晶片設計企業（Fabless）是近年來國內半導體產業成長快速的產業。產業數據顯示，截止到2024年，中國的IC設計企業達到了3,626家，比2014年的681家, 年均複合成長率達18%。相較之下，台灣 IC 設計公司數量成長較為緩慢，由 2014 年的 245 家成長至 2024 年的 270 家，年均複合成長率不到 1%。儘管在IC設計能力上，國內的力量從規模上看，大部分公司仍處於小而弱的狀態。此外，當涉及資料分析、IT維護、導入量產方面，國內大部分IC設計企業與國外成熟公司相比則差距明顯。與晶片設計企業了解中發現，只有保持高良率，才能充分利用產能，實現更高的利潤轉換率。這對於產能緊縮以及競爭巨變的大環境，尤其關鍵。而大數據分析的挑戰，成為IC設計企業面對良率提升問題時必須克服的重要關卡，越來越多的公司開始關注良率數據分析。
台灣與中國IC 設計業者近況
受 AI 發展帶動，加上終端產品需求落底回溫，IC 設計廠商近期營運表現亮眼。2024 年，台灣整體(含非公開發行)IC 設計公司營收年增約 15%，高於中國整體(含非公開發行)IC 設計公司 12%的年增率。然而，台灣廠商的營收成長率較高，除因中國 IC 設計業者仍以低附加價值的消費性產品為主外，另一部分原因也來自於台灣 IC 設計公司之間的營收規模差異較大，其中佔整體產業營收比重約達四成的聯發科 2024 年營收增長率相對較高的緣故。而若扣除聯發科影響，2024 年台灣整體(含非公開發行)IC 設計公司營收年增率會降至 10%。
面對中國 IC 設計產業的快速發展，台灣業者應深化技術創新、拓展產品多元化佈局，提升產品附加價值，尤其應積極拓展 AI 領域的應用，把握難得一見的市場機會以確保長期競爭力。同時應積極拓展國際市場，降低對單一市場的依賴，並密切關注中國產業政策與市場變化，靈活調整經營策略，以在激烈競爭環境中保持優勢。
Fabless更需要重視良率議題
隨著積體電路的不斷發展，特徵尺寸不斷縮小，電晶體數量迅速成長，效能也不斷提升。同時，製程難度急劇增加，成本不斷上升。根據Gartner統計，16nm/14nm晶片的平均IC設計成本約8,000萬美元，設計7nm晶片則需要2.71億美元。
高昂的成本問題注定良率是被所有晶片廠商奉為圭臬的要素。如何進一步提升良率，也是所有半導體產業鏈廠商揮之不去的終極問題。對IC設計企業而言，接下去，在持續提升設計能力的同時，更要進一步打響提升良率之戰。
在產能緊張和成本因素的大背景下，晶片設計公司的試錯機會減少，只有維持高良率，才能充分利用產能，實現更高的利潤轉換率。而更重要的一方面是，在半導體先進製程不斷向前的當下，良率問題已經不單單是晶圓廠的技術能力問題。
當半導體製程製程下探到7nm、5nm時，製程複雜度直線提升，很多缺陷都不在表面上，而是埋在裡面，Fabless在做產品設計的時候就把監控結構埋在產品裡面，透過特徵資料的抓取及高效分析來快速準確地定位問題，從而提高產品良率。
此外，Fabless也會收集到來自 OSAT封測廠以及製造廠的各種數據的 datalog。要確保產品的品質或良率，就需要對這些數據進行分析，從而，對產品設計進行回饋，把經驗傳承到下一代產品的設計中，去進一步有效的提升良率。
面對大數據挑戰：良率管理系統能做什麼？
在具體到資料分析層面時，許多Fabless Design House還是會遇到許多實際操作的難題。
到了數據分析層面，缺乏有效的數據分析經驗和手法是國內目前很多Fabless面臨的困難。 “拿到數據以後，哪些數據要整合和解析對準？哪些分析能夠幫助他們抓住問題？很多設計公司往往容易陷入迷茫。”
