文：廖仁傑、投報體產劉傳璽、率最楊志強
認識台灣的高第護國神山：半導體產業介紹
本章的討論著重在半導體相關產業之介紹，包括半導體IC製造之上中下游產業鏈、本圖半導半導體製造流程、解半半導體三個世代分類等等。導體的投地產的連動關編寫方式簡單扼要、產業清楚易懂，南利能讓沒有相關專業背景的用房業鏈投資人在短時間內對半導體產業具備一個整體概念，不再盲從跟進投資賠錢，說明上中而是下游係自己能夠掌握半導體產業未來趨勢與規劃具有獲利潛力之投資重點。
1. 認識半導體產業鏈
- 投資人常問：台灣股市的投報體產上市、上櫃類股中，率最與半導體相關產業的高第個股非常多，多到讓人看了眼花撩亂，本圖半導更遑論瞭解其之間的關係。是否可針對半導體相關產業作一個整體概念性的產業鏈介紹，以瞭解其間之關係，使得易於掌握彼此間的連動關係，作為進出場、加減碼之參考。
這個問題對於想投資半導體相關產業的投資人來說相當重要。舉例來說，如果台積電（2330）的製造費用漲價的話，則可能直接受惠的會是聯電（2303）或世界先進（5347）等IC晶圓代工公司，而受到影響的會是聯發科（2454）、聯詠（3034）或敦泰（3545）等這一類的IC設計公司；若台積電（2330）欲增加毛利率而對提供其材料、廠務或設備服務的廠商砍價，則可能直接受害的廠商包括漢唐（2404）、帆宣（6196）、精材（3374）等等。因此瞭解半導體產業鏈之間的關係是進入投資半導體相關類股獲利的第一步。
下圖為半導體IC產業之上、中、下游的關係示意圖。上游為IC設計公司，例如聯發科（2454）以設計手機通訊晶片為主，威盛（2388）以設計電腦晶片為主。基本上IC設計公司的市場部門會先從IC於應用端的市場調查及獲利預測開始。
Photo Credit: 捷徑文化出版 例如，假設某手機廠商希望在推出的新款手機增加可以將影片直接投射在牆面或螢幕上觀看的新功能，則該公司的市場部門人員會針對此新功能是否受使用者的喜愛作市場調查，如果調查的結果是正面的，則會再跟公司的工程人員討論其技術可行性，與評估此新產品之合理價位和可能之獲利。若評估可行，則工程人員依照市場調查後的產品定位，訂定該IC產品的規格，然後IC設計工程師依照訂定的產品規格，進行相關的產品設計。產品設計包含的電路設計是IC設計工程師主要的一個工作項目，接著電路布局工程師會根據電路設計完成電路布局圖，此也稱為布局設計。
接著討論的中游產業主要是與生產製造有關，例如台積電（2330）、聯電（2303）、穩懋（3105）等屬於晶圓代工廠；南亞科（2408）、華邦電（2344）、旺宏（2337）等屬於記憶體製造廠。前述在上游IC設計公司設計好的電路布局圖會送到製作光罩的公司用以製作光罩，相關的公司例如台灣光罩（2338）等。製作光罩使用的材料是可透光的石英玻璃，而光罩上黑色不透光的部分是覆蓋在石英玻璃上的鉻金屬薄膜。光罩製作完成後會送到IC製造廠，於微影製程中使用。
一家IC製造廠除了剛剛提到會用到光罩的微影製程外，還有擴散、薄膜與蝕刻等製程單元或稱為製程模組，而整個晶片的製造就是交替地重覆使用這些製程模組，如「半導體產業的中游生產製造示意圖」，示意圖也顯示所有的半導體製程都必須在所謂的無塵室中進行，因為即使是微小粒子（如灰塵）也可能會引起IC的內部缺陷，使得IC無法工作或不正常工作，造成產品良率降低而影響獲利。
而且隨著製程愈進步，積體電路愈做愈小或要求的功能愈來愈多，在製造過程中能容忍的微小粒子尺寸也跟著愈來愈小，也就是需要等級愈高的無塵室。晶圓廠之無塵室的建置與維護需仰賴提供無塵室設備與廠務工程的廠商，例如漢唐（2404）、亞翔（6139）等。
IC製造廠的供應鏈除了無塵室以外，還有其他許許多多的廠務設備工程、製程機台設備、半導體電子材料與化學材料等廠商。舉例來說，帆宣（6196）可提供EUV（極紫外光）等設備；崇越（5434）是光阻液、研磨液等半導體材料通路商；京鼎（3413）是供應CVD（化學氣相沉積）與蝕刻機等半導體前段製程機台的廠商；家登（3680）為製造EUV光罩盒的公司；環球晶（6488）、合晶（6182）則是提供進入製程前的空白矽晶圓。
空白矽晶圓在無塵室完成所有製程步驟後，將進入到下游的測試與封裝產業。理論上，在同一片晶圓上製作完成的所有IC應該會完全一樣才對，但因為製程不均勻性的緣故（例如某個加熱製程的最佳溫度需要在1000°C的環境下，但在此製程中的受熱晶圓並不會整片晶圓都受熱1000°C），使得晶圓上的IC（也稱為晶粒）也有差異，有的可以正常工作，有的無法正常工作或根本不工作。因此，需要對晶圓上的所有IC作測試，只有通過測試的IC才會從晶圓上切割下來封裝成IC晶片。
通常IC製造廠全力專注於製程研發與後續製程改善，因此將完成製程後的晶圓測試與晶片封裝交由下游廠商完成。下游的封測廠有日月光控股（3711）、京元電（2449）、欣銓（3264）、超豐（2441）等等。
Photo Credit: 捷徑文化出版 半導體IC產業鏈的上、中、下游幾家相關公司
上游產業 | IC設計 | 手機通訊晶片設計 | 聯發科（2454） |
電腦晶片設計 | 威盛（2388） | ||
中游產業 | IC製造 | 晶圓代工 | 台積電（2330） 聯電（2303） |
記憶體製造 | 南亞科（2408） 華邦電（2344） | ||
廠務、設備、 材料等供應商 | 光罩 | 台灣光罩（2338） | |
無塵室 | 漢唐（2404） 亞翔（6139） | ||
製程機台 | 京鼎（3413） 帆宣（6196） | ||
半導體材料 | 崇越（5434） | ||
矽晶圓 | 環球晶（6488） 合晶（6182） | ||
光罩盒 | 家登（3680） | ||
下游產業 | IC封裝測試 | 封裝測試 | 日月光控股（3711） 京元電（2449） 欣銓（3264） |
- 投資人常問：在半導體產業鏈裡，上、中、下游公司間的股價是否會有連動關係？若有，則該如何判斷？
如果投資人會問到這個問題，通常表示這位投資人對P163「半導體產業的上、中、下游關係示意圖」和P166「半導體產業的中游生產製造示意圖」之半導體產業鏈有初步的瞭解。但為了要容易說明其間的連動關係，可以將半導體產業來類比房地產產業想像，如下圖。
半導體上游設計公司的IC設計圖就好比建設公司請建築師繪製的房屋建築設計圖；空白晶圓可以想成準備蓋房子的素地；晶圓廠內用於製程上的機台、設備與半導體耗材等就如同營造廠蓋房子所需的建築機具與建材等；當晶圓完成製程將許多相同的IC製作好在晶圓上就好像營造廠在建設公司原先規劃的素地上蓋好了許許多多相同的房子，每一棟房子就是一顆IC；完成封裝測試可以使用賣錢的IC晶片則類似經過裝潢與完成驗收可以出售的裝潢屋。