文：劉佩真（臺經(jīng)院產(chǎn)經(jīng)資料庫總監(jiān)、臺經(jīng)臺灣體業(yè)APIAA理事）

鑑於疫情持續(xù)產(chǎn)生變種，院總與挑再加上美中兩強於科技層面的監(jiān)劉機遇對抗情勢難解，甚至地緣政治變動詭譎多變，半導以及新興科技領域，未來對於半導體中長期結構性的臺經(jīng)臺灣體業(yè)需求浮現(xiàn)；皆讓我國半導體所面臨的經(jīng)營環(huán)境呈現(xiàn)利多、利空因素並存態(tài)勢。院總與挑更使未來中長期半導體業(yè)處於質(zhì)、監(jiān)劉機遇量皆出現(xiàn)變化的半導格局。

量能則以疫情所反映的未來現(xiàn)象最為明顯，因健康疑慮，臺經(jīng)臺灣體業(yè)半導體在醫(yī)療及數(shù)位生活轉型上產(chǎn)生突發(fā)新價值，院總與挑需求量出現(xiàn)大增。監(jiān)劉機遇質(zhì)變的半導部分，則是未來由區(qū)域政治、系統(tǒng)複雜化、綠色製造、人力資源等因素所左右。而究竟未來10年臺灣半導體業(yè)所面臨的商機、技術變革、全球競合、機會與挑戰(zhàn)為何？以下將作一深入探討。

新興科技領域，將成為未來臺灣半導體業(yè)需求主要的驅動力

若以新興科技領域發(fā)展的商機而言，包括高效能運算、智慧汽車、5G、6G、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、低軌衛(wèi)星、生技醫(yī)療、工業(yè)4.0、元宇宙等，其皆是未來10年半導體業(yè)創(chuàng)新應用的熱門領域。

以近期掀起的元宇宙的新話題而言，預計中長期元宇宙將有機會階段性獲得實現(xiàn)；我國為全球第二大半導體供應國，且半導體業(yè)所扮演的角色則是在元宇宙底層技術架構下的後端基礎建設，此可為元宇宙大量的應用場景提供技術支撐。

雖然GPU技術優(yōu)勢仍由Nvidia所掌握，甚至已超前部署推出Omniverse平臺，展現(xiàn)Nvidia在AI及高效能運算領域的頂級技術。不過Nvidia的晶片仍是多由臺積電以先進製程來為其打造，加上其他國際AI晶片、CPI、高效能運算等晶片，皆需搭配高階製程製造，故臺積電有機會因掌握全球63%10奈米製程以下的先進製程產(chǎn)能，甚至搭配其CoWoS技術來進行異質(zhì)整合封裝，而成為元宇宙議題下臺灣最大的贏家。

其次日月光投控也將是高階封測訂單來源的受益者；至於聯(lián)發(fā)科則可提供AI引擎。而元宇宙所需的3D深度感測解決方案，威盛、義隆也能供應，鈺創(chuàng)則是鎖定3D深度影像控制IC。而新唐、驊訊、瑞昱則是音訊晶片，鈺太為MEMS麥克風概念股，凌陽旗下芯鼎則是可望以其在影像控制IC切入AR/VR鏡頭供應鏈，而順勢切入元宇宙供應鏈。

至於美、中、日、韓等國家現(xiàn)階段在元宇宙的布局含括層面較廣，包括場景內(nèi)容入口、前端設備平臺（虛擬主機、AI計算實體、AR/VR、穿戴式裝置、神經(jīng)設備等）、底層技術支撐（區(qū)塊鏈、人工智慧、虛擬貨幣、往立即運算技術）、後端基建（5G、GPU、雲(yún)端運算、交互技術、物聯(lián)網(wǎng)等）等。反觀臺灣，因過去科技產(chǎn)業(yè)強項多集中於電子零組件，因而仍是以後端基建硬體中的半導體產(chǎn)業(yè)未來的競爭力較為突出。

此外，值得一提的是車用電子未來中長期對於半導體業(yè)的驅動力，主要是由於運行百年龐大的全球供應鏈，在應對電動車市況變革下，被迫必須跟進調(diào)整供應鏈以及生產(chǎn)線效率，整體結構的變化也將牽動供應鏈的商機。特別是電動化、自駕化趨勢有助於帶動車用半導體需求逐步成長，顯然半導體業(yè)在全球汽車產(chǎn)業(yè)的重要性將明顯增加，且半導體對汽車產(chǎn)業(yè)轉型電動車時代將在變革性上扮演重要角色。

特別是全球由傳統(tǒng)燃油車轉向電動車的過程，後者對電子應用比率大幅提升，使過去全球汽車產(chǎn)業(yè)零組件由美歐日等傳統(tǒng)車廠獨占的地位鬆動。對於以電子零組件的製造立足世界的臺灣來說，電動車的崛起等同於為臺灣半導體廠開闢創(chuàng)新獲利路徑。

也就是由於車輛電子化程度越來越高，電子元件溝通也趨於複雜，為加速電子運算與控制的能力，高效能運算的需求也逐步提升，未來10年全球車用高效能運算市場規(guī)模將顯著擴大。顯然隨著車輛電子化、數(shù)位化與智慧化程度越高，車用高效能運算因提供更快速的資料處理能力，可降低成本及複雜度，而使其未來極具成長潛力。

由於車用高效能運算需要使用先進製程來為其打造晶片，而臺積電因穩(wěn)居全球高階製程的領導地位，因此在搶食未來車用高效能運算晶片的代工訂單上，具有絕對的優(yōu)勢，特別是國際IDM車廠並不具備先進製程的製造能力與產(chǎn)能。

Photo Credit：Reuters／達志影像

後摩爾定律時代，將使半導體製程進展所遇阻力日趨加大

隨著未來半導體市場應用趨勢，將朝向人工智慧、物聯(lián)網(wǎng)、智慧汽車、高速運算等應用，晶片對於IC製造業(yè)的要求將聚焦於多工、高速執(zhí)行與存取、低功耗等項目。然而在先進製程逐步進展到一定程度，製程微縮所面臨的瓶頸逐步浮現(xiàn)，特別是複雜的圖形造成曝光次數(shù)增加，光罩成本也隨之倍增，讓摩爾定律發(fā)展速度也所減緩。

事實上，摩爾定律前進的困難處，包括穿隧效應造成的嚴重漏電流與功耗問題，也就是在採用現(xiàn)有片材料的基礎上，電晶體中的電子就容易產(chǎn)生穿隧效應，使半導體元件失靈，為晶片的製造帶來巨大的挑戰(zhàn)。

所以現(xiàn)階段全球半導體業(yè)者對於先進製程的IC製造技術將有3種策略來因應，首先是延續(xù)原有CMOS技術的發(fā)展概念，如藉由EUV製程的導入來進行延展，但之後所遭遇的物理極限問題會日趨嚴重，如先進曝光機、刻蝕機等設備研發(fā)技術難度大。

其次則是藉由類摩爾定律的異質(zhì)整合來達成，意即由應用需求驅動未來晶片設計功能的多樣化，跳脫摩爾定律對集積度的執(zhí)著，只從應用看整合。如透過3DIC等封裝技術來整合電源、感測促動器、無線電、高頻元件、無線充電、生物晶片等功能進入到晶片的設計與製造當中，即創(chuàng)造橫向應用來克服摩爾定律失效的問題。