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Nano-technology and Applications (Team 2)
周國村、陳權勇、林森弘、王培芳、邱湘琳、鄭文茜
本Blog 試圖利用Wikinomics(維基經濟學)的新商業典範, 掌握4項競爭原則：開放,同儕生產,分享, 全球行動以及擁抱7種集體協作模式, 所開創的一個知識經濟平台, 讓志同道合的伙伴們一起耕耘這塊園地. 本Blog主要以奈米技術及其應用為主題, 希望提供一些相關知識,並引發一些對奈米有興趣伙伴們共通討論並提供高見. 奈米科技在國內已研究多年, 政府在國科會更成立國家型奈米計畫,成為策略性的共通性基礎技術研究工作. 您一定會好奇奈米產品到底有哪些神奇功效？抗菌,易洗自潔,超潑水,質輕高強力..等之外,還有哪些特色呢？ 本Blog 試圖收集對於以奈米技術應用的產品,經過奈米與功能驗證之後, 成為可商品化的產品, 例如,奈米銀抗菌襪,奈米化妝品,該如何行銷? 若您有更創新的Idea,都歡迎在本Blog上分享或提出創新想法.我們會將這些idea提供給工業局奈米標章技術委員會審查, 若獲得通過, 被列入產品規範規劃重點方向, 則有NT$ 5000獎勵, 請踴躍發言.
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回覆刪除從晶圓到馬桶都在搞奈米
回覆刪除工商時報 財經產業 911125
張令慧／台北報導 看好奈米科技將接續電子資訊工業而起，成為國內下一個科技發展的主流，國內的廠商，從傳統產業到電子科技廠商，包括永豐餘、登元、台光、遠紡、中興紡織、台積電、聯電與錸德等，紛紛投入奈米科技的研究，其中傳統產業業者已將「奈米」視為是延續產業生命的利基，而科技廠商則是將 奈米科技作為持續競爭力的武器。
所謂的「奈米」，指的是十億分之一米，這樣的尺寸，以頭髮來加以比擬，大約只有頭髮直徑的五萬分之一，以肉眼根本無法看得見。因此，當國內奈米科技的研發列車開動，政府準備從明年起，分六年投入二百三十億元的經費，在奈米科技國家型研發計畫的同時，號稱是「奈米」級的產品，一時之間，卻從馬桶、夾克、隱形眼鏡、化妝品、中草藥，再到啤酒等，紛紛在市面上出現。也難免讓各界產生了疑問，這些都是「奈米」產品嗎？而「奈米」產品又為我們的生活或產業帶來何種影響？
十一年前到英國里茲大學供讀博士，研究的題目，正是「奈米粉末」的和成公司材料研究部陳世傑博士說，如果以產品要達到「奈米」的尺寸，那麼，不僅在台灣找不到奈米產品，且在世界各國也很困難。但是，以產品所使用的材料或表面處理的塗料，其尺吋的大小在一奈米到一百奈米之間，或者運用材料在達到「 奈米化」後所產生的新特性，來給原有的產品帶來新生命，或者讓製程有所調整，也就是材料或製程奈米化後的奈米化產品，自然可以廣泛出現在許多產業上。
譬如說：日前逢甲大學宣布將以所開發的粉碎分子對撞機，投入「奈米」啤酒的開發，就是奈米製程運用的實例。陳世傑表示，啤酒的生產要靠酵母菌慢慢發酵，所需要的時間相當長，而逢甲大學開發的粉碎分子對撞機，就是要讓酵母的分子達到「奈米化」，來加快酵母菌反映的速度。所以，奈米啤酒賣的是生產過程，運用奈米技術的啤酒，而不是指啤酒本身是奈米級的啤酒。否則肉眼看不到的奈米級啤酒，又怎麼喝得到？
正因為奈米技術可以廣泛結合既有的產業，為產品或製程帶來新的產業革命，經濟部技術處處長黃重球指出，經濟部在九十二年度的科技專案中，將投入一八‧六億元的經費，以快速發展產業化的奈米技術，預期奈米技術會先在傳統產業上看到開花結果，預計到九十七年時，應用奈米科技所生產的產品，將達到三千億的產值。依據政府的規畫，十年之後，我國奈米科技的產值，準備佔有全球一兆四千多億美元總產值的五％，高達新台幣二兆五千多億的市場大餅，自然吸引產業界的目光。
在衛浴設備的表面釉彩中，加上薄薄的奈米 粉體，讓衛浴設備的表面更加光滑，以提高抗菌能力，是推成「奈米」馬桶的和成公司，搶進高檔衛浴產品市場的產品。陳世傑博士說，公司投入一千多萬元的研發經費，克服釉料的粉末達到奈米化後，粉體的活性增高的控制問題，再在製程上加以調整，總算讓奈米馬桶問世。目前和成的奈米馬桶每個月的營業額，已超過一千萬元，未來更準備將奈米技術，普及運用在新開發的衛浴產品上。
和成賣馬桶，強調「奈米」級的差異化，希望也能作出，耐高溫與耐耗損的「奈米級」橡膠的中橡公司，也結合美國、台灣與中國大陸的研發團隊，投入「奈米橡膠」的研發。對於奈米橡膠的開發現況，中橡公司總經理吳丁凱不願多說，但他認為，奈米技術是讓傳統產業廠商，做出具有差異化競爭利基商品的機會，這樣也才能避開與中國大陸或印度間，純拼量產的競爭。
除了運用奈米技術來強化原有產品的功能，將產品奈米化後所產生的全然不同特性，生產出前所未見的產品，更是許多廠商研發的重點。
