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台灣半導體產業關鍵在IC設計

高聖凱
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高聖凱

2001-11-01

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台灣半導體產業關鍵在IC設計
 

本文出自 2001 / 11月號雜誌 飛利浦去國巨來

亞洲半導體景氣普遍不佳,危機意識浮現,產業轉型的呼聲應運而起。從大陸的909計畫到日本「MIRAI」半導體技術研發計畫,各國政府無不費心調整半導體產業發展。台灣半導體業在景氣低迷困境下,也面臨轉型與否的關鍵時刻。擔任國家「矽導計畫」總召集人的交通大學校長張俊彥表示,「台灣這十年是半導體轉型關鍵,轉型不成便淪為窮人之島。」

半導體製造優勢面臨威脅

台灣半導體產業憑藉優異製造技術,過去十年創造出口奇蹟,但近年卻因出口嚴重衰退而面臨瓶頸。亞洲各國積極投入半導體製造市場,更令台灣倍感威脅。近年大陸政府積極扶植半導體產業,砸下2.1億美元投入晶圓廠與園區設立。Data Quest分析師吳珮如表示,大陸勞力低廉,人才素質提升,加上政府大力推動產業,造成大陸半導體競爭力快速提升。

令人憂心的是,台灣半導體經驗有可能在大陸及東南亞的積極搶攻下,優勢不再。

吳珮如表示,過去晶圓代工的帶動下,台灣科技產業多以製造與組裝為主,在整個產業價值鏈中,其實屬於較低附加價值的部分,而且可轉移性較高,面對外界更低廉的人力與固定成本市場威脅,累積的優勢與商機將迅速流失。

對於台灣半導體業而言,這是產業發展危機,卻也是產業提升的轉機。

同樣擔任計畫總召集人的行政院政務委員蔡清彥認為,台灣產業的未來出路絕非死守以成本競爭為核心的大規模製造,應將重點放在設計創新與知識經濟為主體的新興產業。

技術的提升與整合成為台灣半導體業跳脫代工唯一的出路。而國內達兩百多家的IC設計公司,正是未來寄予厚望的產業。

「台灣擁有世界一流的半導體製造與封裝測試體系,這是發展IC設計的有力基礎,」張俊彥說。加上國外如Motorola(摩托羅拉)等大廠將大量IP(矽智財)釋出,他強調,現在是提升IC設計產業「千載難逢的機會。」

國家級「矽導計畫」便是以提升IC設計產業為主軸的建設方案。

雖然國內IC設計廠商數量僅次美國居全球第二,但在設計層次上仍屬低複雜度,設計速度也不及歐美。吳珮如表示,平均來說台灣設計速度僅是美國的一半。主要原因在於缺乏整合平台提升設計效率。

明導國際總經理茅華表示,國內IC設計業不如國外大廠擁有完整體系的設計平台,從概念提出到產品製造出來,需要跟好幾家軟體、封裝、製造等業者分頭洽談,耗費資源和開發時程,如果能建立共同設計平台機制,不僅能有效縮短IC設計速率,更能讓廠商透過此體系建立流程標準,提升競爭力。

擔任矽導計畫執行秘書的交大電子工程系教授溫 岸進一步指出,藉由此計畫所建立的設計平台,能將開發IC時間縮短三倍以上。

系統單晶片是關鍵技術

因此國內IC設計水準要提升,首先需建立的便是設計平台機制。

9月3日國外五家EDA(電子設計自動化)廠商益華、明導、安捷倫、前達、新思與經濟部技術處簽訂合作協定,計畫在一年內建立共通的IC設計平台與設計語言,兩年內建置設計資源服務產業。這是推動產業升級的第一步。

矽導計畫除了規劃設計平台建立,更策訂目標產品,逐步提升IC設計層級。

不同於全面性科技計畫,「矽導計畫」以產品導向做為推展策略。目前計畫重點有三,第一建立全球設計平台,第二開創矽智財中心(IP Mall),第三則是推動創新設計產業。這三個目標以IP整合與開發作為基礎,發展系統單晶片(System on a chip)設計做為具體目標,兩者帶動台灣IC設計產業整體提升。

其中系統單晶片技術研發在計畫中扮演關鍵角色。由於世界各國出現系統單晶片的需求,台灣投入技術研發正好符合未來市場。「憑藉台灣垂直整合的環境,此時發展系統單晶片設計是極佳的時機,」溫 岸說。

