晶圆代工或晶圆专工(英语:Foundry),是半导体产业的一种商业模型,指接受其他无厂半导体公司(Fabless)委托、专门从事晶圆成品的加工而制造集成电路,并不自行从事产品设计(但会设计出自有IP核给客户使用,也拥有芯片设计团队、让他们与客户一起设计芯片,晶圆代工厂也必需帮客户抓出设计错误;因此晶圆代工业者的芯片设计能力是很重要的竞争力)与后端销售的公司。
在纯晶圆代工公司出现之前,芯片设计公司只能向集成器件制造厂(IDM)购买空闲的晶圆产能,产量与生产调度都受到非常大的限制,不利于大规模量产产品。1987年创立的台积电是第一家专门从事晶圆代工的厂商[1],此后联电亦转型为专门晶圆代工公司;以及有中芯国际、世界先进、格芯等公司接连成立,目前全世界有十余家提供晶圆代工服务的公司。此外即使是垂直集成制造的半导体公司,如三星电子、英特尔等,也有晶圆代工的业务。晶圆代工服务使得专业芯片设计的商业模型也得以实现,推升了芯片设计公司的蓬勃发展。
随着芯片制程微缩、晶圆尺寸成长,建设一间晶圆厂动辄百亿美金的经费,往往不是一般中小型公司所能够负担得起;而透过此模式与晶圆代工厂合作,半导体设计公司就不必负担高阶制程高额的研发与厂房兴建费用,晶圆代工厂够专注于制造及开发IP核,开出的产能及IP核也可售予多个用户,将市场波动、产能供需失衡的风险减到最小。
相对的,专门进行半导体电路研发与设计,而不从事生产、无半导体厂房的公司称为无厂半导体公司,这些公司是晶圆代工业者的主要客户。无厂半导体公司依赖晶圆代工公司生产产品,因此产能、技术都受限于晶圆代工公司,但优点是不必自己负担兴建、营运晶圆厂的庞大成本。而IDM厂商如英特尔等,亦会基于产能或成本等因素考量,将部分产品委由晶圆代工公司生产制造。以上原因使得晶圆代工成为一项稳定发展的科技产业。
以下是台湾主要的晶圆代工厂清单,涵盖纯晶圆代工厂、兼营代工业务的公司,以及专注于特定领域的制造商:
台湾主要晶圆代工厂(纯代工)
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台积电(TSMC)
全球最大的晶圆代工企业,专注于先进制程技术(如5nm、3nm)。在台湾拥有多座12英寸GIGAFAB®厂,包括Fab 12(新竹)、Fab 14(台南)和Fab 15(台中)等。 -
力积电(Powerchip Semiconductor Manufacturing Corp., PSMC)
原为内存制造商,现转型为晶圆代工,提供多种制程服务。在新竹和台中设有晶圆厂。 -
世界先进(Vanguard International Semiconductor, VIS)
专注于特殊制程,如高压、模拟和嵌入式非挥发性存储器。总部位于新竹。 -
稳懋半导体(Win Semiconductor)
全球领先的砷化镓(GaAs)晶圆代工厂,专注于射频(RF)和光电应用。总部位于桃园。 -
茂矽电子(Mosel Vitelic Inc.)
提供多种晶圆代工服务,涵盖逻辑、模拟和混合信号产品。总部位于新竹。 -
元隆电子(Giga Solution Tech Co., Ltd.)
专注于特殊应用的晶圆代工服务,如电源管理和显示驱动器。总部位于新竹。
台湾兼营晶圆代工业务的公司
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昇阳半导体(Sunplus Technology Co., Ltd.)
主要从事IC设计,同时提供部分晶圆代工服务。总部位于新竹。 -
南亚科技(Nanya Technology Corp.)
主要生产DRAM产品,也提供部分晶圆代工服务。总部位于新北市。 -
旺宏电子(Macronix International Co., Ltd.)
专注于非挥发性存储器(如NOR Flash),同时提供晶圆代工服务。总部位于新竹。 -
华邦电子(Winbond Electronics Corp.)
主要生产DRAM和Flash存储器,也提供部分晶圆代工服务。总部位于台中。
台湾其他晶圆相关公司
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日月光半导体(ASE Technology Holding Co., Ltd.)
全球最大的半导体封装和测试服务提供商,虽然不直接从事晶圆代工,但在半导体产业链中扮演重要角色。 -
矽品精密工业(SPIL)
提供封装和测试服务,与晶圆代工厂密切合作。 -
南茂科技(ChipMOS Technologies Inc.)
专注于IC封装和测试服务,服务对象包括晶圆代工厂和IC设计公司。
为什么台湾的芯片制造技术是世界上最先进的?
台湾之所以能发展出全球最先进的晶圆制造技术,有几个关键原因,主要是长期积累、政策扶持、技术专注、供应链完整等多方面共同作用的结果。具体来看:
1. 政府早期强力推动
- 从1970年代起,台湾政府(尤其是工研院)就有意识地发展半导体产业。
- 成立工研院电子研究所(ERSO),引进美国技术(比如和RCA合作),培养第一批本土半导体工程师。
- 1987年台积电成立,开启了**纯晶圆代工(Foundry)**模式,彻底改变了全球半导体产业分工——IC设计和制造彻底分开。
- 台湾政府通过科技园区(如新竹科学园区)提供土地、资金、税收减免,形成强大产业集群效应。
2. 台积电(TSMC)模式的成功
- 台积电是全球第一家纯代工公司,不做自有品牌,只专心帮别人制造芯片,极大避免了与客户的利益冲突。
- 全力投入先进制程研发,从0.5微米一路走到3纳米,每一代制程都抢先或紧跟全球第一梯队(甚至在3nm、2nm上领先)。
- 资本投入极为巨大,一座先进晶圆厂(如台积电5nm厂)动辄投资超过200亿美元,但台积电通过规模化生产摊低成本,其他竞争者很难追赶。
- 台积电强调极致的良率管理和客户信任,打造了全球高端客户基础(如苹果、AMD、NVIDIA、高通等)。
3. 高度密集且完整的供应链生态
- 台湾半导体产业链异常完整:
IC设计(联发科、瑞昱)→ EDA工具 → 晶圆制造(台积电、联电)→ 材料设备 → 封装测试(日月光、矽品)。 - 距离非常近:许多关键供应商之间开车半小时以内就能到达,极大提高了反应速度和协作效率。
4. 人才密度与技术积累
- 台湾在工程、理工科教育投入巨大,台清交成(台湾大学、清华大学、交通大学、成功大学)源源不断输出人才。
- 台积电和其他晶圆厂有系统性培养、轮训机制,培养大量深耕制程技术的工程师。
- 人才流动和知识沉淀形成了强大的“技术复利效应”。
5. 地缘政治影响
- 由于美中科技竞争,美国出于供应链安全考虑,更加依赖台湾晶圆制造能力,尤其在先进制程(5nm、3nm)。
- 例如:苹果的A系列芯片、NVIDIA的GPU、AMD的CPU几乎全都交由台积电制造。
- 美国、日本、欧洲即便想发展本土晶圆制造,但短期内(特别是2nm以内的先进制程)依然严重依赖台湾。