遠東集團總裁徐旭東在今年十月十九日，遠東紡織的五十三週年員工運動會上，就穿著一件內襯含有奈米陶瓷顆粒，能不沾灰塵且又保暖的「奈米」夾克。將人纖與陶瓷顆粒結合一起，這就是「奈米」寫下的神奇。
同樣地，投入奈米科技研發已有相當時間的永豐餘公司董事長何壽川，在這方面就有相當的體悟。他說，企業的競爭，往往是在同一市場中，拼個你死我活，大家搶來搶去的都是同一塊市場大餅，但是，業者運用奈米科技，卻能改寫原有產品的製程與產品的特性。材料被「奈米化」後，所可能衍生出的新的特性與產品，可以讓廠商跳脫原有的市場窠臼，開拓另一片市場新天地。
奈米科技的迷人之處，就在於材料被奈米化後，可能會具備大家前所未曾想過的特性，而有全新的應用。所以，傳統產業只要能把握未來三年，傳統產業在國內還有些根基的黃金時間，再結合國外的奈米技術，譬如：擁有許多奈米技術，卻苦於沒有太多的製造廠商，可以將技術產業化的東歐國家，華新麗華公司高級顧問程一麟認為，傳統產業業者將可以找到新的企業發展契機。
目前台積電與聯電都已宣布進入九Ｏ奈米製程的開發；友達則要發展場發射式顯示器；錸德準備開發儲存光牒；東元奈米應材則是準備進入奈米碳管的生產。其中抗拉強度是不鏽鋼的一百倍，導電與導熱性都高的奈米碳管，被認為最有機會取代矽在半導體的地位。Copyright 2002 China Times Inc.
奈米科技對台灣晶圓代工業的影響與衝擊－SWOT分析之應用
回覆刪除The Influence and Trend of Nanotechnology to the Taiwan’s Foundry Industry- The Application of SWOT Analysis
林文恭
Wen-Kung Lin
摘要
隨著大陸和東南亞國家晶圓代工業者的加入，如何提昇產能利用率與生產良率將會是各家廠商致力改善的重點，且隨著材料科學的發展，晶圓元件的細微化是未來的研發方向之一。唯有依賴奈米科技的應用研發才有可能突破。本研究希望藉由了解奈米科技對台灣晶圓代工業之影響與衝擊，協助政府研擬「晶圓代工業應用奈米科技」相關政策時應留意之事項，並提供晶圓代工業者在導入奈米科技製程之建議。本文一方面藉由文獻回顧法：針對研究主題進行靜態性與比較性的分析研究；另一方面以SWOT分析法：針對奈米科技與晶圓代工業之間的關係進行深入剖析。研究結果顯示，晶圓代工業者若能充分掌握奈米科技帶來的機會並利用本身已具備的優勢，為台灣高科技產業另創新一波的世界領先地位是可以預期的。
關鍵字:奈米科技、晶圓代工、SWOT分析法
Abstract
According the entrance of foundry in Mainland Chain and Southeast Asia, how to improve capacity efficiency and product would be the key points which attend to deal with and by the development of technology, the ultra structure of the foundry component is the necessary dimension of in science technology. The paper hopes to provide some helpful idea for government to set up policy about how to using nanotechnology in foundry industry, and give some suggestions about production process by comprehending how nanotechnology affect to High-Technology industry in Taiwan. On the one side, this paper has the analysis of static and comparative search for the research topic by literature review; On the other side, this paper also discuss the Nanotechnology and foundry industry’s relation. The results show that the leadership of the foundry of Taiwan in the world is possible if the opportunity brought by nanotechnology could be controlled and make use of the advantage of itself.
