最近前英特爾(Intel)執行長季辛格接受外媒專訪,他力挺新任執行長陳立武(Lip-Bu Tan)繼續推動IDM 2.0升級。到底IDM是什麼?升級2.0會讓英特爾翻身,甚至超越台積電?本文將從半導體製程分工切入,解析IDM廠的優劣勢與挑戰,並比較Fabless與Foundry模式的產業定位與代表企業,徹底分析英特爾,三星與台積電的不同點,以及IDM2.0將帶來的巨大變革。
半導體發展現況,為何Intel落後台積電?
全球半導體龍頭正值變局之際。英特爾(Intel)近年來在10奈米與7奈米製程節點屢屢延宕,不僅高效能伺服器與AI晶片市占遭輝達(NVIDIA)與超微(AMD)瓜分,代工轉型之路也進展緩慢。如今,隨著華裔半導體重量級人物陳立武(Lip-Bu Tan)接任Intel執行長,市場高度關注他是否將為英特爾帶來技術與文化改革。外界更屏息以待他在下週的Intel Vision 2025大會的主題演講上,是否將揭示英特爾全新製造戰略與改造方向。
另一大IDM龍頭三星電子(Samsung Electronics)雖搶先量產3奈米GAA製程,卻因良率問題難以承接高階客戶訂單,加上記憶體市況低迷,導致半導體部門連續虧損,2024全年營益年減超過九成。兩大垂直整合廠同步面臨轉型陣痛,顯示傳統IDM(Integrated Device Manufacturer)模式,在先進製程時代正遭遇嚴峻考驗。
在這樣的時代轉折點上,「垂直整合 vs 垂直分工」再度成為半導體業界核心議題。張忠謀當年首創的晶圓代工模式,如今已成為產業主流。究竟IDM廠還能否重新定義自己?還是Fabless + Foundry的合作模式,才是下一波AI時代的主導力量?也因此,IDM2.0呼聲漸起。
不過,整體晶圓產業發展良好,主要是AI趨勢加持。SEMI 國際半導體產業協會於今 (27) 日公布的最新一季全球晶圓廠預測報告(World Fab Forecast)中指出,2025 年全球用於前端設施的晶圓廠設備支出自 2020 年以來連續六年增長,較去年同比上升 2%,來到 1100 億美元。
明年晶圓廠設備支出更將成長 18%,一舉攻上 1300 億美元。此一投資成長不僅由高效能運算(HPC)和記憶體類別支援資料中心擴展的需求所帶動,更受惠於AI人工智慧整合度不斷提高,從而讓邊緣裝置所需矽產品不斷攀升所致。
SEMI 全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸表示:「全球半導體產業對晶圓廠設備的投資已經連續六年成長,隨著 AI 相關晶片需求持續走強產量大增,2026 年更將大幅增加 18%。」
也因此,晶圓製造的改革創新早已成為業界關注焦點,IDM2.0更值得深入認識。
半導體製造:IC設計、晶圓製作、封裝與測試
首先回顧半導體晶片的誕生過程,主要可分為四大階段:
● IC設計:決定晶片功能、架構與邏輯,屬於高度知識密集的工作。
● 晶圓製造(Wafer Fabrication):利用矽晶圓與奈米製程技術,將電路圖樣轉印至晶圓上,製作出晶片。
● 封裝(Packaging):將晶圓切割後的晶粒(Die)保護起來,並使其能與外部電路連接。
● 測試(Testing):檢查晶片是否符合設計規格,有無缺陷。
這IC製造的四大流程原先多由一家廠商一手包辦,直到張忠謀創立晶圓代工模式、將垂直整合變成垂直分工後,才出現其他不同形式的半導體公司,以下就來一一說明。
IDM廠是什麼?和IDM2.0有什麼不同?
IDM,全名為 Integrated Device Manufacturer(垂直整合元件製造商),意指一家半導體公司自家就涵蓋了從IC設計、晶圓製造、到封裝與測試的「一條龍」垂直整合模式,亦是過去半導體業的主流模式,代表企業如英特爾(Intel)、三星電子(Samsung Electronics)、德州儀器(Texas Instruments)、SK海力士(SK hynix)等。
IDM廠具有以下優勢:
● 掌握技術全流程,有高度控制權:IDM廠自建晶圓廠與封測廠,能緊密控制製程與良率,縮短開發週期,提升產品穩定性與效能。
● 適合高技術門檻、重視穩定性的應用:如資料中心、車用晶片、記憶體晶片等領域,對品質與可靠性要求高,IDM廠更具競爭優勢。
● 資源整合與垂直協同:設計部門與製造部門可即時溝通、優化架構,尤其在研發領域可加速技術創新。
至於IDM 2.0,是英特爾(Intel)於2021年由前執行長基辛格(Pat Gelsinger)提出的轉型戰略,主張在傳統「垂直整合模式」上進行現代化升級,核心理念為:「整合設計、生產,同時對外開放代工服務」,藉此同時發揮自有製造優勢與建立多元客戶基礎。此策略意圖打破傳統IDM封閉模式,並將Intel打造成「既是產品公司,也是代工平台」的雙軌企業。
公司 | 主力產品 | 策略焦點 |
---|---|---|
Intel | CPU、資料中心晶片 | 製程追趕台積電、發展Foundry代工業務 |
Samsung | 記憶體、手機SoC | 3奈米GAA製程先行,晶圓代工擴張 |
TI | 模擬晶片、車用MCU | 製程成熟、重資本回購與高現金流 |
SK hynix | DRAM、NAND | 聚焦記憶體領域,與美光、三星競爭 |
資料整理:魏鑫陽 |
IDM廠的挑戰,改2.0能翻轉嗎?會影響台積電?
