為甚麼晶片會缺貨？帶你快速輕鬆搞懂IC、半導體產業｜趕快tech我 EP9.2.1

在 EP8.2 的科技名詞，我們介紹了 CPU，今天我們要做進階版的延伸，就讓我們繼續看下去。

要了解先進製程之前，我們必須先認識積體電路以及半導體：

所有電子產品都是印刷電路板做的，而上面一顆一顆長得像蜈蚣的就是積體電路（IC），把 IC 拆開來後裡面是一個一個正方形的晶片，而這些晶片的材料都是半導體（矽 Si），矽晶圓導電中等，既可導也可不導所以才叫半導體。

至於為甚麼要使用半導體呢？因為處理器要做 0 和 1 的運算，晶片上用斷電代表 0、導電代表 1，而要讓元件能夠控制就不能用導體或絕緣體，而是半導體，因此積體電路用的就是這些材料。

就整個半導體產業來看：上游是 IC 設計，幫晶片畫設計圖，台灣的代表是聯發科（主要做通訊晶片）；中游是 IC 製造，如台積電就會把設計製作在矽晶圓上；下游是 IC 封測，也就是做好用塑膠殼包起來做封裝測試，確保晶片使用正常。根據統計，全球每兩個晶片就有一個來自台灣，在台灣已經是上中下游的產業鏈。

矽晶圓上面是一個一個的晶片，晶片上最重要的元件就是電晶體，電晶體就是我們提到的開和關（0/1），元件做越小，晶片也越小，包裝起來的積體電路就越小，那積體電路越小，手機做可以做越小。整個先進製程就是這樣，發展越小越好，甚至發展到奈米級的。

那怎麼做小呢？基本上就是用各種不同的技術，這就是目前各家晶圓代工廠努力的方向，由於台積電在這方面領先全球，因此，很多訂單最後都到台積電的手上。反之，越先進的製程越難做到高規格（相當要求晶片的工作溫度還有良率，條件嚴格），所以大部分的軍用都是成熟製程，手機晶片這種要小的才會用高價的先進製程製作。

積體電路做好並用殼包起來就是封裝，一般來說是用塑膠殼包，然而，這樣的方式對奈米級而言體積太大，而微小的製程又已經做到極限、難以再縮小，因此，現在是透過利用微小的方法去堆疊晶片，堆疊之後體積可以縮小，製程和封裝兩者都縮小。但這技術不容易做，台積電做的這種就是先進封裝，堆疊更多晶片，變成系統等級的規模縮小 IC。

近年來，我們常常聽見全世界晶片缺貨以及車用晶片的問題，究竟為何晶片缺貨呢？其實主要是因為中美貿易戰以及疫情造成物流業的通路問題，導致可能延遲送貨，讓很多廠商都會急著下單，因為一個電路板上只要少一顆 IC，生產線就必須停下來，一次要把全部 IC 印上去。

最後，值得一提的還有摩爾定律，摩爾定律表示「IC 上可容納的電晶體數目，約每隔兩年便會增加一倍」，也就是說，半導體一直在讓晶片縮小、製程縮小，進而還會讓晶片成本下降，這個統計觀察引領了過去 50 年的半導體產業。

話雖如此，但 IC 縮小到一定程度之後，摩爾定律目前也已經慢慢被壓到極限（五奈米已經是緊繃了），那晶片還可以怎麼發展呢？整合不同晶片、先進封裝就是一種方式，過去先進製程一直是大家努力的方向，但未來先進封裝會越來越重要，此外，在先進封裝這塊領域，Intel 和台積電是並駕齊驅的。