前言
過去,晶片生產主要由IDM廠一貫化生產流程,包含設計、製造、封裝、最後進入晶片銷售。然而隨著半導體製程的推進,生產設備的資本投資越來越龐大,對於大廠來說資本支出的付擔尚可接受,但對於小廠而言則必須尋求委外代工製造的機會,成本上才能跟大廠相抗衡,因而發展出晶圓委外代工及封裝體系。
半導體產業發展至今,隨著終端電子科技產品附加功能越來越多元化、產品亦走向輕薄短小等特性,使得IC晶片在設計及製造端複雜度日益提高,並且衍生出相當多的設計技術問題。例如手機晶片廠專注在手機晶片,如果加入影音功能或收音機功能則需額外培養一批設計人才,對於企業額外增加不少營運費用,因此市場便發展出出售產品設計智權的公司,而形成了目前的IP服務公司或稱為IC設計服務公司。
何謂IC設計服務
隨著IC內部積體電路密度越大,IC設計也越來越困難,因而有IP-智財(Intellectual Property)的出現,如IP在IC領域中我們稱之為SIP-矽智財(Silicon Intellectual Property),是一種事先定義、經驗證、可重覆使用的功能組塊。
一般來說IC設計服務為晶圓代工廠其中一個部門,但隨著半導體產業發展成專業分工,IC設計服務部門逐漸被獨立出來成為一家公司。
如果把IC當成一完成品,在形成IC產品前必需要使用多個IP去組合成所需要的IC功能,因此有大量的IP可加速IC晶片設計的速度。
IP大致可分為兩種,一種為基本型,為標準功能元件,如PCI、USB、MPEG等;第二種為特殊型,主要為複雜度高,尤其受專利保護等特殊IC產品,產品生命週期及價值均較基本型為高。
隨著科技進步,電子產品越做越小,因此現代的IC產品均包含一種或數種以上功能,以縮小整個電路板上IC晶片的數量,而不同的功能便由不同的電路模組負責,設計人員不一定要懂所有的功能技術,而可以以本身的技術加上IC設計服務公司所提供不同的IP服務來達到理想的IC功能。
IC設計與IC設計服務的差異
NRE及Turn-Key服務為IC設計服務公司主要營收來源
IC設計服務公司營收來源主要有三個部份:第一是SIP(矽智財)出售,第二是NRE(委外設計),第三是Turn-Key服務。
在SIP出售部份:IC設計服務公司將所開發完成的IP技術出售給需要該技術的IC設計公司,有些採取收權利金模式,毛利率高達80~90% ,但這部份目前在IC設計服務公司營收貢獻中並不大。
NRE及Turn-Key服務為IC設計服務公司主要營收來源,NRE主要是客戶委外設計IC的服務,但委外設計好的IC,如果客戶不擅長與晶圓代工、光罩、封測廠往來,但又想爭取低的投片價格及提供良好的技術服務,則會透過IC設計服務公司代為向晶圓廠投片量產IC,後面投片量產加上NRE的部份就是所謂的Turn-Key服務,其中NRE毛利率(約30~40%)又高於Turn-Key(一般約15~20%,但也有低於10%的產品)的毛利率。
大部份NRE客戶均會是Turn-Key的客戶,尤其是小型的IC公司較為明顯,但也有客戶NRE後自行尋找投片的晶圓代工廠。
發展IP產業有助於IC設計產業發展
一、加快IC設計公司推出產品的速度
由於IC產品由多種IP所組成,經與IC設計服務公司合作,將所需要的IC功能加入,避免為了解決某項不熟悉技術而延宕產品推出的時程,因此可加快IC設計廠產品推出的速度。
二、增加小型IC設計公司發展機會
小型IC設計公司如自行開發所有IP將耗費相當多人力及資源,且EDA(電子設計自動化)軟體及光罩費用對於小型設計公司更是一筆龐大付擔,如將IP委外設計加上IP的Turn-Key服務,將可降低相當多的費用支出。
三、加速產品往輕薄短小發展
電子科技產品為了便利性,逐步朝向輕薄短小發展,因此除了IC載板微縮外,必需將晶片整合成SOC,並將製程往更先進發展,透過IC設計服務公司的各種IP可解決大部分技術障礙,讓SOC技術整合門檻降低。
SOC(單晶片)成為IC設計業發展趨勢
隨著科技產品走向輕薄短小的趨勢,系統廠商開出各式獨特的產品,也使得ASIC商機越來越龐大,為因應此一趨勢,SOC的開發成為當前的發展重點。但SOC因設計的複雜度高,缺點是開發的時間太長,尤其對消費性產品而言,產品生命週期都相當的短,當看見商機到產品開發完成,廠商可能已錯失商機。
因此廠商轉向先以SiP做為因應之道,SiP主要是將晶片堆疊後,再封裝成一顆高度較高的立體晶片,以因應消費性電子產品生命週期縮短的特性。
故未來產業將朝向終端產品生命週期長的以開發SOC為主,生命週期短的消費性產品則SiP為主。
SOC與SiP(系統封裝晶片)差異性
Non-SOC市場規模逐年萎縮
資料來源:IC insights/IBTS整理
SOC(單晶片)市場規模成長快速
資料來源:Dataquest/IBTS整理
台灣主要IC設計服務公司
台灣營收規模較大之IC設計服務公司與晶圓廠合作概況
IC設計服務公司必需有晶圓廠支持才會壯大
從台灣主要的IC設計服務公司營收規模觀察,與晶圓代工廠合作密切之公司,通常營收規模均較大,主要有4家分別為創意、智原、擎亞及科雅。以創意及智原因與台積電及聯電合作密切,營收規模分別為台灣第一大及第二大IC設計服務公司。