Keyword: Nanotechnology、Foundry Industry、SWOT Analysis
一、前言
台灣產業結構變遷由農業、輕工業、重化工業、到現在的高科技產業，工業的重心也由傳統的食品加工業、石化、汽車等產業轉移到以晶圓代工業為核心的高科技產業，自1993年開始晶圓代工業已成了台灣的主流產業。由行政院主計處民國91年6月4日之國情統計通報中可知，台灣晶圓代工全球佔有率的百分比，由1998年的52％逐年升高，到了2001年，己達73％的佔有率，對台灣經濟之重要性足以見得。全球三大晶圓代工廠，分別為：台灣積體電路(簡稱台積電)、聯華電子(簡稱聯電)和新加坡的特許半導體，台灣即擁有二家。
台灣在進入高科技產業後，晶圓代工業以其高效率的專業分工，完整的產業群聚、豐富的管理經驗及優越的數位設計技術，在世界上排名第一。但因成本考量，台灣晶圓代工廠紛紛外移至中國大陸生產。隨著中國大陸及東南亞新興地區半導體產業勢力的崛起，對我國晶圓代工有所影響與衝擊。因此，台灣晶圓代工廠為提昇自身之競爭力，競相投入奈米科技的研發，希望能在元件微小化時，利用奈米科技解決所面臨的材料及技術瓶頸。
本研究的目的，希望藉由SWOT分析了解奈米科技應用在台灣晶圓代工業後的影響與衝擊，以供政府研擬輔導「晶圓代工業應用奈米科技」相關政策與注意事項，及提供晶圓代工業者在導入奈米科技製程之建議。
二、文獻探討
(一) 奈米科技的意義
奈米科技為奈米尺寸下的科學技術。基本上奈米是一種度量單位，1奈米(nanometer)是十億分之一米。在這個刻度之下的元件，它的物理性質與普通尺寸的物理性質是截然不同的，一旦物質尺寸小到一奈米至一百奈米範圍，常會產生新的特性與現象，例如蓮花表面之奈米結構使污泥無法沾附、金的顆粒大小在五奈米時熔點大幅下降。(馬遠榮，2002)
近年來由於電子產品追求輕薄短小又精緻的趨勢，使得人類對微小化材料的需求變得重要且必須，也使得電子元件已由微米(10-6m)範圍邁入奈米(nanometer = 10-9m)範圍。誠如龔建華博士(2002)所言，奈米科技不只是小尺寸的延伸，亦不只是以製造奈米尺度或材料的機器為限，應是技術創新及認知上的革命。透過材料及零件細微化，電子與資訊工業可以發展出更省電、體積更小、更節約能源的材料與元件，這對促進現有科技有很大的影響，是永續發展的革命性科技。
(二) 奈米科技的應用
繼「第三波」資訊革命之後，奈米科技預計將帶來第四波工業革命，各種的奈米產品，陸續開發應用在我們日常生活及產業中，例如：保暖殺菌的奈米服裝、防污染的奈米塗料、長期保鮮的奈米冰箱、潔淨的奈米馬桶、超薄的奈米碳管顯示器、超大容量的奈米光碟、乃至奈米抗癌藥物等。奈米科技的應用可說是全面性的，因為它的技術不僅可以用在尖端科技的研發，也可以讓傳統產業開發出新產品，而科學家及產業運用奈米科技所研發的各種產品潛力無限。當物質微縮到奈米尺寸時，由於物理與化學特性迥然改變，連帶創造出無數全新的應用可能，不僅使資訊、光電等高科技產業，向前躍進一大步，也為傳統產業帶來起死回生的契機。根據預測，奈米科技在2010年不論在半導體或生物科技產業上將有突破性發展。(黃惠娟，2002)
由於奈米科技範圍過於廣泛，而且範疇的定義及領域的劃分也極為困難，目前只有日立總研對全球應用奈米科技之市場做分項預估，如表1所示，其中最被關心的資訊電子分項，預計到2010 年時將具有每年671,884億日圓市場(佔50.6%)的可能，之中最大的是半導體市場(每年267,097億日圓) (佔20.1%)。而全球應用奈米科技市場中，預估在2005到2010年間，資訊電子類產品所佔比率將由27.1%增加到50.6%，成長將近一倍。而在資訊電子類中，半導體產品的比率也由原本只有10%大幅成長到40%。可見未來半導體產業需要應用奈米科技的範圍非常的大。
表1 全球奈米科技市場之分項預估 單位：億日圓/年
類別 世界 日本
2005年 ％ 2010年 ％ 2005年 ％ 2010年 ％
資訊電子 26,483 27.1 671,884 50.6 9,144 38.8 138,649 50.7
‧半導體 2,615 2.7 267,097 20.1 934 4.0 58,956 21.6
‧網路器件 23,868 24.4 107,188 8.1 8,210 34.8 23,233 8.5
‧資訊儲存 0 - 51,593 3.9 0 - 30,323 11.1
‧生物奈米感測器 0 - 1,986 0.1 0 - 392 0.1
‧其它 0 - 244,020 18.4 0 - 25,745 9.4
製程、材料 15,896 16.3 415,924 31.3 4,717 20.0 89,079 32.6
航空、宇宙 29,281 30.1 88,220 6.6 1,316 5.6 3,965 1.5
環境、能源 5,619 5.7 61,309 4.6 1,131 4.8 15,932 5.8
量測、加工、模擬 12,827 13.1 52,202 3.9 6,282 26.7 21,311 7.8
生命科學 6,968 7.1 37,951 2.9 883 3.7 4,150 1.5
農畜產業 600 0.6 1,725 0.1 88 0.4 210 0.1
合計 97,674 100 1,329,215 100 23,561 100 273,296 100
資料來源：日立總研；工研院經資中心ITIS計劃整理(2002/08)
(三) 晶圓代工之種類
晶圓片的由來，是先將二氧化矽經過純化、融解、蒸餾之後，製成矽晶棒，晶圓廠再拿這些矽晶棒研磨、拋光和切片成為晶圓母片。晶圓代工是台灣IC產業中最具特色的一環，因此讓我國半導體在世界半導體工業中佔有重要地位。
目前晶圓代工的主要供應商分為二類，分述如下：(王建華，2002)
1. 整合元件製造廠兼營代工（IDM；Integrated Device Manufacturer）：
以自有產品生產為主，但大部份IDM廠為了提高產能利用率，會使用剩餘產能從事晶圓代工服務，例如：IBM、三星等。IDM廠吸引客戶的主要因素則是憑藉其優越的設計能力、智慧產權（IP；Intellectual Property）或特殊製程技術的條件。
2. 專業晶圓代工（Pure Foundry）：
