展望2021年，全球半導體產業可望受惠於5G應用落地以及物聯網、人工智慧等高速運算的晶片需求，延續2020年的成長態勢。只不過，當半導體製程的技術門檻愈來愈高、以及硬體趨向多元運算架構發展時，三、五年後的半導體產業面貌，很可能跟今天會大不相同。

圖片來源 : shutterstock、達志影像

2020年由於新冠肺炎的影響，幾乎全球每個產業都受到嚴重打擊，唯有半導體產業還能維持成長。根據資策會市場情報研究所（MIC）估計，2020年全球半導體市場的規模可望達到4千3百億美元，比起2019年成長約4.7%；此外，展望2021年，MIC則認為，全球半導體市場將呈現雙位數的成長，規模也將來到4千7百億美元（圖1）。

圖1：2011~2021年全球半導體市場規模變化（2020年、2021年為預估值）

資料來源：資策會MIC

2020年的半導體產業之所以還能維持成長，主要原因之一為前一年（2019）的嚴重衰退。歷經2017、2018年的高速發展，半導體產業在2019年因為記憶體價格慘跌，還有全球5G佈建緩慢、換機需求疲軟等因素的影響，出現了12%的負成長，使得市場規模退回到了2017年的水準。換句話說，如果沒有前一年的低基期效應，今年的半導體產業表現可能會更差強人意。

另一個成長的原因，則是在美國政府的華為禁令生效前的拉貨效應。從去年五月開始，美國就啟動了一系列斬斷華為生產體系的動作，包括禁止美國企業供貨給華為、禁止任何外國廠商使用美國技術與華為往來、最終使得中國境外的所有廠商，在今年九月中之後除非獲得美國政府的特別許可，都無法再跟華為做生意。

華為禁令催生出今年半導體拉貨效應

作為因應，華為從去年也開始大量從供應鏈下訂單，以儲備營運所需的關鍵零組件，間接促成了半導體產業在今年的榮景。經過大半年的瘋狂拉貨、備貨後，MIC資深產業分析師鄭凱安分析，在9月15日的最終禁令生效前，華為庫存的5G基地台晶片，應可滿足2021年的需求，而手機晶片也應該能滿足至2021年第一季。

展望2021年，鄭凱安認為5G跟高速運算（HPC）將是推動半導體產業持續成長的兩大動能。事實上，從過去五年的應用市場結構變化，就看得出半導體產業正逐漸往非3C應用的方向發展。根據MIC統計，2013年時，消費性電子與電腦應用佔全球半導體應用市場的比重還高達52.4%，但之後就呈現一路衰退，預估今、明兩年的佔比將僅剩44%；與此同時，通訊應用以及車用、工業用半導體的市場卻是逐年成長，尤其通訊應用的佔比已經從2013年的不足30%大幅躍升至今年的34%（圖2）。

圖2：2013~2021年全球半導體應用市場比重變化（2020年、2021年為預估值）

資料來源：資策會MIC

這個趨勢也在改變半導體產業的競爭態勢。以IC設計產業為例，鄭凱安指出，今年的疫情推升了物聯網的需求，而為了因應不同產業的場域的特殊應用，多元運算架構是當前主要IC設計大廠積極發展的方向，也就是AI運算、影像辨識、傳輸等地運算需求不再集中於CPU（中央處理器）上，而是根據晶片效能、功耗等因素，分配給GPU（圖形處理器）或者ASIC（特殊應用IC）。

值得注意的是，雖然CPU、GPU產業仍然由傳統大廠如Intel、nVIDIA、AMD佔據，ASIC領域卻冒出許多新創團隊，甚至應用產業自己也開始嘗試自己設計晶片。「ASIC在特定應用的強大運算能力，是多元運算架構的重點，」鄭凱安認為，隨著新興應用的持續發展，將進一步帶動產業結構的變化。

三星意欲藉GAA製程彎道超車台積電

高速運算也催生了半導體製程的進展。根據MIC統計，從今年開始，10奈米以下的高階製程，佔台灣晶圓代工的比重已經超過3成，到第二季結束甚至已經高達33%（圖3），主要半導體製造商也陸續提高製程研發的資本支出。目前除了台積電以外，包括Intel以及三星都看得出製程推進的藍圖，尤其三星計畫藉由GAA（Gate All-Around）技術來搶先台積電，從現有的7奈米製程一舉進入3奈米製程，後續發展值得注意。

圖3：2018~2020年每季台灣晶圓代工製程比重變化

資料來源：資策會MIC

整體看起來，即使何時才能控制疫情尚且言之過早，但在應用端需求的帶動下，通訊和高速運算晶片到2021年應該還是供不應求，半導體產業維持成長應無疑慮。只不過，今年市場上最重要的買家之一：華為既然已經滿手庫存，美國政府的禁令短時間也難以撤銷，明年的市場需求必然會回到「正軌」，就算整體產業仍能維持成長，但一小段震盪期應該也是在所難免的。

資料來源：資策會MIC《資通半導體前瞻趨勢》研討會，2020/09/24

Facebook 在北美智權報粉絲團上追踪我們