從各家廠商的營運項目觀察,大部份以ASIC為主要務業,而在ASIC部分又以開發SOC為目標。
隨著半導體製程朝向高階90及65nm發展,SOC設計難度高,晶圓製造端困難度也同樣較高,因此IC設計服務公司除了本身設計服務的技術強之外,必需有晶圓代工廠技術配合及提供足夠的先進製程產能,才能有機會取得較多的Turn-Key訂單。
創意發展方向及競爭優勢
通迅佔營收比重擴大
資料來源:創意/IBTS整理
晶片設計能力強
創意為台積電轉投資公司,目前為台灣IC設計服務公司營收規模第一大,主要產品由過去的Consumer產品轉向以Communication產品為主,在製程技術部份,NRE已幫客戶做到65nm產品,且比重已有24%,Turn-Key主要仍以0.13um為主,約佔營收比重70%,90nm比重由3%上升至9%。另外1H08已經完成10顆40nm的研發,32nm測試晶片則正在開發中。
資料來源:創意/IBTS整理
創意競爭優勢
創意除了本身對晶片的設計能力強外,台積電於2008年中建立開放創新平台(OIP),為客戶及設計生態系統夥伴所建構,創意為OIP平台的一員,與台積電合作更趨緊密,也讓創意未來可快速取得系統廠及IDM廠的晶片NRE代工訂單。
此外IDM廠大多已停止65nm以下先進製程擴充,之後會將65nm以下訂單委外由台積電等晶圓代工廠製造,而台積電在65nm以下製程全球晶圓代工市佔率達79%,創意在晶片設計技術已推進到40nm,未來有很多機會成為台積電與IDM廠間設計服務的廠商,相對而言創意在高階製程產能的取得較同業具優勢。
智原發展方向及競爭優勢
通迅及電腦週邊比重大
資料來源:智原/IBTS整理
0.35um為營收主要來源
智原製程別營收比重:以0.35um為主,90nm佔營收比重不到1%
資料來源:智原/IBTS整理
智原競爭優勢
智原為聯電轉投資之IC設計服務公司,與創意一樣均與晶圓廠有密切的合作關系。智原的元件資料庫設計團隊,長期和國際知名廠商在特殊元件資料庫開發上有密切的合作關係,尤其在各種新型式I/O、特殊ESD強化I/O、小型I/O、mini-Library、特殊記憶體等,已成功幫客戶完全利用製程層級上的特性,取得競爭優勢。
智原未來將擴大製程相關元件的客製化IP業務範圍,協助客戶從製程提升、晶圓、製程特性等一系列製程相關的客製化IP業務。
目前智原主要提供成熟製程,如0.35um ASIC量產及0.18um、0.13um先進製程設計,90nm、65nm的部份,提供IP客製化業務服務,另外提供特殊製程(如CIS、HV製程)IP的客製化服務,使各領域客戶可利用製程上的客製化優勢,達到產品差異化,以提昇競爭力。
IC設計服務廠商未來的商機與挑戰
65nm以下先進製程的投資金額愈來愈大,晶片開發成本大幅提升,晶片導入時間拉長超過1.5年以上,65nm以下對晶圓代工廠或IC設計服務廠而言也成為進入的門檻,對於技術好的公司固然形成了進入障礙的優勢,使65nm以下市場訂單將集中在特定幾家有技術及晶圓廠支持的公司。
然而未來製程微縮至32或22nm後,IC設計服務業者最大的挑戰是沒有那麼多產品需要用到先進製程,但客戶的需求卻仍然存在,在此一市況下,IC設計服務廠除了得持續投入高階製程的開發外,將得更積極開發系統廠的特殊應用晶片(ASIC)市場,爭取像蘋果、宏達電等大廠的ASIC訂單,來補足未來營運的成長空間。
重點股:創意(3443)
2008年營收逐季成長
創意2008年營運概況,營收可望呈現逐季成長,另外Turn-Key比重將持續走升,雖然短期不利於毛利率向上提升,但有助於創意營收放大,未來達一定規模後,晶圓成本可望下降。
展望4Q08,由於網通產品接單暢旺,預估創意4Q08營收26.73億元,QoQ+8%,毛利率預估20.76%,稅後淨利2.6億元。預估2008年營收96.17億元,YoY+37.6%,預估毛利率20.56%,員工分紅費用佔25%,以股本11.49億元計算,稅後EPS7.57元。
2009年展望
創意2009年Turn-Key比重將持續走升,毛利率則會下滑,預估2009營收115.48億元,YoY+20.08%,預估毛利率20%,以股本11.49億元計算,稅後EPS8.66元。
重點股:智原(3035)
2008年SOC比重上升 毛利率維持
2H08為旺季,消費性產品客戶需求增加,預估在歐洲、美國及中國客戶持續出貨下,4Q08可維持高檔水準。此外智原ASIC中,SOC營收佔比由2007年的30%提升至2008年的40%,將有助於毛利率的維持。
IBTS預估智原4Q08營收14.2億元,QoQ-5.33%,毛利率維持43%,以股本35.88億元計算,稅後淨利2.03億元,稅後EPS0.57元,預估2008年營收52.6億元,QoQ+3.31%,毛利率44.12%,稅後淨利7.87億元,稅後EPS2.19元。
展望2009年
展望智原2009年營運概況,原本應該於2008年開出的ASIC產品有遞延的情況,預估2009年才會有營收貢獻,IBTS預估智原2009年營收56.1億元,YoY+6.65%,毛利率預估45%,稅後淨利10.23億元,稅後EPS2.85元。