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技術伴隨應用發展 半導體後勢可期

DIGITIMES科技大勢下午著重於半導體發展趨勢。

電子產品應用漸趨多元,半導體技術也逐步加快發展,在廠商的全力布局下,近年先進製程不斷突破,在放眼後疫情時代,台灣廠商需緊盯市場發展,釐清本身優勢,方能找到產業定位,掌握未來商機。「科技大勢 5G×AI與半導體發展趨勢」下午的場次就以半導體為主軸,由DIGITIMES Research與AWS分析師深入探討2021年的全球半導體趨勢。

下午場次DIGITIMES Research分析師陳澤嘉先登場,分析2021年全球晶圓代工市場。他表示雖受COVID-19(新冠肺炎)疫情與中美摩擦干擾,但5G與疫情加速數位轉型,帶動晶片需求,加上大環境不確定性因素帶動晶圓代工客戶積極拉貨,挹注全球晶圓代工強勁需求動能,推升全球晶圓代工產值創新高,年增逾20%。展望2021年全球晶圓代工業發展,台積電與三星將續推進先進製造與先進封裝技術。

同時,5G、HPC與車用晶片需求持續成長,也帶動特殊製程需求增加,受惠於上述因素,加以全球晶圓代工續擴產能且調漲8吋晶圓代工價格,全球晶圓代工年產值可望再達高個位數成長。至於2021年的機會與挑戰,陳澤嘉認為,疫情、中美科技戰與資安將是重點議題。

雲端是近年來半導體產業常用的平台,透過其彈性、成本與效能優勢,強化企業營運優勢,AWS就在活動中介紹了如何協助半導體業者優化設計流程。AWS的業務範圍廣泛,自身也有IP設計能力與團隊,因此對半導體產業的需求知之甚詳。藉由雲端的服務,業者可大幅降低初次建構與後續系統擴充的成本支出,他以雲端EDA為例,過去半導體業者的EDA多採實體建置,不過隨著消費性電子產品的生命週期縮短,EDA的版本升級成本逐漸高昂,雲端EDA則可藉由其彈性化特色,協助業者解決此問題。

AWS是全球公有雲領導廠商,其應用觸角伸入不同領域,在半導體產業也已獲得CAE、EDA和IP供應商的支援,並與台積電合作,攜手開發雲端EDA,藉此優化半導體業者的設計流程。

在雲端軟體平台之外,DIGITIMES Research分析師翁書婷從雲端與終端的運算晶片發展趨勢,觀察大廠的競爭格局。她表示目前市場整體趨勢可分為高效能、效能與功耗整合、低功耗等三大導向。在高效能導向市場,雲端DNN晶片業者之間不僅是晶片架構層級之爭,更是系統層級競爭,因此大型半導體購併案頻仍,而在效能與功耗整合導向市場部分,智慧型手機為重要應用場域,其中,海思受美國禁令限制,致2021年中國品牌5G手機應用處理器市場競爭格局將丕變,而Oppo雖與中系手機品牌一樣自研晶片,然數年內難達華為與海思地位。

至於低功耗導向市場,除了MCU設計商外,高通、聯發科與蘋果等手機AP設計業者亦布局低功耗類運算晶片。整體而言,無論是從巨觀到微觀層級,分散式架構皆已引領DNN晶片發展,以資料為中心的架構思維正衝擊以運算為中心的思維,新商機也將由此而生。

氮化鎵(GaN)是半導體產業近年的焦點之一,DIGITIMES Research副總監黃銘章在演講中剖析其未來發展機會。相較於第一代的矽、鍺,第二代的砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP),第三代半導體材料GaN、碳化矽(SiC)的高頻、高功率、耐高溫、高電壓特色,在多種新市場的表現更佳,而由於矽晶材料受限本身特性在高功率及高頻應用發展已趨極限,因此上述的新興寬能隙半導體需求崛起。他指出目前GaN電力電子應用銷售額仍小,但近年來消費性電子、PC/資料中心應用帶動需求,另外今後在工業用及車用後勢亦可期待。GaN射頻 / 微波應用的進入障礙較高,近期5G興起,市場需求強勁,為射頻GaN元件重要的成長動能,另外國防應用也是射頻GaN的主力市場。整體而言,GaN元件在整體半導體市場中仍屬利基市場,與其他半導體材料元件將繼續並存。

電動車是近年來科技與汽車兩大產業的重要議題,DIGITIMES Research分析師兼研究經理林芬卉就針對電動車發展趨勢與SiC應用優勢,提出相關見解。2020年電動車的年增率為19%,相對於全球整體汽車市場衰退20%,表現相當不錯,至於未來發展,她預計電動車將以年增率2位數速度成長, 2025年可達近千萬台規模。在電動車中,SiC是重要半導體材料,目前雖有長晶速度慢、量產性低、價格高等缺點,不過由於能量損耗低、耐高壓、耐高溫、高頻化等特色,不僅符合電動車節能需求,也十分適合在汽車嚴苛環境及狹小的空間使用,目前SiC在車載領域主要應用為主驅逆變器、車載充電器,預計未來車廠將擴大採用碳化矽功率元件。

雖因疫情影響,2020年全球絕大多數產業成長緩慢,甚至出現逆成長狀態,但在5G、AI等技術的引領下,產業整體仍呈正向發展,未來市場的智慧化趨勢已然底定,台灣廠商應盯緊市場動態,厚植自身競爭力,掌握隨之而來的商機。

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