晶圓代工模式

晶圓代工模式（英文：Foundry Model）係微電子工程同製造嘅一種商業模式，由一間半導體製造廠（Semiconductor Fabrication Plant），或者叫晶圓代工廠（Foundry），同埋一間集成電路設計公司組成，雙方都係獨立嘅公司（一般係「無廠半導體公司」；英文：Fabless Semiconductor 公司）或者係子公司嘅關係。

最初，啲集成器件製造商（Integrated Device Manufacturers，IDM）都會同時做設計同埋製造集成電路，例如英特爾、三星、德州儀器等。後嚟好多公司，只係做設計嘅工作，呢啲公司俾人叫做「無廠半導體公司」（英文：Fabless Semiconductor Companies），例如 AMD、輝達（Nvidia）、高通（Qualcomm）；將生產嘅工序交俾嗰啲純晶圓代工廠，例如台積電、格羅方德（格羅方德）、聯電等，佢哋只係幫其他公司製造半導體裝置，而唔做設計嘅工作。

集成電路生產設施嘅建造同維護費用都好貴。除非佢哋可以保持到生產設施嘅幾乎充分使用，否則呢啲產能嘅浪費會成為公司嘅財務負擔。晶圓代工模式用兩種方法去避免呢啲產能浪費：無廠半導體公司透過唔需要擁有呢啲設施嚟避免成本；另一方面，商業晶圓代工廠會幫全球嘅無廠半導體公司代工，透過精準嘅生產線安排、定價同埋承包，保持佢哋工廠嘅生產設施充分使用。

## 歷史
設計同生產呢啲裝置嘅公司，原本係負責製造微電子裝置嘅。呢啲製造商，既做製造工藝嘅研發，又做微電路設計嘅研發。

第一間純玩晶圓代工嘅半導體公司係台灣半導體製造公司（台積電：台積電），佢哋係喺政府工業技術研究院（工研院）分拆出嚟嘅，喺1987年，工研院將半導體嘅設計同製造部門分拆，呢個分拆嘅模式最初係由加州理工學院嘅 Carver Mead 提倡嘅，但係俾人認為太貴，唔太適合。設計同製造嘅分離就係晶圓代工模式，而無廠半導體公司就將生產工序外包俾半導體晶圓代工廠。

無廠半導體公司無任何半導體製造能力；佢哋同商業晶圓代工廠簽訂合同，將製造工序外判。無廠半導體公司專注喺研發 IC 產品；晶圓代工廠就專注喺製造同測試實體產品。如果嗰間晶圓代工廠冇任何半導體設計嘅能力，佢就係一間純半導體晶圓代工廠（pure-play semiconductor foundry）。

唔係所有半導體公司都係將設計同製造分開嘅。有啲公司仍然保留兩種工作，佢哋嘅執行營運，受益於設計同製造技能嘅密切結合。有啲公司會製造一啲自己嘅設計嘅晶片，然後喺佢哋睇到價值或者尋求特殊技能嘅情況下，將部分工序外判俾其他人去製造或者設計。

總結嚟講，晶圓代工模式係一個旨在優化生產力嘅商業願景。

### MOSIS
MOSIS ( Metal Oxide Semiconductor Implementation Service，中文可以譯做：金屬氧化物半導體實現服務 ) 係一個多項目嘅晶片服務（multi-project wafer service，又叫做shuttle service，穿梭服務），提供金屬氧化物半導體 ( MOS ) 芯片設計工具同相關服務，令大學、政府機構、研究所、初創企業可以既有效又有成本效益咁去攞到芯片工程原型（prototype）。

設計師提交設計俾工廠，而呢啲提交係用商業公司嘅閒置產能去製造嘅。當一個加工步驟同兩個操作兼容嘅時候，製造商可以將一啲用嚟做 MOSIS 設計嘅晶片，安排同其他晶片用同一個工序。商業公司（擔任晶圓代工嘅工廠）點都需要執行呢啲工序，所以佢哋實際上係喺 MOSIS 嗰度攞到額外嘅錢，去做佢哋已經做緊嘅嘢。喺唔夠嘢做，產能過剩嘅工廠，MOSIS 設計亦可以幫佢哋好好利用呢啲閒置嘅設備，避免昂貴嘅資本設備閒置咗。

昂貴生產線嘅使用不足，甚至閒置，可能會導致工廠出現財務危機，甚至破產，所以盡量利用剩餘嘅晶圓生產容量對呢啲資本密集（Capital Intensive）公司好重要。用盡辦法「賣出」剩餘嘅晶圓容量，係一個將工廠利用率最大化嘅方法。所以，經濟因素創造咗一個氣候，即係晶圓廠經營者想賣出剩餘嘅晶圓製造能力，而設計師同埋初創企業好想「買」呢啲剩餘製造能力，咁就唔需要用大筆嘅錢（過億美元）去擁有自己嘅晶圓廠。

