AI、高效運算帶動半導體商機


撰文/陳怡如

半導體產業在疫後陷入庫存調整,許多人都關心,盤整期何時結束?是否有機會恢復往日榮景?工研院「掌握半導體未來趨勢、發掘市場商機」研討會,從應用端切入,剖析半導體在AI、高效能運算、數位化、電動化需求帶領下,將在2024年恢復成長趨勢。

先蹲後跳,大概是未來兩年半導體產業的寫照。2022年快速升息,造成購買力下降,終端市場需求疲軟,在疫情期間表現強勁的半導體產業,於2023年持續調節庫存,整體市場呈現供過於求和價格疲軟的衰退狀態。

根據世界半導體貿易統計組織(WSTS)預估,2023年全球半導體市場規模為5,151億美元,衰退10.3%;臺灣IC產業產值為新臺幣4.2兆元,衰退12.1%。但在2024年可望迎來好消息,在供需逐步平衡及消費市場復甦下,半導體市場將觸底反彈,恢復成長態勢,預估2024年全球半導體市場將達5,760億美元的歷史新高,年成長達11.8%。

工研院產業科技國際策略發展所經理范哲豪指出,未來有四大議題影響全球半導體產業。第一是庫存調整,預計2023下半年會調整到合理水位;第二是地緣政治,不管是國安需求或產業競爭,全球已意識到半導體有著不可或缺的戰略意義,歐美日韓各國皆積極為半導體技術自主布局。

第三是以人為本的數位轉型,從元宇宙、AI人工智慧、高效能運算(HPC)到電動車、自駕車等趨勢,都大幅改變人們的工作和生活型態,數位轉型驅使產業對半導體需求強烈;第四是技術創新,不管在晶片設計架構、先進製程和先進封裝上都不斷演進。范哲豪總結,「全球經濟雖有紛擾,但高效能運算、自主移動產品持續釋放創新能量與商機,未來『數位轉型』與『技術創新』是兩大發展方向。」


半導體大廠持續投資 布局未來商機

即使短期內市況不佳,全球半導體大廠仍持續投資,瞄準未來機會。工研院產科國際所產業分析師李佳蓁指出,記憶體廠商朝向高容量、高速存取等技術進行投資,同時部署產能,以因應下半年復甦商機,及中長期記憶體市場需求。

邏輯IC大廠則持續加強製程研發力道、擴大產能布局與投資,率先儲備未來AI、資料中心、5G與自駕等技術對運算效能大幅增加的需求,持續推進半導體先進製程節點技術發展。

未來電動車、再生能源、衛星通訊等領域,將有高度成長,對耐高溫/高壓、高轉換效率的碳化矽(SiC)及氮化鎵(GaN)等功率元件需求增加,尤其SiC在車用領域發展快速,成為大廠競逐目標。功率半導體大廠積極布局化合物半導體供應鏈,透過收購、與晶圓供應商合作、長期供貨等策略,獲取穩定的晶圓供應以擴大產能,強化在地合作的同時,也期望搶得在地終端市場先機。


AI晶片高速成長 運算用元件後來居上

隨著ChatGPT爆紅,AI晶片也從去年開始站上主角位置,快速擴大市占,帶來革命性改變。根據Gartner預估,2022年至2027年全球半導體市場年複合成長率為4.7%,但AI半導體卻有20.3%,至2027年,全球AI半導體市場預估可超過1,116億美元,占全球半導體市場近15%。

工研院產科國際所產業分析師王宣智指出,資料中心、消費性電子、先進駕駛輔助系統(ADAS)和安全監控,是未來AI晶片四大高速成長的關鍵市場,「其中又以資料中心和消費性電子為核心成長動力,預估2027年超過50%的消費性電子都會導入AI晶片。」此外,AI晶片也開始與其它應用晶片整合,比如與感測晶片整合,優化現有消費型電子產品,這將推升AI應用的廣泛性,擴展市場機會。

王宣智認為,在未來的AI時代,AI可以跟任何技術互動,甚至優化、賦能,帶動一波新的「重新定義」過程。臺灣的優勢在於硬體,如何從單純買斷的一次性交易,轉為中長期的訂閱制或合作關係,掌握長遠商機,是臺灣應思考的方向。


數位化和電動化 推升半導體發展

除了AI,「數位化」和「電動化」也是影響半導體市場的兩大趨勢,工研院產科國際所研究經理江柏風指出,「電子產品持續推動數位化與電動化,採用創新設計與先進晶片。」疫情加速全球數位化,帶動相關電子產品成長,像是蘋果設計新晶片M2 Ultra,提升產品效能;推出頭戴式顯示器Vision Pro,開創全新沉浸式影像與操作體驗,此外還有摺疊筆電、AI投影穿戴裝置等,半導體扮演著關鍵角色。

在電動化上,車輛的自動化與電動化,強勁推升車用半導體市場成長動能,像是Sony與Honda合資成立的Sony Honda Mobility,首款電動車「AFEELA」,全車配備達45個感測器和鏡頭,同時,為滿足電動車在充電需求,充電樁的市場需求亦非常強勁,將帶動相關半導體需求成長。「整體來看,雖然全球半導體市場近期有所下滑趨勢,但是,半導體廠商在投資力道上持續加碼,為未來的數位化和電動化提前布局。」

2023年通訊用AI電子元件在AI半導體市場中占比最大,達60.7%,但在2027年將被運算用AI電子元件取代,占比為46.4%,成長動能最高。(資料來源:工研院產科國際所、Gartner)

2023年通訊用AI電子元件在AI半導體市場中占比最大,達60.7%,但在2027年將被運算用AI電子元件取代,占比為46.4%,成長動能最高。(資料來源:工研院產科國際所、Gartner)