只負責幫客戶生產產品，不設計、行銷自我品牌產品。其吸引客戶的主要原因為本身不從事自有品牌IC的生產與銷售，不會與客戶形成競爭，使下單的客戶沒有設計外洩或遭到抄襲的顧慮，並可提供製程之選擇。
1986年以前的世界半導體產業體系，是以整合製造為主；例如德州儀器(TI)、Intel、NEC、摩托羅拉（Motorola）、Fujitsu等，這些大廠的業務囊括半導體的設計、製造、測試封裝與銷售。然而在1986年之後，半導體產業體系漸漸地邁向解構(Dis-integration)階段，即每家廠商專精於產業的某一專業分工領域，例如CLI、S3、Altera等是無晶圓IC設計廠商；Anam、ASE等則是半導體封裝廠如圖一所示。
(四) 奈米科技在晶圓代工業上之應用
2002年半導體製程跨入奈米 (nm)競爭時代，摩托羅拉、飛利浦和意法半導體宣布與台積電共同研發的90奈米設計平台將提前問市，並將於2003年初問世，台積電領先全球發表將奈米技術帶入晶圓製程的代工廠。
由於晶圓代工業，對產品的尺寸要求非常嚴格，為了節省空間，電子路徑的橫切寬度愈小愈好，因為電線的寬度愈小，在一定單位面積下的空間內就能容納更多的電路。然而，電路做得細，就愈容易斷，一旦在晶片的電路有一個地方斷掉，電路不通，這個晶片也就報廢了，因此必須利用技術把電路的線寬做得更細，奈米技術具有的將材料及零件細微化特性，正符合晶圓代工的未來趨勢。
三、研究方法
本研究主要針對奈米科技對台灣晶圓代工之影響與衝擊作分析，以閱讀相關文獻及進行SWOT分析，進而達成研究之目的。本研究方法如下：
(一) 文獻回顧法
蒐集與研究主題相關的著作、期刊文章、研究報告、報章雜誌報導等文件，進行靜態性與比較性的分析研究，以達到本研究目的。
(二) SWOT分析法
S（Strength）優勢：組織或個體所擁有的長處與專才；W（Weakness）劣勢：組織或個體所缺乏之短處與缺憾；O（Opportunity）機會：外部環境所提供的機會與未來發展；T（Threat）威脅：外部環境所存在的威脅與未來生存壓力。
SWOT分析，是一個相當經典且常用的分析構面，常用以分析組織或個體所處現狀的優勝劣敗，以提供清晰的組織現狀，供經營者做當下決策、現狀分析或未來進展的思考基礎。對於快速釐清狀況而言，SWOT是一個很有效率的工具，它的結構雖然簡單，但是可以用來處理非常複雜的事務。
四、實例分析
(一) 台灣晶圓代工業之概況：
台灣半導體產業的發展，起始於60年代外資投資設立封裝廠開始，而產業發展歷程可分為1966至1973年的萌芽期、1974至1979年的引進期、1980至1995年的成長期，並在1996年以後進入產業的擴張期如圖二所示。經歷近三十年的發展，目前台灣在半導體晶圓材料、光罩製作、電路設計、製造、封裝、及測試等相關領域，已逐漸建立自主之技術能力。(阮世昌，1998)
(二) 由於晶圓代工業之產值佔台灣半導體產業產值一半以上，如此專業製造事業，使我國晶圓代工在國際奠定一定之地位。從全球半導體的垂直分工移轉到國際分工合作，台灣的專業晶圓代工扮演著推波助瀾的角色，對大企業而言，下單給晶圓代工廠，除了可減輕投資風險，更能提高效益。有關台灣未來半導體設備投資計畫如表2所示。(江素雲，1999)
台灣半導體發展進程 年代 世界半導體發展進程
1948 貝爾實驗室發明電晶體
1952 快捷半導體創立
1958 Kilby發明IC
1965 摩爾發表摩爾定律
高雄電子從事積體電路封裝 1967 國民半導體創立
飛利浦建元從事積體電路封裝 1968 英代爾、超微半導體創立
華泰電子從事積體電路封裝 1971 全球第一顆微處理器(Intel)
1972 第一顆8位元微處理器並開始走進0.1微米製程研發
工研院電子所成立 1974
自RCA引進7微米製程技術
開始電子工業第一期發展計劃 1975
1976 4吋晶圓製程
電子所IC示範工廠落成 1977 SIA(半導體產業協會)成立
1978 16位元微處理器
聯華電子公司成立 1979
開始電子工業第二期發展計劃
新竹科學園區成立 1980 1.5微米製程技術
1982 1.2微米製程技術
開始超大型積體電路計劃 1983 6吋晶圓製程
成功開發1.5微米256K DRAM
IC設計公司接連成立 1985 32位元微處理器、1.0微米製程技術
台灣積體電路公司成立 1987 SIA設定三階段目標
1988 八吋晶圓製程0.8微米製程技術
台灣光罩公司成立 1989 120萬顆電晶體
開始次微米製程發展計劃
1.0微米製程技術 1990 0.5微米製程技術
半導體列入我國未來10大新興產業
0.6微米製程技術投入量產 1992
次微米8吋廠實驗室落成 1993 Pentium微處理器
4M SRAM、16M DRAM設計生產能力
聯電、華邦開發完成0.5微米製程技術 1994
世界先進積體電路公司成立 1995 P6微處理器(Intel)
開始深次微米計劃 1996
0.35微米製程技術 1997 0.2微米製程技術
聯電、台積電進入0.13微米製程技術 2001
並開始走進0.1微米製程研發
聯電、台積電90奈米製程試產 2004
圖二 台灣與世界半導體產業演進過程
資料來源：本研究
表2 台灣半導體廠商之設備投資計畫
公司 投資額(美元) 晶圓廠 地點 備註
旺宏 7.2B 10年內 1 12" Fab.2~3 12" Fabs. 竹科南科 · System on a chip
茂矽 3.6B 1 12" Fab.Packaging + Testing 南科南科
南亞 3.6B 1 8" Fab.2 12" Fab. 林口
力晶 1.2B 1 12" Fabs. 竹科 · 0.18mm 64M DRAM
德基 9.0B10年內 3 12" Fabs. 南科 · 擴張8 " Fab,至2000年，每月產值達100K/M
台積電 14.5B10年內 1 8" Fab.5 12" Fabs. 南科 · 7/1997建廠8 "晶圓廠
聯華 18.8B10年內 1 8" Fab.5 12" Fabs. 南科 ·策略聯盟
華邦 5.8B10年內 1 8" Fab.2 12" Fabs. 南科 · 2000年8 "廠量產
世大 3.6B 2 12" Fabs. 南科 · 1999年進入南科
日月光 11.9B13年內 Assembly HouseTest House 南科 · BGA ,CSP封裝· Logic測試
合計 79.2B 24-25 12" Fabs.4 8" Fabs.
