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5G與AI帶動需求 半導體技術重要性再次提升

DIGITIMES Research資深分析師兼副總監黃銘章。

5G、AI是未來10年主導新興應用、創造企業現金流的關鍵趨勢,我們相信,相關半導體材料與技術不僅是市場的Enabler,也將牽動企業今後在半導體市場的版圖及地位。

5G與AI刺激各種新的科技應用,作為電子設備的關鍵元件,半導體在5G及AI領域的發展也備受期待,DIGITIMES Research副總監黃銘章指出,5G基地台及手機終端必須能因應更複雜、更高效的通訊要求,因此包括射頻前端及功率放大器都需要更高價值的半導體。同樣地,因邊緣運算AI運算力在未來幾年可望看到顯著提升,將有助擴大AI應用範圍,5G x AI世代裡,半導體技術的重要性將進一步地凸顯。

半導體技術自1965年以來,基本上遵循摩爾定律發展,儘管部分業者曾提出此定律即將失效的意見,不過蘋果歷年來的手機應用處理器(AP)上電晶體的數量作比較,摩爾定律仍在延續中,另外博通(Broadcom)公司的網路晶片效能,也維持摩爾定律的步調,晶圓代工龍頭台積電與半導體設備大廠ASML最新的產品發展藍圖,對未來10年半導體製程微縮技術持續精進依然看好,預估2奈米時代距離我們將不會太遠。

黃銘章表示,隨著先進製程的投資規模及技術難度越來越高,有足夠資金與研發能量持續投入最先進製程的半導體業者數量逐漸減少,業者必須朝多元化(如發展感測器等)、異質整合等方向發展,以期降低電晶體單位成本。2019年Sony在影像感測器(CIS)營運表現亮麗,另外,台積電、日月光、安靠(Amkor)等廠商在2.5D/3D IC、系統級封裝(SiP)營收也持續成長,可見在製程微縮之外,半導體產業仍有成長的方向。

相較於4G,5G手機對收發濾波器、射頻開關、功率放大器等半導體元件的數量都呈倍數以上成長,半導體需求明顯提升,若是具備毫米波(mmWave)功能的5G手機,其射頻元件半導體需求更將較Sub 6GHz手機進一步提升,對天線封裝(Antenna in Package;AiP)的需求也將快速增加,因AiP可阻絕毫米波訊號對其他元件的干擾,同時有效節省手機內部空間。

另外黃銘章也指出,近年來第三代半導體材料漸受關注,尤其是氮化鎵(GaN),GaN有助於作出體積更小、功耗及成本更低的系統,預期將大量應用於5G基地台。
整體來說,5G x AI世代需要更先進的半導體製程、異質整合與先進封裝、新興半導體材料、新的記憶體與運算架構等多構面提升系統效能,半導體的重要性將進一步彰顯。

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