Fab、Foundry、Fabless、OSAT、EMS:半導體及電子製造供應鏈一次看懂

Fab、Foundry、Fabless、OSAT、EMS:半導體及電子製造供應鏈一次看懂
圖:一途看懂 Fab、Foundry、Fabless、OSAT、EMS 等半導體及電子製造供應鏈。
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在電子製造行業中,一般我們提到 Fab (Fabrication facility) 通常用來指稱晶圓代工廠或製造半導體晶片的專業工廠,負責將矽晶圓製成IC晶片。但是 Fab 其實可以泛指所有生產晶圓的工廠,不侷限在代工,所以 Intel 自家的晶圓製造廠也可以稱之為 Fab。

如果要侷限在晶圓代工,則會用 Foundry 來指稱那些以代工為主要商業模式的半導體製造公司,這些公司通常不自己設計晶片,只負責製造、製程開發與晶圓生產。例如 TSMC(台積電)、UMC(聯電)、SMIC(中芯)、GlobalFoundries(格芯,又稱格羅方德)…等。Fab 是實體工廠的概念,而 Foundry 是商業模式的概念。

只是事情沒有絕對,後來Samsung(三星)及Intel(英特爾)為了利用閒置產能、分散風險、或因應地緣政治(美國補貼本土製造),也都積極推出 Foundry 服務,業界就自然把他們的代工業務也叫「Foundry」。因此,TSMC 與 UMC 屬於典型的純代工(Pure-Play Foundry),而 Samsung 與 Intel 則是原本的 IDM(Integrated Device Manufacturer,整合元件製造商) 轉型提供 Foundry 服務,常被稱為 IDM Foundry 或 Hybrid Foundry。

Foundry 服務的對象通常是那些沒有自己晶圓製造廠的IC設計公司, 而IC設計公司則經常被稱之為 Fabless(無晶圓廠),用以表示那些沒有自己的晶圓半導體製造廠的IC設計公司。這類公司不需要自己花費大把的金錢來建置晶圓製造廠,只負責 IC 晶片的電路設計、架構規劃、邏輯驗證與 IP 開發,設計完成後(產出 GDSII 檔案等),會將製造外包給晶圓代工廠(Foundry),再交由封測廠(OSAT)進行封裝測試,最後銷售晶片。例如 NVIDIA(輝達)、Qualcomm(高通)、Broadcom(博通)、AMD、聯發科(MediaTek)、聯詠(Novatek)、瑞昱(Realtek)等。

另外,業界有時會用 Design House 來稱呼專業的 IC 設計服務公司(Design Service Provider)。這類公司主要幫其他 Fabless 或品牌公司(如 Qualcomm、Apple)進行 IC 設計、布局(layout)、IP 整合等工作。它們的服務範圍可能包含 IC、PCB、機構設計,甚至整機設計(大多不含軟體)。 而像 NVIDIA、MediaTek 這類自己擁有產品、專注設計與銷售的 IC 設計公司,則主要被稱為 Fabless。

題外話,可能有些人不是很清楚,半導體的整個製程分前端製程(front-end)與後端製程(back-end),前端製程主要在晶圓廠(Wafer Fab)進行,一般稱為 Fab;提供代工服務的則常稱為 Foundry。它會從空白矽晶圓開始,經過數百道製程(光刻、蝕刻、沉積、摻雜、化學機械研磨等),在晶圓上形成電晶體、互連線等電路結構,完成品為晶圓(wafer),就是我們在新聞畫面中看到一片有著金屬光澤的圓形薄片。

而後端製程(Back-End)主要由 IC 封裝測試廠(OSAT,Outsourced Semiconductor Assembly and Test)負責從晶圓測試(Wafer Probe / EDS)、切割晶粒(Dicing)、晶粒黏附(Die Attach)、打線或凸塊(Wire Bonding / Flip Chip)、封裝(Molding)到最終測試(Final Test)等製程。其最終成品就是我們一般看到黑色有著金屬引腳的IC。

 EMS (Electronics Manufacturing Services) 則專指電子製造服務商,主要負責電子產品的製造與組裝服務。在電子產業中,早期常泛稱 CM (Contract Manufacturer,合約製造商),但 CM 的適用範圍較廣(可跨多種產業),現在電子製造領域幾乎都以 EMS 來代表電子組裝與製造的合約服務。他們負責將這些晶片、PCB及其他零組件組裝成最終電子產品,可以是PCBA,也可以是整機,並提供採購、測試及物流等一站式(Turnkey)服務。如鴻海(Foxconn)、和碩、緯創、仁寶、金寶等。


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