2025年及未来半导体产业的八大趋势

鉴于过去数十年科技变革的速度，让趋势预测看似一项充满变量的挑战。然而，意法半导体认为拥有前瞻视野仍然至关重要。因此，以下是意法半导体对未来一年乃至更长时间内，可能持续影响并重塑产业发展的关键趋势预测。

1. 让机器「思考」得更精确

近年来，机器学习、深度学习与人工智能（AI）技术快速发展。过去的重点多集中在训练AI服务所依赖的模型，如今发展方向正从训练转向推理。

推论更类似于思考与推理，指的是将已训练的模型应用于数据，以导出预测与结论。相较于专注于「学习」的技术，适用于「思考」的芯片将逐渐成为主流，进而提升AI推论的准确性。此外，神经处理器（NPU）将比GPU更受重视，特别是在贴近数据来源的应用中。

光子集成电路（PIC）的技术发展将提升数据传输的速度与容量，进而推动超高速人工神经网络与类神经运算的发展。针对电脑视觉应用，卷积神经网络（CNN）将大幅提升机器对影像与视觉信息的解析与理解能力。

2. AI持续朝向边缘发展

AI芯片技术的持续创新，特别是神经处理器（NPU）的发展，将进一步提升联网装置与传感器的智能化能力，推动边缘AI的应用，使AI功能能够直接内建于网络边缘的装置中。

将智能分析能力整合至装置与传感器内，能使 AI更贴近数据来源，降低延迟，同时提升数据安全性与隐私保护。此外，在边缘进行AI运算可减少装置向数据中心传输的数据量，降低服务器的运算负担。使用TinyML等轻量AI模型的NPU也比数据中心内的GPU更具能源效率。

当考量联网装置与传感器的数量与类型时，不难看出边缘AI在各个产业与消费市场的广大应用潜力。这一领域的创新将加速发展，使各种装置具备更强的智能化能力。

3. 矽技术的新方向

如何以更高效的方式提升半导体效能将成为优先课题。碳化矽（SiC）就是一个典型例子，其在功率电子领域的表现与优势已广为人知，并在车用、能源与工业应用领域展现出巨大潜力。

然而，SiC半导体的制造过程充满挑战。未来的技术创新将透过制程的垂直整合—从设计到测试更紧密协作—来提升良率与产品品质。

矽光子技术也逐渐成为因应当前与未来运算挑战的理想解决方案。透过光子（而非电子）来传输信息，矽光子技术能提升数据传输效率，并大幅降低延迟，相较于传统电子半导体更具优势。因此，它特别适用于AI数据中心内部的高速连接，但其应用潜力远不止于此。

4. 传统芯片技术推动量子运算发展

量子运算的概念已被讨论多年，过去或许更像是科幻情节，而非实际可行的技术应用。然而，量子运算所带来的运算能力提升幅度极大，显示出需要全新的运算技术架构。但事实上，只需进行相对较小的调整，现有的半导体制造技术便能应用于量子电脑，这将带来变革性的影响。

采用成熟的FD-SOI半导体制程技术，将加速量子运算迈向实际应用。尽管量子运算并非适用于所有运算任务，但我们将看到各个产业领域积极探索其潜在应用，从金融服务、制药研发到网安防护与气候模型模拟等，都可能成为量子技术发挥影响力的关键场域。

5. 生物传感技术从运动爱好者拓展至日常健康管理

数以百万计的运动爱好者已经透过穿戴式装置监测生理指标，以追踪运动状态并提升体能。

随着生物传感器的进步——涵盖更多类型的生理指标、更小型化的设计、更低成本以及更高的能源效率——这些技术将被整合至更多元的装置与材料中。当监测内容、信息共享对象及时机能够适当控管时，人们将更愿意接受持续性的健康指标监测。

生物传感器的应用将不再局限于个人或专业运动领域，而将进一步拓展至更广泛的医疗服务。结合边缘AI，医疗建议与诊断将能在需要时实时提供，且许多情况下无需亲自前往诊所或医院。主动健康管理——着重预防而非治疗——将变得前所未有的可行，并有望大幅减轻全球医疗体系的负担。

6. 电动车重回正轨，比以往更智能更安全

尽管在部分市场，电动车（EV）的销售有所下滑，且整体销售成长率低于预期，但从全球来看，电动车的销量仍持续增加。

撇开销售数据不谈，电动车技术的创新仍在加速发展。半导体、传感器与软件在提升车辆体验与行车安全的影响将持续扩大，这已是不争的事实。

消费者对电动车的采用将受到更高效的电池与电源管理技术的推动，同时，各国与各地区的充电基础建设也将变得更加普及且高效。随着越来越多消费者积极投入再生能源转型，电动车将成为最容易实践且影响深远的选择之一。

7. 万物皆可数码双生

数码双生技术能为机械、建筑乃至整座城市建立数码模型，透过虚拟建模来测试预定的改良方案，并加速实体环境的优化进程。要打造数码双生，关键在于精确的实体数据流，通常由物联网（IoT）与支持边缘AI的传感器提供。

传感技术的创新将使几乎所有实体物件都能拥有数码双生，透过数据分析获得的关键信息，推动设计、监测与流程优化。从温度、压力到空气品质与声音，各类传感器都将发挥重要作用。

我们将能为自己的住家建立数码双生，运用其来优化能源使用，并作为提升智能家居自动化的基础。交通系统、医院、机场、工厂、运动场馆等，各种设施都将拥有数码双生。

8. 无限延伸，超越极限

我们正处于前所未有的太空卫星部署时代。目前地球轨道上约有9,000颗卫星，但预计在本世纪末将增至60,000颗。

这股成长趋势主要来自低地球轨道（LEO）「巨型卫星星座」的发展，这些卫星群正在打造全球性的低延迟、高效能通讯网络。

放眼地球轨道之外，许多国家正积极推动太空探索计划。在未来几年内，人类极有可能再次踏上月球。其中一项重要目标是寻找并分析珍稀矿物，这些资源或将开启新一轮科技创新时代。

从近年的发展来看，未来一年乃至更长时间内，科技领域将迎来令人惊艳的突破，技术演进的速度也将持续加快。文中提及的趋势有些可能成真，有些或许仍是乐观预测，但可以确定的是，还有许多尚未浮现的创新即将到来。