資料來源：日刊半導體產業新聞/MOEA (經濟部)，1999年2月
(三)SWOT分析
有關奈米科技與晶圓代工業之間的關係，本研究以SWOT分析為基礎，探討台灣晶圓代工業本身產業內的優勢與劣勢，以及運用奈米科技時產生的機會與威脅，以作為往後晶圓代工業者經營方式策略研擬的參考。如表3所示。
表3 晶圓代工業應用奈米科技之SWOT分析
優 勢（Strength） 劣 勢（Weakness）
1. 產業體系完整，專業分工2. 製程領先，已導入90奈米3. 專業晶圓代工製造實力強 1. 奈米科技發展落後，取得晶圓專利較少2. 研究發展人才不足，創新不足3. 發展成本高，研發預算相對較少
機 會（Opportunity） 威 脅（Threat）
1. 與國外廠商策略聯盟2. 產業型態轉型3. 發展生物技術晶片 1. 競爭者日益增加2. 微利時代來臨3. 人才外移嚴重
資料來源：本研究
1. 優勢分析
SWOT分析中所指優勢分析，即組織或個體所擁有的長處與專才。本研究分析出晶圓代工業在發展奈米科技時所擁有的優勢有三點，分述如下。
(1)產業體系完整，專業分工：台灣晶圓代工產業完整的垂直分工體系，以及以科學園區為核心之產業供應鏈和產業群聚效應所產生的整體效率，是台灣晶圓代工業能夠保有強大競爭力的重要原因之一。未來的趨勢是發展系統單晶片 (System on Chip)為主，所以晶圓代工的客戶種類會非常廣，不同的客戶將會要求不同的技術，即使是同一技術，內涵也多所改變，所以擁有製程技術、量產技術、管理行銷技術的台灣晶圓廠商將佔有非常大之優勢。
(2)製程領先，已導入90奈米：台灣的台積電在2003初導入90奈米製程試產，預計於2003年底量產。而聯電也正進行90奈米的製程研究。這二家最大的晶圓代工廠，無不致力於奈米級製程的研究，為的正是要藉由奈米級的製程，提昇自己的競爭力，以爭取更多高階訂單。值得驕傲的是，二家的製程能力，都比國際半導體技術預估的提前二年，因此台積電及聯電可以成為全球前二大晶圓代工廠。美商Xilinx（智霖）於2003年4月中宣布，推出以90奈米製程生產的可程式晶片，預估明年量產；此製程技術是由IBM提供，並由聯電的12吋晶圓廠負責生產，而Xliinx的頭號競爭對手、同時也是台積電大客戶的Altera也將在2004年下半年推出90奈米製程的產品，晶圓雙雄將往90奈米的領域挺進。
(3)專業晶圓代工製造實力強：台灣目前IC產業的主力產業，以晶圓代工為中心，上游有IC設計、下游有封裝與測試，2000年時IC產業總產值超過七千億台幣，就業人口超過十萬人，帶動台灣的經濟發展。為了因應電子產品的微小化及降低成本，一方面，各晶圓代工廠若不是自行興建12吋晶圓廠，就是和其它廠商策略聯盟。據半導體業者估算，利用12吋晶圓來生產晶片，成本將比8吋晶圓約增加3至4成，但產能卻可達到8吋晶圓的兩倍半，而良率的提升更可讓晶圓的產出數量呈倍數的成長。
2. 劣勢分析
SWOT分析中之劣勢分析是組織或個體所缺乏之短處與缺憾。本研究分析出晶圓代工業在發展奈米科技時所擁有的劣勢有三點，分述如下。
(1)奈米科技發展落後，取得晶圓專利較少：過去相較於美日等國，我國的起步較晚，技術算是比較落後，缺乏基本專利，現在，我國已在國際市場嶄露頭角，逐漸佔有一席之地，對其他國家構成威脅後，智慧財產權問題日益凸顯，在系統整合、設計及晶圓相關專利等高附加價值的部分經常掌握在先進國家手上，使用時則必需支付龐大的權利金。
(2)研究發展人才不足，創新不足：隨著產業升級及知識經濟的潮流，業界普遍面臨專業技術人才以及高階管理人才不足的問題；反之，以勞力為主的基層人力則有過剩的現象。可預見的是，未來人才的爭奪將是科技廠商所必須面對的課題。以最近推動的國家矽導計畫為例，據調查台灣IC設計人員至2005年約需9,500人，而現階段國內能供應的相關人才，每年亦僅800人，供需之間差了十倍多。我國相較於美國、日本，在奈米相關科技基礎的研發明顯不足。由於我們已站在技術最前端，與最先進的技術並駕齊驅，很難再從別人那裡學習到什麼了，因此應持續培育奈米科技相關人才，做基礎研究。
(3)發展成本高，研發預算相對較少：技術創新已是晶圓廠的生存之道，然而不斷追求創新，換來的卻是高研發成本，以及處於克服製程障礙的處境，光罩價格的飆升及銅製程技術的困難，就是製程提升的成本之一。無論是晶圓代工產業的12吋晶圓製程，或者是奈米科技之研究，都必須花費相當大的成本與時間去研發。相較於歐美日各國，奈米國家型計劃預計在2002至2007年內投入新台幣231億元(約6.7億美元)，而美國光是2002年就投入超過5億美元，日本2002年的獨立法人研究經費也高達350億日元(約2.9億美元)。台灣投入的經費，相形見拙，又無法得到金融業的金援。
