半導體公司那麼多，你知道它們各自都在做什麼嗎？又是靠什麼賺錢的？前陣子因為公司製圖需求，淺淺地認識了半導體產業，過去都只知道「是個賺錢的行業」，趁這次任務對半導體產業鏈公司有更深的認識，發覺有趣的內容還真不少，於是想來當作筆記記錄一下！
不過我終究是門外漢，講的內容不會太深，主要是想透過小白的口吻來了解這些常見的半導體公司在做什麼？彼此間又有什麼關係？如果內容上有任何錯誤，都可以留言告知我！感激不盡～～
半導體產業常見名詞
給完全不懂半導體產業的朋朋快速名詞解釋一下：
- 半導體（Semiconductor）：半導體就是一種材料，特別之處在於能夠在某些條件下既能導電，又能絕緣，這種特性讓半導體成為製造電子元件的理想材料。最常見的原料為化學元素矽（Si）。
- 晶圓（Wafer）：晶圓是半導體製造的起點，形狀為薄而平坦的圓形薄片。經過一連串的製程後，可以在晶圓上製作出電路，最後將它切割成許多小塊的晶片。
- 晶片（Chip）：正式名稱是「積體電路」（Integrated Circuit），簡稱IC。晶片是從晶圓上切割出來的小型半導體元件，扮演著電子裝置的核心角色，能夠在極小的空間內集成複雜的電路和功能。
晶片生產流程的演變：垂直整合到專業分工
首先，一個晶片要被生產，不外乎要經過三大流程：晶片設計、晶片製造和晶片封裝與測試，同時我們也各自稱以上各階段為半導體產業的上游、中游和下游。而歷史上最一開始的半導體公司，從晶片設計、晶片製造和晶片封測都是一手包辦，就是我們常聽到的「垂直整合製造商(IDM)」，代表公司為英特爾 Intel。
隨著技術需求越來越高，建造晶片製造工廠成本隨之提高，有些半導體公司不想投入建廠成本或是無法負擔，便開始委外製造晶片，1980年代，「晶圓/晶片代工」變成了新的一種商業模式。
晶片生產流程的演進趨勢從最初的垂直整合製造轉向更為分工合作的模式，讓半導體產業能更有效地應對快速變化的技術和市場需求。
【上游】晶片設計公司：無廠半導體公司
先從上游說起，晶片設計公司專注於晶片設計，業務不包含生產晶片，因此也稱為「無廠半導體公司」；除了設計晶片業務也包含晶片銷售。當晶片設計好後就會委託第三方晶圓廠生產。以下是全球知名的無廠半導體公司：
1、Nvidia 輝達：全球 GPU 大哥
輝達（美股代碼：NVDA）應該是 2023 半導體產業最讓人廣為人知的公司了，受惠於 AI 運算需求暴增，讓 Nvidia 在 2024 財年第一季發佈後股價一度暴漲 +24%，更成為市值達一兆美元俱樂部的公司之一。
輝達主要業務領域包括圖形處理器（GPU）的設計和製造，公司 GPU 產品線涵蓋了遊戲、專業影片、人工智慧（AI）和科學運算等多個領域，最有名的產品為 GeForce 系列顯示卡、Quadro 系列顯示卡和Tesla GPU 加速器。
以資料中心作為主要營收的部門，且增長速度最為顯著。其中最大的代工廠為台積電。
輝達歷史各部門營收分佈，可以看到資料中心的營收成長十分顯著：
2、Apple 蘋果
沒錯，蘋果（美股代碼：AAPL）公司的業務也包括晶片設計，從 2007 年賈伯斯決心做晶片，到現在蘋果自行研發的晶片已經應用在各個蘋果的產品線上，而且蘋果晶片並不外售，僅存在於蘋果產品之中，就是為了打造蘋果產品的獨特性。
蘋果所設計的晶片被分為不同系列，其中以 A 系列、M 系列晶片最廣為人知。
A系列晶片是蘋果公司設備的核心晶片，採用 ARM 架構（ARM架構介紹詳見下篇），包括中央處理器（CPU）、圖形處理器（GPU）、快取等核心器件。iPhone、iPad、iPod touch，以及其他產品，包括Apple TV、HomePod和Studio Display等，都是採用 A 系列晶片哦！
此外目前為止，蘋果的A系列晶片都是由台灣台積電代工生產（還沒介紹到台積電，已經被提名2次了XD）
