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技术伴随应用发展 半导体后势可期

DIGITIMES科技大势下午着重于半导体发展趋势。

电子产品应用渐趋多元,半导体技术也逐步加快发展,在厂商的全力布局下,近年先进工艺不断突破,在放眼后疫情时代,台湾厂商需紧盯市场发展,厘清本身优势,方能找到产业定位,掌握未来商机。「科技大势 5G×AI与半导体发展趋势」下午的场次就以半导体为主轴,由DIGITIMES Research与AWS分析师深入探讨2021年的全球半导体趋势。

下午场次DIGITIMES Research分析师陈泽嘉先登场,分析2021年全球晶圆代工市场。他表示虽受COVID-19(新冠肺炎)疫情与中美摩擦干扰,但5G与疫情加速数字转型,带动芯片需求,加上大环境不确定性因素带动晶圆代工客户积极拉货,挹注全球晶圆代工强劲需求动能,推升全球晶圆代工产值创新高,年增逾20%。展望2021年全球晶圆代工业发展,台积电与三星将续推进先进制造与先进封装技术。

同时,5G、HPC与车用芯片需求持续成长,也带动特殊工艺需求增加,受惠于上述因素,加以全球晶圆代工续扩产能且调涨8寸晶圆代工价格,全球晶圆代工年产值可望再达高个位数成长。至于2021年的机会与挑战,陈泽嘉认为,疫情、中美科技战与网安将是重点议题。

云端是近年来半导体产业常用的平台,透过其弹性、成本与效能优势,强化企业营运优势,AWS就在活动中介绍了如何协助半导体业者优化设计流程。AWS的业务范围广泛,自身也有IP设计能力与团队,因此对半导体产业的需求知之甚详。藉由云端的服务,业者可大幅降低初次建构与后续系统扩充的成本支出,他以云端EDA为例,过去半导体业者的EDA多采实体建置,不过随著消费性电子产品的生命周期缩短,EDA的版本升级成本逐渐高昂,云端EDA则可藉由其弹性化特色,协助业者解决此问题。

AWS是全球公有云领导厂商,其应用触角伸入不同领域,在半导体产业也已获得CAE、EDA和IP供应商的支持,并与台积电合作,携手开发云端EDA,藉此优化半导体业者的设计流程。

在云端软件平台之外,DIGITIMES Research分析师翁书婷从云端与终端的运算芯片发展趋势,观察大厂的竞争格局。她表示目前市场整体趋势可分为高效能、效能与功耗集成、低功耗等三大导向。在高效能导向市场,云端DNN芯片业者之间不仅是芯片架构层级之争,更是系统层级竞争,因此大型半导体购并案频仍,而在效能与功耗集成导向市场部分,智能型手机为重要应用场域,其中,海思受美国禁令限制,致2021年中国品牌5G手机应用处理器市场竞争格局将丕变,而OPPO虽与中系手机品牌一样自研芯片,然数年内难达华为与海思地位。

至于低功耗导向市场,除了MCU设计商外,高通、联发科与苹果等手机AP设计业者亦布局低功耗类运算芯片。整体而言,无论是从巨观到微观层级,分散式架构皆已引领DNN芯片发展,以数据为中心的架构思维正冲击以运算为中心的思维,新商机也将由此而生。

氮化镓(GaN)是半导体产业近年的焦点之一,DIGITIMES Research副总监黄铭章在演讲中剖析其未来发展机会。相较于第一代的矽、锗,第二代的砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP),第三代半导体材料GaN、碳化硅(SiC)的高频、高功率、耐高温、高电压特色,在多种新市场的表现更佳,而由于矽晶材料受限本身特性在高功率及高频应用发展已趋极限,因此上述的新兴宽能隙半导体需求崛起。他指出目前GaN电力电子应用销售额仍小,但近年来消费性电子、PC/数据中心应用带动需求,另外今后在工业用及车用后势亦可期待。GaN射频 / 微波应用的进入障碍较高,近期5G兴起,市场需求强劲,为射频GaN元件重要的成长动能,另外国防应用也是射频GaN的主力市场。整体而言,GaN元件在整体半导体市场中仍属利基市场,与其它半导体材料元件将继续并存。

电动车是近年来科技与汽车两大产业的重要议题,DIGITIMES Research分析师兼研究经理林芬卉就针对电动车发展趋势与SiC应用优势,提出相关见解。2020年电动车的年增率为19%,相对于全球整体汽车市场衰退20%,表现相当不错,至于未来发展,她预计电动车将以年增率2位数速度成长, 2025年可达近千万台规模。在电动车中,SiC是重要半导体材料,目前虽有长晶速度慢、量产性低、价格高等缺点,不过由于能量损耗低、耐高压、耐高温、高频化等特色,不仅符合电动车节能需求,也十分适合在汽车严苛环境及狭小的空间使用,目前SiC在车载领域主要应用为主驱逆变器、车载充电器,预计未来车厂将扩大采用碳化硅功率元件。

虽因疫情影响,2020年全球绝大多数产业成长缓慢,甚至出现逆成长状态,但在5G、AI等技术的引领下,产业整体仍呈正向发展,未来市场的智能化趋势已然底定,台湾厂商应盯紧市场动态,厚植自身竞争力,掌握随之而来的商机。

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