數據量龐大是一方面，同時，數據格式在不同工廠、甚至不同機台都會有區別，為了分析這些數據，工程師需要花費大量時間來對這些數據進行預處理與清洗。 「在這個階段，工程師需要花費80%的時間來對資料進進行預處理，真正用於分析上的時間只有20%。」。以下表就不同階段的 Design House 可能面對良率分析時的問題和情境以及描述和說明:
處於不同發展階段Fabless所使用的良率分析手段各有不同。新創公司對於數據分析的要求不高，通常會使用「Excel+畫圖軟體」來處理數據，雖然入門門檻低，上手快，但缺點是一旦需要挖掘良率問題，數據清洗的工作就會呈指數級增長，使得數據分析工作耗時巨大，甚至不得不放棄一些分析。
資料規模不斷成長的企業會轉向採用程式腳本（R，Python等）來進行資料清理與製圖分析，可以大幅減少資料清洗與統計時間，但其不具備資料庫無法實現系統升級，且對員工個人程式設計能力要求較高，每次分析都需針對不同資料類型單獨進行程式偵錯或修訂。
而如果想要實現更有效率的良率管理，良率管理系統(Yield Management System，簡稱YMS) 會是 Fabless 可以採用的手法和解決方案。
YMS是一種收集數據管理、數據分析和專業工具整合於一體的系統，可在晶片設計、晶圓製造、封裝測試等流程中收集數據進行分析，幫助工程師迅速找到並提高良率的關鍵點。 對於半導體設計公司來說，YMS可以幫助工程師大幅提升資料分析效率，在同樣時間內進行更大量、更有效率的資料分析。其中關鍵環節就是資料庫管理系統（DBMS），可以大幅縮短工程師清洗、處理資料的時間。具體來看，經過一定的設置，資料庫可以自動載入數據，並對數據自動進行預處理和解析對準，確保數據的正確、完整和有效。同時，YMS可以處理各種格式各環節的半導體數據，並且允許做很多計算，可以快速得到摘要層級（summary level）的數據。
良率資料分析平台, YMS
對於如何建立有效的良率資料分析平台，具體怎麼選擇合適的資料分析軟體? 具體的建議是: 要結合公司所處的階段來評量。 「企業要對自身的情況有基本的概念，是開發新品尚未進入量產階段或是已經大批量生產有大量的數據需要分析，亦或是工藝已經相當成熟，需要進行量產監控並了解影響良率的多方面因素等。」, 以及「企業要明確做什麼的分析，產生什麼樣的自動化報表，對於未來的新品要做哪些新的分析。
敦緯數位服務與IC 設計公司保持著密切合作，幫助Fabless 半導體公司完成了製程量產提升項目。也同樣關注半導體新創公司和中小型企業的數據分析需求，針對不同成長階段和規模的半導體企業，推出對應的數據分析模組以滿足個人化的需求。
我們的ChipZone : Yield Management System / YMS 是公司在任何階段的合作伙伴, 為您的數據分析提供最適合的工具和系統。ChipZone 採用先進的容器資訊架構，可以讓系統擴容和無縫升級讓您免除後顧之憂。
其中，基於雲端的基本平台可滿足中小型設計企業的基本需求。該系統由敦緯ChipZone 團隊進行維護，無需額外的硬體或資源，能夠更有效地幫助處於起步階段的晶片設計公司進行數據分析。對於較大規模的晶片設計公司而言，可以根據需要的量體選擇大數據架構版本的服務，擁有更高的效能和更靈活的功能，以便實現資料的深度追蹤和挖掘。 除此之外，ChipZone YMS不斷在產品上拓展新的功能，例如針對車用晶片市場所新推出的PAT、SBL/SYL、GDBN等功能，可以根據AEC標準要求，高效率地進行車規類別的分析。