IDM廠雖然擁有垂直整合的優勢,但隨著進入7奈米以下新進製程,為生產成本大幅提升,且維持摩爾定律製程技術研發更形重要,還有面對市場競爭,速度與價格的壓力,則是IDM廠現今面臨的兩大挑戰。
1. 資本支出龐大、製程研發風險高
- ● 興建一座先進製程晶圓廠(例如3奈米以下),動輒百億美元起跳,且週期長、投資回收慢。
- ● 對IDM廠來說,既要持續投入自家製程研發,又想搶攻外部代工訂單,等於雙重資本壓力。
- ● 若研發進度落後或良率不如預期,將拖累整體財務與市值,成為沉重包袱。
2. 來自價格與速度競爭
- ● IDM廠的自建自營,面對萬變的晶片需求,彈性與調整速度遠低於產業垂直分工鏈;且同時要服務內部產品與外部客戶,會導致資源分配與業務衝突,影響整體競爭力。
- ● 另外,在標準品(如傳統MCU、車用晶片)領域,IDM產品面臨來自Fabless+Foundry模式的價格壓力。
- ● Fabless+Foundry(如NVIDIA+台積電)的分工模式日趨成熟,彈性高、資本效率佳,成為業界主流。也對現有的IDM廠商不利。
改成IDM2.0會如何?
至於若Intel在新任執行長陳立武上任後,積極推行IDM2.0就能解決競爭問題?對台積電影響在哪?
簡單來說,英特爾(Intel)多年來堅持自研自製,但在10奈米、7奈米製程節點屢屢延遲,導致處理器性能與時程落後,市占率被AMD(採台積電製程)大幅侵蝕。
● 雖然Intel推動IDM 2.0戰略,試圖同時發展自製與代工業務,但由於自家製程技術尚未回穩,外部客戶對代工服務仍觀望。
- ● 三星(Samsung)在先進製程(3奈米GAA)雖然搶先投產,但良率問題未解,無法大規模量產,導致無法有效承接大型客戶訂單,以目前狀況看來,與台積電的差距未見縮小。
不過即便如此,除英特爾的IDM 2.0策略外,三星則將旗下晶圓代工部門(Samsung Foundry)與自家設計、記憶體部門各自營運,兼具Fabless與Foundry策略。SK hynix專注記憶體領域,持續擴大DRAM與NAND製程技術領先,強化高階伺服器與AI應用市占,因此確實已成為業界新趨勢。
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Fabless無晶圓廠與Foundry晶圓代工廠差別
Fabless(無晶圓廠):可分為兩種——IC設計與IP設計。IC設計廠專注於晶片的設計研發,本身不自行興建或營運晶圓廠,製造全交由Foundry代工。代表廠商例如:高通(Qualcomm)、輝達(NVIDIA)、聯發科(MediaTek)。
至於IP(Intellectual Property)設計公司則負責設計「矽智財」模組(如CPU架構、GPU核心),提供給Fabless廠使用。代表廠商如英國的安謀。
● 優勢:專注設計、彈性高、資本壓力較低。能快速配合市場需求調整產品線。
● 挑戰:製造需仰賴外部代工廠,對供應鏈穩定性倚賴高。設計與製造端需密切協調,確保良率。
Foundry(晶圓代工廠):專門提供晶片製造服務,不參與設計工作,是Fabless廠的重要合作伙伴。代表企業如台積電(TSMC)、聯電(UMC)、GlobalFoundries。
● 優勢:專注製造技術演進,提升先進製程良率。客戶多元、業務穩定。
● 挑戰:技術門檻高,需大量資本投入。成本結構重,面臨景氣波動風險。
一表看懂半導體晶圓廠,台積電跟英特爾差在哪?
類型 | 分工內容 | 代表公司 |
---|---|---|
IDM廠 | 自行負責IC設計、晶圓製造、封裝與測試 | Intel、Samsung、德儀(TI)、海力士(SK hynix) |
Fabless廠 | 專注IC設計,委外給Foundry製造;部分也設計IP | Qualcomm、高通、NVIDIA、聯發科、Marvell |
IP設計 | 提供矽智財模組(IP)給IC設計公司使用 | Arm、Imagination、SiFive |
Foundry廠 | 提供晶圓製造代工服務,無自有設計 | 台積電(TSMC)、聯電(UMC)、GlobalFoundries、三星代工部門 |
資料整理:魏鑫陽 |