雖然 MOSIS 向一啲無自己嘅晶圓工廠嘅客戶打開咗大門，為晶圓代工廠賺取額外收入，同埋為客戶提供相對廉價嘅服務，但係想做好 MOSIS 生產經營嘅生意係好難嘅事。商業晶圓代工廠只能夠以額外收入嘅方式出售晶片產能，作為次要嘅商業活動。晶圓代工廠對 MOSIS 客戶嘅服務同支持都係好少保證嘅，始終 MOSIS 唔係晶圓代工廠嘅主要業務。商家嘅選擇決定咗佢哋提供俾無廠半導體公司嘅設計、開發流程、可用嘅技術。商業晶圓代工廠可能需要專有同埋非便攜式（non-portable）嘅準備步驟。 晶圓代工廠關注保護佢哋嘅商業秘密，所以晶圓代工廠可能只會喺經過繁重嘅保密程序（nondisclosure procedure）之後，先至願意向設計師發放重要數據。

### 專門嘅晶圓代工廠
喺1987年，世界上第一間專門嘅商業晶圓代工廠開業：台灣半導體製造公司（台積電，TSMC）。「專門」係指同當時嘅典型嘅商業晶圓廠唔同，當年佢哋嘅主要商業活動係製造同銷售自己嘅 IC 產品。專用嘅晶圓代工廠為客戶提供咗幾個重要嘅優勢：第一，佢唔會將生產出嚟嘅成品 IC 產品賣入供應渠道；所以一個專用嘅晶圓代工廠永遠唔會直接同佢嘅無廠半導體客戶競爭（消除咗無廠半導體公司嘅一個共同關注點，唔需要擔心競爭）。第二，專用嘅晶圓代工廠可以根據客戶嘅需要擴大生產能力，除咗提供全規模生產線之外，仲提供低數量嘅 Multi-Project Wafer Service（又叫做 Shuttle Services；穿梭服務）。最後，專門嘅晶圓代工廠提供一個基於行業標準 EDA 系統嘅「 COT-flow 」（客戶擁有嘅模具），而好多 IDM 商家要求佢嘅客戶用專用（非便攜式；Non-portable）嘅開發工具。 COT 嘅優勢係令到客戶可以完全控制設計過程，由概念到最終設計。

## 晶圓代工廠銷售排名

* **純代工**（**Pure-play** semiconductor foundry；純晶圓代工廠）係指一啲唔會（或者唔會大量）提供自己設計嘅 IC 產品嘅公司，佢哋經營半導體製造嘅工廠，專注喺幫其他公司生產 IC 。
* 集成器件製造商（ **IDM** ）半導體工廠係指公司（例如德州儀器、 IBM 同三星等）加入晶圓代工市場，只要各方之間無利益衝突，就會提供代工服務俾其他半導體公司。

### 2023

### 2017

### 2016–2014

### 2013

### 2011

### 2010

### 2009–2007
截至2009年，排名前17嘅純晶圓代工廠係：

(1) 俾格羅方德收購咗

### 2008–2006
截至2008年，排名前18嘅純晶圓代工廠係：

(1) 2008年同 CR Logic 合併，重新歸類為 IDM

### 2007–2005
截至2007年，排名前面嘅14間晶圓代工廠包括：

台灣晶圓代工廠喺全球排名：

### 2004
截至2004年，十大純半導體代工廠係：

## 財務同知識產權問題
同所有其他行業一樣，半導體行業都要面對挑戰同障礙。

隨住每一代新晶片嘅推出，技術嘅穩步改進，意味住成本都會穩步增加。大型商業晶圓代工廠同佢哋嘅無廠半導體公司客戶都感受到財務壓力。新嘅晶圓代工生產線嘅成本超過10億美元。呢啲費用一定要轉嫁俾客戶。好多商業晶圓代工廠都同佢哋嘅競爭對手成立咗合資企業，目的就係將研究同設計開支同工廠維修開支分開。

晶片設計公司有時會避開其他公司嘅專利，最簡單嘅做法就係幫襯一間同專利擁有者簽咗廣泛交叉授權協議嘅晶圓代工廠。

半導體公司最擔心嘅係俾其他公司偷設計資料；偷咗設計資料嘅公司好少會直接複製人哋嘅設計，因為明顯嘅複製好容易由晶片嘅特徵識別出嚟。但係，包括任何工序、製程系統、操作方法或者概念嘅數據都可能會俾人賣俾競爭對手，噉樣可以慳返幾個月或者幾年時間嚟做嗰啲煩躁嘅逆向工程（reverse engineering）。

## 睇埋
 

* Fabless manufacturing（只有英文版）
* 合約製造（CM）（只有英文版）
* 整合元件製造廠（IDM）（只有英文版）
* 半導體元件製造（只有英文版）
* 原始設計製造商（ODM）r（只有英文版）
* 原始設備製造商
* Semiconductor equipment sales leaders by year（只有英文版）

## 參考