本文作者微驅科技總經理吳金榮
1947年,美國貝爾實驗室的巴丁、布拉坦兩位科學家,發明「點接觸電晶體」。一個月後他們的主管肖克利發明「PN二極電晶體」,開啟半導體歷史的先河,這三位科學家於1956年獲得諾貝爾物理獎。
1958年美國德州儀器的傑克基爾比,發明積體電路(IC),基爾比於2000年獲得諾貝爾物理獎。1959年美國快捷(Fairchild)半導體的羅伯特諾伊斯,發明平面製程技術,使積體電路可以大量生產。1968年諾伊斯與高登摩爾(摩爾定律的發想人)共同創立英特爾公司。
半導體產業在許多科學家、工程師不斷地投入研究、開發,技術也隋之快速成長,1960年1吋晶圓問世,1966年DRAM問世。
1970年英特爾推出1K DRAM。1971年英特爾推出第一顆商用微處理器Intel 4004,這是1顆4位元微處理器,同時也是全球第一顆商用微處理器。1972年英特爾推出8位元處理器Intel 8008。
半導體製程的發展歷程,可以由晶圓尺寸的演變,看出發展的軌跡。1960年推出1吋晶圓,1969年推出2吋晶圓,1972年推出3吋晶圓,1976年推出4吋晶圓,1981年推出5吋晶圓,1983年推出6吋晶圓,1992年推出8吋晶圓,2002年推出12吋晶圓。
晶圓尺寸愈來愈大,半導體的生產力隨之提升,製程技術也隨之不斷地精進。原本預期18吋晶圓,是繼12吋晶圓之後的新世代晶圓,不過目前半導體業界無意引進18吋晶圓。
回顧歷史,1985年全球半導體公司營業額最高的公司為日本的NEC,美國的TI及摩托羅拉分居二、三名。荷蘭飛利浦居第七,英特爾居第八,美國的國家半導體居第九。其餘皆是日本公司,包括日立(第四)、東芝(第五)、富士通(第六)及松下(第十)。
1986年到1992年,全球半導體公司營業額的冠亞軍,皆由NEC及東芝把持,主要的原因為當時日本是DRAM產業的領導國,技術、市場領先全球,聲望如日中天,市占率遙遙領先。
1993年是個轉捩點,英特爾以76億美元的營業額,超越NEC的71億美元,成為全球半導體營業額最高的公司。自此之後,英特爾意氣風發,每年皆在全球半導體產業掄元,直到2017年方被三星電子奪走半導體龍頭寶座,痛失蟬聯達24年的位置。
1993年三星電子的營業額僅31億美元,居全球第七。此時日本半導體公司仍在全球市場具有很大的市場,全球前十大半導體公司中有6家日本公司。
2002年三星電子以87.5億美元的營業額,躍升到全球半導體營業額的亞軍,不過與當年冠軍英特爾的237億美元相較,尚有一段很長的距離。三星電子的崛起代表韓國DRAM產業的興起,也代表日本在DRAM產業的開始式微。此時只有三家日本公司列入全球前十大半導體公司。
2010年,英特爾以403.9億美元營業額遙遙領先群倫,穩居全球第一的寶座。三星電子營業額達274.2億美元居全球第二。德州儀器(TI)營業額為129.9億美元居全球第三,日本瑞薩以118.9億美元營業額居第四。瑞薩是由日立與三菱兩家公司的非DRAM半導體部門,合併而成。
第五名為東芝,營業額為109.9億美元,韓國的Hynix營業額為103.8億美元緊追東芝,名列全球第六。此時日本公司僅有兩家,進入全球前十大半導體公司,日本在半導體產業的敗象全露,原本傲視全球的DRAM產業被韓國打到全無招架之力。NEC、日立、三菱DRAM部門合併成爾必達(Elpida),2010年營業額為64.5億美元,遠遠落後Hynix,居全球第11名。
另一值得注意的是,高通於2008年以64.8億美元營業額,進入全球全十大半導體公司。高通為一家沒有自有晶圓廠的IC設計公司,高通進入前十大,象徵半導體生態的改變。在行動通訊日益普及之下,高通的營業額快速成長,2012年以131.8億美元營業額,居全球第三大半導體公司,僅落在英特爾及三星電子之後。
2014年聯發科營業額為70.2億美元,位居全球第十,是我國首家進入全球前十大的半導體公司。
回到2021年,三星電子又一次超越英特爾,成為全球半導體營業額最高的公司,這要歸功於記憶體市場熱絡之賜。三星電子2021年半導體營業額達820億美元,較2020年的619億美元,大幅成長32.5%。
英特爾2021年營業額為747億美元,較2020年的729億美元,成長2.5%。2021年對半導體產業而言,是個大多頭年,全球半導體營業額達5559億美元,年成長率高達26.2%。英特爾2021年的表現,與整體半導體市場的落差很大。
第三、第四名為SK 海力士及美光科技,兩者皆是記憶體公司,營業額分別為374億美元及300億美元。第五名為高通,營業額為293億美元。第六名為輝達,營業額為232億美元。第七名為博通,營業額為210億美元。第八名為聯發科,營業額為177億美元,第九名為TI,營業額為173億美元。第十名為超微,營業額為164億美元。
值得注意的是從第五名到第十名,除了TI之外,皆是IC設計公司,以往IDM(整合元件製造廠)主導半導體產業的態勢也為之丕變。
盤踞半導體產業冠軍約26年的英特爾,以及長相左右的三星電子,會不會被異軍突起的新星取代,物換星移世事難料,只有靜待爾後的結果。