3. 機會分析
機會分析是指外部環境所提供的機會與未來發展。本研究分析出晶圓代工業在發展奈米科技時所擁有的機會有三點，分述如下。
(1) 與國外廠商策略聯盟：典型的8吋晶圓廠，建廠須耗用約10億美元的投資，但進入12吋晶圓的時代，每一座典型晶圓廠，卻需耗用到約30億美元。由於投資金額龐大，技術變化日益快速，如何規避經營風險，已成為全球半導體業者必修課程。由於12吋晶圓廠產能太大，是一座8吋晶圓廠的兩倍半，不能只靠IC設計公司的訂單，還必須和IDM廠進行合作，以期能達到產能飽和。由於我國晶圓代工產業在全球市場佔有率高達四分之三，對全球半導體產業具有強大磁吸效應。美國、日本的IDM大廠，已競相縮減自身的晶圓製造，與台灣晶圓專工業者建立分工合作的策略聯盟，極有利於我國半導體產業的全球佈局，而我國晶圓代工業者仍可加強與一流大廠合作聯盟以加速技術面之提昇。
(2) 產業型態轉型：結合奈米技術的發展，將產業角色從單純的製造服務，轉型成與客戶建立伙伴關係，並運用策略性合作，創造綜合效果與附加價值。由於晶片競爭激烈，客戶不但要求創新，更要求價格低廉，因此當與客人研究如何節省成本，例如原本交由台灣晶圓代工業代工好之產品，以前需送到東南亞去測試，台灣晶圓代工業者便可主動為其介紹本地的優良廠商，並與客戶一起合作研發以期縮短工作天數，使得客戶成本降低，如此一來，客戶有競爭力，廠商才有競爭力。
(3) 發展生物技術晶片：奈米技術與晶圓代工的製程發展成熟時，亦可結合生技產業發展出生物晶片，生物科技也將是未來的明星產業，結合兩大明星產業發展將形成更佳的機會。
4. 威脅分析
威脅分析係指外部環境所存在的威脅與未來生存壓力。本研究分析出晶圓代工業在發展奈米科技時所擁有的威脅有三點，分述如下。
(1) 競爭者日益增加：由於晶圓代工獲利豐厚，全球不斷有新晶圓廠進入代工市場，市場上的競爭已越來越激烈，台灣廠商面臨了來自韓國、東南亞等地區的競爭。在亞太地區的競爭對手有新加坡─特許半導體、泰國─Sub-Micron、馬來西亞─Wafer Technology NLSI、大陸─中芯、華虹等、韓國有三星，在美國有IBM、日本、以及歐洲都有廠商積極籌畫進入晶圓代工產業，競爭者大幅增加，爭相分食晶圓代工這塊大餅。
(2) 微利時代來臨：因為競爭對手相繼投入晶圓代工生產，使得原本的高獲利，逐漸降低。聯電董事長曹興誠先生說晶圓代工高毛利時代已結束，是因為所有的電子業都進入微利時代，這使得許多廠商不斷的被淘汰與合併，這每一次的變動都對供應商有莫大的衝擊。一方面是利潤的減少，一方面是高研發成本及設廠資金，使得晶圓代工廠在投資設廠前更須謹慎的考量。
(3) 人才外移嚴重：大陸中芯以及宏力半導體的成立從台灣吸走400名科技人才，從建廠、製程設備的調整、量產流程等相關環環相扣的關鍵人才，都是由台灣輸出，大陸在吸收核心技術後，挾其高科技人才充裕、土地成本低廉及擁有龐大腹地等優勢，隨著中國大陸半導體業日趨成熟，及其所投入之奈米科技相關研究，極有可能成為我國晶圓代工業者強大的競爭對手。(林延昆，2000)
五、結論與建議
(一) 結論
奈米科技在1990年後，逐漸成為世人注目焦點，奈米科技是截止至目前為止基礎科學發展工程之方法理論，且以奈米技術為基楚，可展開甚廣，從電子工程到生物等多樣領域，但是奈米科技其實是奈米科學移行至實用工程商品之中間階段，其實亦是產業界所迫切需要的。
台灣是半導體製造的大國，全世界最大的晶圓代工製造在台灣，但是台灣即使是在生產製造方面有過人的技術，在生產輔助應用的工具研發之能力卻乏善可陳，重要技術多掌握在國外大廠手上，造成我國IC產業產值2000年雖高達7000億台幣，僅次於美國、日本、韓國，為全球第四大生產國，但大部份的設備及製造技術等有較高利潤的部份卻讓外國所賺走。再加上近年來產業西進的熱潮，政府是否能擬出更好的策略，以提昇半導體產業的附加價值是門重要的功課。
綜觀本研究結果，奈米勢必為下一明星產業，亦可能為地小、物資缺乏的台灣帶來另一波經濟奇蹟，在此給政府及企業一些建議，希望能在政府研擬相關產業政策及企業擬定經營方針時，應特別留意之事項參考。.
