IC 设计产业是高“IQ 值”与“CP 值”的产业,它依靠的是脑力与创意所以高 IQ 值,又因为早期毛利极高所以高 CP 值,再加上台湾优秀的人才,造就其成为台湾半导体产业极为重要的一环,特别是晶圆代工产业兴起,几位工程师突发其想就可以组成一家小型 IC 设计公司,设计各种特别的数位与类比 IC,再将画好的设计图交由台积电或联电这种晶圆代工厂制作,使得小型 IC 设计公司能够慢慢成长为联发科、立錡这样的大型 IC 设计公司。
问题是,半导体产业目前已经处于成熟期,全球各大厂商都进入了艰困的杀价竞争,毛利愈来愈低,生存愈来愈困难,再加上近年来中国“红色供应链”兴起,原本依赖购买台湾的 IC 制作各种电子产品,改为在中国当地成立 IC 设计公司自行设计,并扶植当地的晶圆代工厂生产,对台湾的 IC 设计公司产生极大的威胁;此外,半导体制程的演进,使得光罩的制作费用愈来愈高,开一套光罩动辄数百甚至上千万元,小型的 IC 设计公司无力负担,因此全球 IC 设计产业的整并是未来的趋势,台湾自然也不可避免。
联发科是台湾最大的数位 IC 设计公司,立錡是台湾最大的类比 IC 设计公司,这样的合并案可以完全发挥互补的效果,未来可以提供客户“One stop shop”的服务,两家公司完成整合后的产品,将涵盖电子产品里几乎所有积体电路(IC),客户只需要接触一家公司就可以买到大部份的产品。
类比 IC 目前大部分是以“矽晶圆”制造,而且大多不使用先进制程,主要是用来处理电压连续的类比讯号放大、混合、调变工作,例如:放大器(Amplifier)、滤波器(Filter)、混频器(Mixer)、调变解调器(Modulator)以及电源管理(Power management)等,台湾主要的类比积体电路设计公司包括:立錡科技(Richtek)、类比科技(AAtech)等公司。
数位 IC 目前都是以“矽晶圆”制造,而且大多会使用先进制程,主要是用来处理 0 与 1 的加减乘除运算与储存工作,其中处理器包括:中央处理器(CPU)、数位讯号处理器(DSP)、微处理器(MPU)、微控制器(MCU)等;记忆体包括:静态随机存取记忆体(SRAM)、动态随机存取记忆体(DRAM)等;以及其他处理数位讯号的包括:标准逻辑积体电路(Standard logic IC)、特定应用积体电路(ASIC)等,台湾主要的数位积体电路设计公司包括:联发科技(MTK)、联咏科技(Novatek)、瑞昱半导体(Realtek)等公司。
混合模式积体电路(Mixed mode IC)
同时可以处理类比讯号与数位讯号的积体电路称为“混合讯号积体电路(Mixed signal IC)”或“混合模式积体电路(Mixed mode IC)”,所谓的“混合”其实就是指具有类比与数位两种讯号模式混合起来,常见的有下列两大类:
类比数位转换器(ADC:Analog to Digital Converter):将类比讯号(Analog)转换成数位讯号(Digital)的积体电路(IC),又称为“A/D”。
数位类比转换器(DAC:Digital to Analog Converter):将数位讯号(Digital)转换成类比讯号(Analog)的积体电路(IC),又称为“D/A”。
由于混合模式积体电路都必须处理类比讯号,一般不会使用先进制程,因此
我们一般将它归类到类比 IC 一起讨论。
系统方块图(System block diagram)
所有的电子产品都是由功能不同的数位 IC、类比 IC 以及混合模式 IC 组成,如图二所示,包括处理器(Processor)做为电子产品的大脑,记忆体(Memory)做为储存资料的地方,讯号输入端会有类比数位转换器(ADC)与放大器(Amp:Amplifier),讯号输出端会有数位类比转换器(DAC)与放大器(Amp),此外还有介面与汇流排(Interface & Bus)、时脉与计时器(Clock & Timer)、隔离器(Isolator)、电源管理(Power management)等,这些元件同时固定在“印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)”上。