半導體產業

半導體產業（英語：semiconductor industry）是從事半導體以及半導體元件設計製造的產業。該產業濫觴於1960年左右，由於科技的發展，半導體元件的製造在當時已經成為來一項可行的業務。截至2018年，半導體行業的年度銷售收入已經增長到4810億美元以上。^[1]半導體行業是電子工業背後的驅動力，^[2]截至2011年，全球電子產品的年銷售額為1350億英鎊（2180億美元），^[3]消費性電子產品的年銷售額預計到2020年將達到2.9兆美元，^[4]科技行業的銷售額預計在2019年達到5兆美元，^[5]而電子商務的交易總額將於2017年超過29兆美元。^[6]

截至2016年電子集成電路出口（按國家），按HS4貿易標準分類。

截至2016年，由聯合國統一商品描述和編碼系統進行分類的半導體出口

最廣泛使用的半導體元件是金屬氧化物半導體場效電晶體，^[7]它是1959年由貝爾實驗室的穆罕默德·阿塔拉（英語：Mohamed M. Atalla）和姜大元（英語：Dawon Kahng）發明的。^[8][9]自20世紀60年代以來，金屬氧化物半導體場效電晶體的規模和小型化一直是半導體技術快速指數增長背後的主要因素。^[10][11]占電晶體總數99.9%的金屬氧化物半導體場效電晶體是半導體工業背後的驅動力，也是歷史上製造最廣泛的元件，^[12][13]據估計，在1960年至2018年期間全球共製造了13千兆（1.3×10²²）個金屬氧化物半導體場效電晶體。^[12]

產業結構

全球半導體行業由來自美國、台灣、韓國和歐盟的公司主導。中國大陸、日本、韓國和台灣佔據全球半導體總收入前六大國家/地區的四席。^[14]

該行業的獨特特點是持續增長，但具有高波動性的週期性模式。雖然半導體行業目前20年的年平均增長率約為13%，但這也伴隨着同樣高於平均水準的市場波動，這可能導致顯著的週期性波動。這就需要高度的靈活性和創新，以不斷適應市場快速變化的步伐，因為許多嵌入半導體元件的產品往往有非常短的生命週期。

與此同時，半導體行業持續的性價比提升速度令人震驚。因此，半導體市場的變化不僅發生得非常快，而且預計行業的變化將以較慢的速度發展。半導體行業被廣泛認為是整個電子價值鏈的關鍵驅動力和技術推動者。^[15]

半導體銷售

銷售收入

半導體年銷售額(1987-2018) 年份 收入(名義上) 收入(考慮通貨膨脹) 參考文獻 2018 $481,090,000,000 583,730,000,000美元 [1] 2017 $420,390,000,000 522,550,000,000美元 [1] 2016 $345,850,000,000 439,070,000,000美元 [1] 2015 $335,170,000,000 430,830,000,000美元 [16] 2014 $335,840,000,000 432,240,000,000美元 2013 $305,580,000,000 399,700,000,000美元 2012 $291,560,000,000 386,940,000,000美元 2011 $299,520,000,000 405,680,000,000美元 2010 $298,320,000,000 416,820,000,000美元 2009 $226,310,000,000 321,400,000,000美元 2008 $280,000,000,000 396,000,000,000美元 2007 $255,600,000,000 375,600,000,000美元 [17] 2006 $247,700,000,000 374,400,000,000美元 2005 $227,000,000,000 354,000,000,000美元 [16] 2004 $213,000,000,000 344,000,000,000美元 2000 $204,000,000,000 361,000,000,000美元 1995 $144,000,000,000 288,000,000,000美元 1992 $60,000,000,000 130,000,000,000美元 1990 $51,000,000,000 119,000,000,000美元 1987 $33,000,000,000 89,000,000,000美元

2017年銷售明細[1] 工業部門 收入 市場份額 參考文獻 半導體記憶體 $1240億 30% [18] 邏輯系列 $1022億 25% 微處理器 $639億 16% 功率半導體元件 $368億 9% [19] 總計 $4203.9億元 100% 2008年銷售明細 半導體類型 收入 市場份額 參考文獻 矽MOS集成電路晶片 $2500億 89.3% [20] 化合物半導體 $200億 7.1% 功率半導體元件 $100億 3.6% [21] 總計 2800億美元 100%

市場份額

半導體市場份額(1980-2005)

半導體類型	2008	2005[22]	2000[23]	1995[22]	1990[22]	1987[24]	1985[22]	1982[24]	1980[22]
矽制金氧半場效電晶體	>90%	90%	88%	84%	74%	64%	59%	55%	53%
三五半導體	<7%	4%	4%	2%	1%	1%	1%	1%	1%
矽制雙極性電晶體	<3%	6%	8%	14%	25%	35%	40%	44%	46%

金氧半場效電晶體市場份額(1985 - 2000)

金氧半場效電晶體半導體元件製造	2003[24]	2000[22]	1990[22]	1987[24]	1985[22]	1982[24]
互補式金氧半導體	99%	99%	88%	61%	47%	22%
P型金氧半導體邏輯和N型金氧半導體邏輯	1%	1%	12%	39%	53%	78%