1. 予政府研擬輔導「晶圓代工業應用奈米科技」相關政策，應留意之事項
面對國內外政經環境改變，科技產業發展日新月異，業者在經歷國際經營環境惡化，及大陸發揮磁吸作用下，產業優勢逐漸有鬆動的趨勢，加上高科技人才活躍於大陸，我們應注意「台灣人優勢仍在，但台灣的優勢卻在不經意間流失」的情況產生。
(1) 營造奈米優質投資環境，吸引相關外商投資：由於奈米科技與IC產業是屬於高資本密集與技術密集的產業，因此，擁有一個能穩定製造的環境是相當重要的。但是我國卻有水、電供應不足的情況，造成科學圓區的高科技產業不必要的損失，而奈米科技在研發與引進的過程當中，也需要政府政策的全力支持與鼓勵，例如稅務的減免、土地的協助取得、本土高技術人才的供給等等。但當前的相關政府單位並不積極，使得擁有前端研究能力的外資廠商裹足不前甚或投入對岸，對政府、對廠商甚至對整個台灣都會造成影響。
(2) 開放IC低階製程西進大陸，整合台灣優勢：IC晶圓產業走向全球化分工趨勢愈加明顯，現大陸挾著資源豐富的生產要素，與廣大市場的重要性，逐漸衍生出其優勢所在。反觀台灣的製造優勢不在，伴隨著我國國民所得的提高，內部生產要素、基礎設施等條件逐日惡化，再加上競爭者仿效，我國瞬間攻守易位。因此，包括晶圓代工產業在內的全球電子業，未來赴大陸投資已經是無法抵擋的趨勢，台灣如何在這股潮流中，掌握關鍵的價值與角色，才應是政府決策思考的核心。本研究建議，相關政策制定者應該鼓勵業者，將IC晶圓低階製程轉移至大陸生產，以保持低成本之生產優勢，再者將台灣所留下來的高技術人才整合，將之投入奈米製程之研究發展上面，為下一代的65奈米新製程技術而努力。
(3) 奈米級技術、研發根留台灣，強化本地的角色：在全面開放高科技廠商赴大陸投資的同時，台灣也必須強化本地的角色，讓來自矽谷的技術與資源，先流經台灣，再流進大陸。未來我國在產業活動上，應該仍可掌握創新型產品與系統型產品，例如資訊家電、可攜式電子產品、晶圓代工、半導體設計、高附加價值的軟體與專案管理等，藉此產生高產值並具有高附加價值、快速回應市場需求等特質，以確保台灣本土產業的國際槓桿力量。
(4) 善用美、日技術與台灣產業優勢，建立跨國合作機制：美國加州矽谷仍是全球科技產業龍頭，舊金山與台灣間合作的重要性不亞於兩岸交流。台灣如能善用目前的產業製造的優勢，將其發揮到最高的科技仲介效用，將使台灣在全球最具生產價值的奈米級IC晶圓產業鏈中不致脫鉤。
(5) 定期舉辦相關奈米級科技展覽：在未來的全球電子業中，華人仍是不可忽視的關鍵力量。以華人在全球電子業的影響力為基礎，積極舉辦全球奈米高科技展覽會，讓全球的奈米高科技資訊流經台灣，以有助於創新的奈米技術與觀念在台灣產業界流通，也有助於國外的新觀念與新技術在台灣生根。
(6) 高科技人才問題：奈米研發首重人才的問題，但台灣在僵化的填鴨式教育制度下，研究人員普遍缺乏創新、想像的能力，雖培育出優質工程師，數十年深耕於半導體產業，但是較上層且更為重要的研發創新人才卻相當欠缺，對需要利用大膽思維，找出應用與研究方向的奈米科技非常不利．如何從小學到大學的課程重新規劃，到達適合奈米世代所需的人才標準，是一項急待推動的思想改造工程．
2. 予晶圓代工業者在導入奈米科技製程之建議
IC半導體技術已進入奈米的時代，就產業前景而言，會使得研發費用和建廠成本大幅增加，已到非單一業者可以獨自承擔其風險的地步，而晶圓代工產業的成長來自於IC設計業者快速成長，及IDM產能外包趨勢確立。因此全球業者莫不競相合作，聯合開發或相互投資以降低成本與風險。
(1) 策略聯盟，降低風險：典型的8吋晶圓廠，建廠須耗用約10億美元的投資，但進入12吋晶圓的時代，每一座典型晶圓廠，卻需耗用到約30億美元。在投資金額日益龐大，技術變化日益快速，如何規避經營風險，已成為全球半導體業者必修課程。由於12吋晶圓廠產能太大，是一座8吋晶圓廠的兩倍半，不能只靠IC設計公司的訂單，建議須和IDM廠進行合作，以期能達到產能高度利用率，並達到人力及設備不閒置的境界。