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如果將單晶片視為一塊積木,系統單晶片就像數塊積木的堆疊,但體積不變。它整合不同的系統功能,以往需要三到四個系統晶片的運算工作,利用系統單晶片只需單一晶片便可達成,不但減少零件數目、節省電路板的成本,並且可以縮小產品體積,解決耗電與散熱問題。

由於系統單晶片所需IP與系統整合技術高,目前系統單晶片的研發設計仍以國際大廠主導。張俊彥表示,台灣絕對有研發系統單晶片的能力,IC設計業者如果有效合作,發展五到十個killer Product(關鍵產品),國內IC設計業將大有可為,台灣有機會成為IC設計天堂。

如果系統單晶片是台灣半導體產業升級的關鍵產品,矽智財中心就像龐大的智庫,提供產品所需的技術支援。

目前矽智財中心計畫由國內矽智財大廠智原科技主持,負責矽智財中心的規劃與管理整合。計畫基本構想是將國內外矽智財集中於一虛擬平台上交易流通,依不同類型分層別類,如同百貨不同樓層陳列商品般販賣,並提供不同矽智財整合的解決方案。矽智財中心除了可以促進不同矽智財業者合作機會,聚集大量矽智財更能提供系統單晶片設計技術升級的基礎。「我們希望將矽智財中心推廣成一個穩定的交易平台,建立交易安全機制,吸引更多國內外矽智財業者投入合作,」智原科技總經理林孝平表示。

五年培育兩萬名科技人才

不過系統單晶片設計與矽智財的問題還是在人才短缺。

根據財團法人資訊工業策進會的統計,台灣資訊電子相關產業每年至少需求兩萬八千人,但每年資訊相關科系的畢業學生人數僅約八千人,累計三年來資訊產業至少欠缺達六萬名人力。

對此問題行政院人事行政局與教育部已有初步規劃。目前教育部已同意將針對台灣目前最缺乏的系統設計、光電與通訊領域系所增加八十五名教職員額。張俊彥也表示,交大於明年首先開辦資訊學程,台大、清大、成大等校也將跟進,預計台灣五年內可培育兩萬名高科技人才。

除了基礎設計人力,台灣更缺乏帶頭的人才。目前國內十年以上資深系統設計師屈指可數,但這些人才往往是推動設計業升級的關鍵。亮發科技總經理羅海槎表示,政府應致力吸引這些老鳥投入台灣設計業,指導並培養一群團隊出來打拚,這樣國內設計水準才會有所突破。

除了人力問題要解決,政府在組織推動與法令規章上也極需調整。

目前政府參與計畫的單位包括行政院科技顧問組、國科會、經濟部、工研院以及資策會等,多頭馬車的情況讓廠商奔波於各單位卻不知所措。林孝平表示,計畫如要貫徹,政府方面應成立專責單位負責推動,發揮執行與督導功能。

另外獎勵投資制度上也需調整。目前投資獎勵規定須將軟硬體分開處理,硬體部分才能抵稅,但由於矽智財本身性質特殊,在軟硬體上難以歸類。羅海槎表示,如果政府能在採購矽智財技術上給與稅金優惠,對推動產業將具實質效果。

廠商之間的合作更是一項考驗。茅華表示,矽導計畫大方向有了共識,但廠商之間的溝通仍不夠充分。

各廠商從原先的競爭關係轉為團隊合作,當中整合原本就需費相當多力氣,尤其彼此得拿出各自「命脈」技術放在同一平台時,考量因素也更多,溝通上更顯困難。茅華認為,政府如果能委派非營運機構如CIC(國家晶片系統設計中心),負責串連廠商並歸納其意見,合作進展將會更快。

但目前計畫試辦整合半導體上下游廠商,進度便相當快速。合作項目有設計、測試與封裝等流程,參與廠商包括聯電、新眾等五家公司,計畫案已送至經濟部技術處評估。

儘管計畫面臨種種問題,IC設計無疑是台灣極具發展潛力的產業,這是產官界均有的共識,更是推展計畫的原動力。

林孝平深具信心地認為,面對大陸的野心勃勃,台灣IC設計產業不必自亂陣腳,台灣在這領域仍然領先大陸,未來台灣關注的對象應是歐美IC設計重鎮,「我們要做的是思考如何拉近與歐美IC設計的差距,而非擔心大陸何時追上我們。」

「我們要往前看,不要往後看,」張俊彥與蔡清彥共同對台灣半導體業發出呼籲。台灣要走向窮人之島還是富人之島,端看政府與業者的共同努力。

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