微處理器市場佔有率(2005)^[23]

工業部門	市場份額
電腦和外部裝置	32.3%
消費電子產品	21.2%
通訊裝置	16.5%
電力電子學	14.3%
國防和航天	11.5%
汽車電子	4.2%

大型企業

最大的半導體公司（按年度半導體銷售金額排名）

排名	2023 [25]	2018[26]	2017[26]	2011[27]	2006[28]	2000[28]	1995[28]	1992[29]	1990[28]	1986[30]	1985[28]	1975[30]
1	臺積電 (TSMC)	三星	三星	英特爾	英特爾	英特爾	英特爾	日本電氣	日本電氣	日本電氣	日本電氣	德州儀器
2	三星電子	英特爾	英特爾	三星	三星	東芝	日本電氣	東芝	東芝	東芝	德州儀器	摩托羅拉
3	英特爾 (Intel)	SK海力士	台積電	台積電	德州儀器	日本電氣	東芝	英特爾	日立	日立	摩托羅拉	飛利浦
4	SK海力士	台積電	SK海力士	德州儀器	東芝	三星	日立	摩托羅拉	英特爾	?	日立	?
5	輝達(NVIDIA)	美光科技	美光科技	東芝	意法半導體	德州儀器	摩托羅拉	日立	摩托羅拉	?	東芝
6	高通(Qualcomm)	博通	博通	瑞薩電子	瑞薩電子	摩托羅拉	三星	德州儀器	富士通	?	富士通
7	博通	高通	高通	高通	SK海力士	意法半導體	德州儀器	?	三菱電機	?	飛利浦
8	美光科技	東芝	德州儀器	意法半導體	飛思卡爾	日立	IBM	三菱電機	德州儀器	?	英特爾
9	德州儀器	德州儀器	東芝	SK海力士	恩智浦半導體	英飛凌	三菱電機	?	飛利浦	?	國家半導體
10	超微半導體（AMD）	輝達	輝達	美光科技	日本電氣	飛利浦	SK海力士	?	松下電器	?	松下電器

主要的半導體公司

名稱	總部所在地	類型[31]	硬件產品
三星電子	南韓	整合元件製造廠	快閃記憶體，動態隨機存取記憶體，CMOS感測器，射頻收發器，有機發光二極體，固態硬碟
英特爾	美國	整合元件製造廠
台積電	臺灣	晶圓代工
SK海力士[a]	南韓	整合元件製造廠
美光科技[b]	美國	整合元件製造廠	DRAM, NAND快閃記憶體，SSD, NOR快閃記憶體，管理NAND，多晶片包
高通	美國	無廠半導體公司
博通	美國	無廠半導體公司
東芝	日本	整合元件製造廠
德州儀器	美國	整合元件製造廠
亞德諾半導體	美國	整合元件製造廠	放大器，數據轉換器，音頻和影片產品，射頻和微波，感測器，微機電系統
微芯科技	美國	整合元件製造廠	微控制器和模擬半導體
恩智浦半導體	荷蘭/ 美國	整合元件製造廠
聯發科技	臺灣	無廠半導體公司
英飛凌	德國	整合元件製造廠
意法半導體	瑞士	整合元件製造廠
索尼	日本	整合元件製造廠
安謀控股	英國/ 美國	無廠半導體公司
超微半導體	美國	無廠半導體公司
輝達	美國	無廠半導體公司
瑞薩電子[c]	日本	整合元件製造廠
格羅方德[d]	美國	晶圓代工
安森美	美國	整合元件製造廠
聯華電子	臺灣	晶圓代工
蘋果公司	美國	無廠半導體公司
富士通	日本	整合元件製造廠
日立	日本	整合元件製造廠
IBM	美國	無廠半導體公司
三菱電機	日本	整合元件製造廠
松下電器	日本	整合元件製造廠
美信整合產品	美國	整合元件製造廠
Imagination Technologies	英國	無廠半導體公司

註釋：

• 晶圓代工：它們專門從事製造服務，也可能向第三方提供設計服務，亦可能不向第三方提供光罩製造、半導體封裝和測試服務，這些服務也可以外包給其他公司。例如，提供設計、測試和封裝服務的台積電、只提供光罩製造服務的TCE phtomask和只提供封裝和測試服務的南茂科技、日月光等公司。
• 整合元件製造廠：它們主要自己研發、設計與製造晶片，但也可能提供其他公司晶圓代工製造的服務。
• 無廠的供應商：它們僅研發、設計晶片，而將製造委託給晶圓代工廠或整合元件製造廠進行。它們也可能向第三方提供晶片設計服務。

產品發貨

半導體元件(百萬製造單位)^[32]

年份	光電工程	感測器 / 執行器	金氧半場效電晶體[12]
1960–2001	?	?	2,900,000,000,000,000
2002	23,164	1,654
2003	28,955	2,482
2004	38,056	3,310
2005	44,675	4,137
2006[33]	55,429	4,137
2007[34]	67,839	4,136
2008	76,939	4,964
2009	91,003	4,964
2010	97,622	6,619
2011	110,031	8,273
2012	129,886	11,583
2013	131,541	14,064
2014–2015	?	?	10,100,000,000,000,000
2016[35][36]	217,200	17,376
2017–2018	?	?
1960–2018	1,112,340+	87,699+	13,000,000,000,000,000