而M系列晶片首次亮相於 2020 年 11 月的線上發布會，是蘋果應用於 Mac 電腦的處理器，這些晶片同樣使用 ARM 架構。蘋果於 2020 年宣布將從傳統的英特爾 x86 架構轉向自家設計的 Apple Silicon 架構。從此之後，Macbook 將不再使用英特爾處理器，而是採用蘋果自家製造的M系列晶片，此舉也結束了英特爾和蘋果過去 15 年來的合作。
3、Qualcomm 高通：手機界的晶片大老
高通（美股代碼：QCOM）是目前全球知名的手機晶片廠商，業務涵蓋技術領先的3G/4G/5G晶片、系統軟體以及開發工具和產品。而高通有名的是與蘋果的愛恨情仇，這就要從高通的營收來源之一說起 — 權利金。
高通除了銷售手機晶片外，因為擁有眾多與行動通訊相關的專利，若其他公司要能夠合法使用其技術，除了購買晶片外，這些公司也需要支付給高通相應的權利金。
蘋果使用高通的數據機晶片，不單單是買晶片的錢，還有使用高通技術的權利金。更有趣的是，蘋果每賣出一支iPhone，都要給高通一點點抽成，而抽成金額是依 iPhone 售價而定的，代表 iPhone 賣得越貴，高通就能收到更多分潤，根據瑞銀估計，高通 2022 財年 442 億美元的營收中約有 21% 來自蘋果。
這也讓蘋果想要透過自研 5G 數據晶片擺脫對高通的依賴，同時也是為了降低成本。不過研發手機晶片之路似乎沒那麼順利，今年最新消息是高通與蘋果續約，高通將繼續供應蘋果 5G 數據晶片至 2026 年。
【中游】晶片代工廠
晶片代工廠就是接收上面晶片設計公司的晶片生產需求，並不從事產品設計與晶片銷售，而此階段也是公司需要投入最多技術、人力和成本的階段。在晶片代工這一中游環節，台灣更是國際間的關鍵參與者。除了台積電佔據超過一半的市場份額，穩居產業領頭羊之位外，聯電、力積電、世界先進等公司也以其國際知名度在晶片代工領域嶄露頭角！
1、TSMC 台積電：全球晶片代工廠龍頭、台灣護國神山
台積電（台股代碼：2330 / 美股代碼：TSM）是全球第一家專門從事晶片代工的公司，也是目前全球最大的積體電路製造公司，代工市占率超過五成。蘋果、輝達、超微和高通都是台積電的客戶。
台積電的創辦人張忠謀在當時發現，半導體公司通常自行生產所有元件，包括設計、製造、封裝和測試。然而，這種垂直整合的模式導致成本高昂且效率低下，於是張忠謀意識到，將製程分開後專注於製造部分，可以提高效率並降低成本，便設立台積電，開啟半導體產業的新一商業模式。
更多關於台積電的創立故事，可以看《台積電：台灣「護國神山」成長記》
而為什麼國際大廠的單都給台積電？除了先進的技術外，台積電做到了「絕對保密」，不同於英特爾和韓國三星這種垂直整合製造（IDM）模式營運的半導體公司，它們因同時涉及晶片設計與產品開發，可能有技術機密外流的風險，台積電的「純晶片代工」定位，讓客戶能放心地將訂單交給台積電，不怕台積電竊取技術發展其晶片。
2、UMC 聯華電子：台灣晶片二哥
台積電與聯電（台股代碼：2303 / 美股代碼：UMC）常被投資人將稱之為「 晶片雙雄 」，台股投資人常稱聯電爲「二哥」，聯電是台灣第一家上市的半導體公司，起初為 IDM 模式，後來才將聯電將從 IC 設計部門（聯發科）拆分出去。
與台積電單打獨鬥、一次包辦的商模不同的是，聯電的經營策略是透過和多家技術夥伴合作，以發展更多元的技術，包含網路通訊、影像顯示、電腦等領域，同時也針對較小型無廠半導體公司提供更客製化的解決方案。
技術上的話，台積電專注在拚先進製程、聯電則是專注於成熟製程。至於先進製程和成熟製程差別在哪？簡單來說，先進製程在追求製造晶片所使用的技術愈來愈細緻，為的能是生產更小、更快的晶片。而成熟製程則是使用已經經過時間驗證，穩定生產高品質的晶片，進而降低成本。
【下游】晶片封測廠
晶片封裝測試是半導體製造的最後一個階段，這個過程目的是要確保製造的晶片沒有錯誤，且通過良率標準，再將晶片放入一個保護外殼中，提供保護並確保其正常運作。在這個步驟中，工程師會進行各種測試，以確保晶片符合規格，同時進行封裝。