(2) 設廠成本高，投資更要謹慎：IC半導體景氣波動愈來愈大，使得產業的變化很難去預測的，固業者在面對其投資時更需謹慎評估，並須持續保持技術領先，以免遭競爭對手迎頭趕上，尤其是建置新廠的必要性必須重新評估。
(3) 維持住晶圓代工業之決戰點--技術層次、人力資源、成本結構、成品良率、資金調度能力
a. 技術層次：製程技術相對於半導體廠商而言，與爭取顧客的信賴與認是同樣重要的。技術的遲滯不前會導致客戶的流失與損失，也唯有不斷的開發新製程才能避免此一情況發生，並拉開與競爭者的技術優勢，如台積電在2003年推出90奈米新製程。且65奈米聯盟已成立運作多時，由台積電技術長胡正明所領導的各個研發小組，現更提出包括了65、55、35，甚至15奈米的製程。由此可見製程技術之於晶圓代工業的重要性。
b. 人力資源：目前研發人員，超過70％都是碩士以上學歷，面對如此多高學歷的菁英份子，如何將人才留住確保製程技術的安全不外流，也是刻不容緩的事情，在管理雜誌91年4月號的報導中提到現今的商業機密外洩是最不容易防範的，以及最容易被竊取的，就屬人才的挖角了，模糊的認定以及難以防範的發生令企業頭疼萬分，因此如何留住員工，就成了企業的新隱憂了。
c. 成本結構。半導體用電子材料市場規模逐年成長，但所需之材料仍多數自國外進口，國內除少數項目自有生產外，自給率偏低。使得在終端產品價格日趨低價化的情況下，業者利潤空間逐漸變小，原物料掌控及成本控制成為重要致勝關鍵。尤其是現今跨入奈米級生產的廠商不多，擁有技術優勢的台灣IC半導體廠商們，更應該把握住這一個難得的時間差，帶領客戶們將此一優勢充分展現出來，進行市場上的占有率競爭。
d. 成品良率：由IC晶圓的良率可看出一個工廠的管理智慧與獲利能力，據半導體業者估算，利用12吋晶圓來生產晶片，成本將比8吋晶圓約增加3至4成，建廠成本增加高出2倍，但產能卻可達到8吋晶圓的兩倍半，而良率的提升更可讓晶圓的產出數量呈倍數的成長，可見得半導體廠商在提升良率方面用了多少的心力。 但在進入奈米級IC生產上所會碰到的良率問題，並不是那麼容易克服的，面對更小、更精密、更有效能的奈米級IC晶圓，所會碰到的困境相對的會更加的嚴峻，如何解決這一個難題，更是考驗著廠商的研發功力。
e. 資金調度能力：IC半導體產業是高技術、高資本的行業，在面對眾多競爭對手的低價競爭中，如何確保資金部位的充足，相對的也是非常重要的一環。由於專業晶圓代工業是沒有產品的製造公司，故須清楚知道要做到設備使用率高、晶圓廠本身的良率要高、產品的良率要高、交期必須準確、交貨速度要縮短、研發能力要強。尤其是研發，在研究奈米級IC晶圓時必須投入大量的人力、物力、資金、如何確保這三項必要的生產要素，也是廠商們所必須要考慮到的一環。
(二) 建議
由於晶圓代工業的競爭激烈，故晶圓代工業者皆將自身的研發內容計畫視為公司機密，故本研究在資料搜集上，並未能取得來自業者研發的第一手資料，只能從業者已發佈的新聞資訊，得知其發展狀況並加入本研究內容予以討論分析。此外由於高科技產業能否成功發展的關鍵將繫於科技人力資源的量與質，質量充足才會有潛力，本研究觀察近一年來，發現台灣科技人才的確相當缺乏，尤其在中國大陸急起直追下，對政府是否開放自大陸引進高科人才的策略擬定，為搶得世界之優勢，實不應再拖延。
由於晶圓代工業兼具技術與資本密集的特性，倘若發生兩岸資金的排擠作用，或技術移轉過速，可能使台灣喪失高科技產業發展的相對優勢，是故政府在「有效管理」措施上預作安排，實屬重要。
有鑑於以上因素，本研究有限於時點因素，未能繼續將議題納入分析內容中，建議若以相關議題為研究，可持續將晶圓代工業者的技術研發內容、政府對人才的培訓與引進政策及對已移往中國大陸生產的台灣晶圓代工業之現況，作持續的追蹤研究，以作為政府政策研擬與業者經營策略訂定之參考資料。
參考文獻
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