購置廠房設備,也需要非常多的高技術人力,那這些都不是三兩下就可以達成的。

而台灣的封測廠商們,從50多年前開始,就在高雄的楠梓加工出口區深耕,例如最早由荷蘭企業「飛利浦」創立的「恩智浦」半導體,或者是世界最大的封測廠商「日月光」,都在這個「加工出口區」裡面,持續投資跟發展最頂尖的封測技術。這幾年還蓋了好幾座完全自動化的「關燈工廠」,利用人工智慧,進行大數據的預測分析,也可以透過天車,串聯所有機台,進行即時派工的自動化生產作業,那藉由這種全自動的方式,就可以把大量需要勞力、跟重複性的作業,都交給機器人去處理,這樣一來,人力的資源也可以被釋出,而去處理更需要動腦的工作了,而整體的生產效率也可以更加的提高。

這種「高科技」的感覺,跟我們印象中的「加工出口區」好像是蠻不一樣的,甚至有點顛覆印象,所以在這邊我們也諮詢了加工出口區的管理處,得到了他們的詳細介紹。


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【高科技的加工出口區】

其實,現在的加工出口區,跟我們印象中那個,主要是以「代工的製造業」為主的加工出口區,是蠻不一樣的。

像是剛剛提到的封測產業,之所以會在加工出口區發展成為頂尖的產業聚落,除了個別企業本身的持續投資和精進以外,有個關鍵的因素是,有不少率先在加工出口區發展的封測大廠,發揮了「母雞帶小雞」的作用,他們從國外引進技術,然後逐漸把這些技術,轉移給了在地的其他廠商。此外,這些大公司的員工,有的後來也自行創業,接下舊公司的訂單,就這樣子,慢慢形成了一個產業的聚落。

而另一方面,全台各地其實有好幾個加工出口區,有的甚至已經不以「加工出口區」當作名字了,裡面的產業也不只是半導體封測產業而已,比方說,高雄的「軟體園區」就是以「知識型園區」作為發展的目標,裡面進駐的廠商主要都是資訊科技跟數位內容的產業。而這兩年才剛啟用的「台中軟體園區」,也是想要主打,比較偏向軟體的「資訊」跟「智慧應用」產業。

不管是哪個園區,目前看起來都有自己擅長的優勢,以及專心發展的目標,而且性質上都比較屬於「資本與技術密集」的產業,這些都跟大家印象中比較以製造業為主的「加工出口」不太一樣了。不同的園區都各自發展著自己最具有競爭優勢的產業,而加上軟體園區提供的數位科技,各個加工出口區可以說都轉型成為「科技園區」了。

【我們的觀點】

製作這集有個感想是,半導體相關的內容,真的都是非常的困難啊!但這卻是台灣非常非常重要的產業,甚至那個重要的程度,早就已經是國安等級,因為這些半導體以及晶片的產製,連動到的不僅僅是我們日常生活的3C用品,更涉及到了各種最頂尖最先進的高科技產品,像是自動車、火箭、或是超級電腦等等。換句話說,這些產業背後都有著台灣的貢獻呢。

那除此之外,還有另一個想分享的心得是,我對於「加工出口區」的印象也產生了改變。就拿我自己來說好了,對加工出口區的印象可能覺得那是「過去」的產物,因為在上課時,課本都會寫說在經濟起飛的年代,加工出口貢獻很大,那我對於加工出口區的想像就會覺得,這麼悠久的園區,裡面應該都是傳統產業為主吧。沒想到也是在默默之中,就發展成了高科技的園區。

而且話說回來,這個加工出口區的名字,聽起來真的蠻容易讓人誤會,覺得他只有做代工的製造出口而已。所以看到現在裡面的工廠都已經蠻智慧化了、甚至可以完全不需要人力去運作,確實是覺得蠻驚奇的。

那今天除了介紹我比較熟悉的下游封測產業以外,我覺得其他上游中游的台灣半導體產業,以及他們的競爭優勢和製程的內容,也是非常值得討論的,那我們就有機會再來聊聊吧!

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由於今天討論的內容比較專業一點,如果我們有哪邊講得不夠完整,或者你是對半導體產業有深入研究的專家,
都歡迎在留言區跟我們分享更深入的內容喔!

最後,如果你喜歡今天的影片,歡迎分享出去,讓更多人知道「半導體產業」以及「加工出口區」的關係!
此外也可以點這邊,看看「5G產業是什麼」以及「工業4.0」的相關討論。
那麼,今天的志祺七七就到這邊告一段落,我們明晚再見囉~掰比!


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【 本集參考資料 】

→一顆新5G晶片的誕生會經過哪些步驟?白話文解析IC產業鏈全貌:https://bit.ly/2FQpS0s
→半導體(wiki):https://bit.ly/2HzGhH7
→積體電路封裝(wiki):https://bit.ly/362QNRj
→隨著半導體技術與需求不斷演進的封測產業:https://bit.ly/3mTuG5R
→5G時代封測端如何打破「三明治」格局?:https://bit.ly/3i3SGzi
→半導體產業鏈簡介:https://bit.ly/3j3ocim
→什麼是IC封測:封裝與測試的流程步驟:https://bit.ly/33Z6V3t
→晶圓代工爭霸戰:半導體知識(前傳):https://bit.ly/3mQtpMO
→一看就懂的 IC 產業結構與競爭關係:https://bit.ly/3j3OXTV
→『半導體產業』:晶片有如人腦般聰明,運用在人類 6 大領域,迎接智能新時代!:https://bit.ly/3mOdAWN
→謝金河:誰來經營大高雄?:https://bit.ly/3jgbf53
→一顆晶片翻轉世界:https://bit.ly/331nDA5
→差距擴大?!中國封測行業最「接近」海外競爭對手的幾個真相:https://bit.ly/2HqFVSN
→〈分析〉後摩爾定律時代 先進封測設備前景怎麼看?:https://bit.ly/369O08O
→超越南韓!2019 年台灣重回半導體產值第二,2020 年市場將谷底翻揚:https://bit.ly/2RXhYob
→百位先鋒回娘家!加工出口區管理處歡慶53週年:https://bit.ly/3mOdCxT
→高雄電子走過半世紀 百名老員工「回娘家」歡聚:https://bit.ly/3csVN2P
→特別企畫》走過50年…看台灣半導體 如何由勞力賺外匯 成功扭轉成全球指標產業?:https://bit.ly/3cuTCvo
→台灣半導體科技的幕後推手與展望:https://bit.ly/362R9Y9
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