根據工研院資料顯示， 2022 年全球晶片封測廠營收排名前十名中就有一半是台灣的企業，包括日月光、力成、 京元電子等。
1、日月光：全球第一封測大廠
日月光（台股代碼：3711 / 美股代碼：ASX）目前在半導體封測領域是全球的領先公司。在 2020 年，公司積極擴大版圖，成功併購了當時台灣第二大封測廠─矽品精密，進一步提高了其在全球市場的佔有率。
日月光專注於一種稱為系統級封裝（SiP）的技術。相較於另一種叫做套餐式的系統單晶片（SoC）技術，SiP在面對先進製程和異質整合的高成本挑戰時有一些優勢。SiP允許以更自由的方式組合不同的元件，同時符合自由組合和輕薄短小的特性。日月光的合作夥伴包含超微（AMD）、NVIDIA、高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）、聯發科等。
2、Amkor 艾克爾
艾克爾（美股代碼：AMKR）是目前全球第二大半導體封測公司，為韓裔美國人創立，前身為韓國第一家半導體公司，2003 年以前甚至是全球最大半導體封測公司，不過在 2003 年被台灣的日月光超越。
艾克爾主要提供的服務分為兩大類：高階產品包括倒裝晶片、晶圓級加工和測試服務和主流產品包括傳統的引線封裝及測試，提供全方位的封裝服務，涵蓋了從傳統到先進的各種需求，市場定位較日月光更為廣泛。
【全包】垂直整合IDM
IDM公司具有一套完整的業務模式。在設計方面，IDM 擁有自家的研發團隊，負責設計多種半導體晶片，這通常是公司核心競爭力的主要來源。
其次，在製造方面，IDM 通常擁有自己的製造工廠，負責生產公司自家設計的半導體晶片。優點是在整個製程中公司能擁有更多的控制權，包括製程技術和產品品質，也能保證技術不會有外流的狀況。最後，在銷售方面，IDM不僅設計和製造半導體元件，還可以直接將成品銷售給最終用戶或其他裝置製造商。
不過 IDM 需要龐大的資金才可以支撐營運，並不是每個公司都有資金去維持這種模式，所以現在才會越來越走向專業分工的模式。
1、Intel 英特爾：處理器巨人
Intel 英特爾（美股代碼：INTC），擁有集晶片設計、製造、封裝、測試和銷售等多個產業鏈環節，這是早期多數晶片公司所採用的營運模式。然而，這種模式需要龐大的資本來維持，因此目前僅有極少數企業能夠堅持。
在近期，由於在電腦市場持續衰退、又在行動市場表現也不如預期，公司也出現了轉向晶片代工廠的趨勢，重啟晶片代工業務等戰略舉措。
採相似策略的還有韓國的三星，三星擁有自家的晶片廠，可以製造自家設計的晶片，但由於建廠和維護產線的高成本，因此它也提供代工服務，包括為蘋果的 iPhone 和 iPad 提供處理器代工服務。
2、NXP 恩智浦：全球最大車用半導體廠
恩智浦（美股代碼：NXP）就像汽車科技的領頭羊。它的主攻方向是設計各種車用半導體晶片，提升車輛的控制系統的性能，讓車子能越來越「聰明」，像是常聽到的安全系統，包含先進駕駛輔助系統ADAS、輔助停車、碰撞警告系統、胎壓偵測等，恩智浦的晶片發揮了很大的作用。
隨著電動車時代來臨，加上電動車對於晶片的需求大過於傳統汽車，電動車銷售成長，代表著車用晶片需求也跟著增加。另一方面，如今汽車的自動化功能不斷提升，也令車用晶片廠商訂單不斷。
此外，為降低生產風險，部分晶片製造也有採外包，恩智浦的車用高階晶片則幾乎全部請台積電代工喔！
以上就是針對目前自己有稍稍認識的半導體公司做個簡單筆記（還真的燒了我這個小腦袋瓜不少細胞），大多都是吸收網路上文章後整理成自己理解的內容，若有錯誤還請專業的指正了！🙏
另外，半導體產業鍊當然不只這樣，所謂水超級深？XD 除了晶片製作的上中下游外，還有包括誰提供生產晶片的設備以及軟體？誰提供給代工廠生產的原料？這些我就留到下一篇【科技業小白認識半導體公司筆記！（下）：半導體設備廠、矽智財與EDA公司】囉！