集成電路

集成電路晶片(百萬計)^[32]

年份	半導體記憶體	微處理器 / 單晶片	混合訊號積體電路	邏輯門	特定應用積體電路	專用應用標準產品	總計
1960–1991	?	15,000[37]	?	?	?	?	350,000[37]
1992[38]	3,706
1993[38]	4,060
1994[38]	4,938
1995[38]	6,092
1996[38]	6,206
1997	7,155[39]	?	?	?	?	?	60,100[34]
1998–1999	?	?	?	?	?	?	?
2000[40]	?	?	?	?	?	?	89,100
2001	?	?	?	?	?	?	?
2002	9,100	6,619	24,819	11,582	2,482	23,992	78,594
2003	10,755	6,618	30,611	14,064	1,655	25,646	89,349
2004	13,237	9,100	33,092	14,064	1,654	33,092	104,239
2005	15,719	8,273	37,229	14,891	2,481	38,056	116,649
2006[33]	18,201	10,755	43,020	18,200	2,482	45,501	141,600
2007[34]	23,992	12,409	48,811	18,201	3,309	45,502	156,000
2008	25,646	12,410	49,639	18,200	1,655	47,156	154,706
2009	28,128	11,582	43,020	14,892	2,482	43,847	143,951
2010[40]	33,919	16,546	57,084	19,028	1,654	57,911	189,800
2011	33,919	17,374	56,256	19,028	1,655	58,738	186,970
2012	34,747	17,373	57,084	17,373	1,655	57,083	185,315
2013	33,919	16,546	67,839	18,201	2,481	64,530	203,516
2014	?	18,600[41]	?	?	?	?	?
2015	?	22,058[42]	?	?	?	?	235,600[40]
2016[35][36]	43,440	21,174[42]	130,320	52,128	?	?	342,416
2017	?	25,797[42]	?	?	?	?	581,321[43]
2018	?	?	?	?	?	?	634,700[43]
1960–2018	356,879+	274,298+	635,804+	249,852+	25,645+	541,054+	4,043,926+

離散元件

離散元件(百萬製造單位)^[44][32]

年份	分立式電晶體			二極體	總計
	功率半導體元件	小訊號模型	總計
1954–1956[45]	?	?	28	?	28+
1957[45]	?	?	30	?	30+
1958–1962	?	?	?	?	?
1963[45]	?	?	303	?	303+
1964–1965	?	?	?	?	?
1966[46]	?	?	968	?	968+
1967[46]	?	?	881	?	881+
1968[46]	?	?	997	?	997+
1969[45]	?	?	1,249	?	1,249+
1970[46]	?	?	914	?	914+
1971[45]	?	?	881	?	881+
1972–2001	?	?	?	?	?
2002	?	?	?	?	232,472
2003	?	?	?	?	245,708
2004	?	?	?	?	287,901
2005	?	?	?	?	290,382
2006[33]	?	?	?	?	321,820
2007[34]	?	?	?	?	356,566
2008	?	?	?	?	324,301
2009	?	?	?	?	289,555
2010	53,000[47]	?	53,000+	?	371,458
2011	45,000	110,000	155,000	143,000	356,000
2012	?	?	?	?	345,812
2013	44,000	103,000	147,000	146,000	358,000
2014	48,000	109,000	157,000	154,000	380,000
2015[40]	52,000	107,000	159,000	150,000	372,000
2016[35]	53,300	?	53,300+	?	382,272
2017	58,100	?	58,100+	?	58,100+
2018	62,800	?	62,800+	?	62,800+
1954–2018	416,200+	429,000+	851,451+	593,000+	5,041,398+

地區

銷售

總部位於以下地區的製造商是行業內晶圓代工、IDM(整合裝置製造)、無生產線製造和OSAT(外包半導體組裝和測試)領域的銷售領導者。^[31]

排名	晶圓代工	IDM	無生產線製造	OSAT
1	臺灣	美國	美國	臺灣
2	美國	南韓	臺灣	美國
3	中國	日本	中國	中國
4	以色列	歐洲聯盟	歐洲聯盟	新加坡
5	南韓	臺灣	日本	日本

請注意，總部設在美國的製造商在世界各地都有製造工廠，其中超過50%在美洲，39%在亞太地區(包括日本的9%)，還有9%在歐洲。^[31]

專利

截至2005年，下列國家或地區的專利持有者每年在世界範圍內創造了最多的半導體專利。^[48]

排名	國家（地區）	專利數量 (est.)
1	日本	30,500
2	南韓	13,500
3	美國	9,500
4	臺灣	4,000
5	中國	3,500
6	德國	2,500

另見

• 電子設計自動化
• 晶圓代工
• 半導體元件製造
• 半導體製造廠
• 電晶體數量

註釋

1. 之前是海力士電子
2. 收購爾必達記憶體和力積電
3. 之前為日本電氣
4. 收購特許半導體製造

參考文獻

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