展望2021年，全球半导体产业可望受惠于5G应用落地以及物联网、人工智能等高速运算的芯片需求，延续2020年的成长态势。只不过，当半导体制程的技术门坎愈来愈高、以及硬件趋向多元运算架构发展时，三、五年后的半导体产业面貌，很可能跟今天会大不相同。

图片来源 : shutterstock、达志影像

2020年由于新冠肺炎的影响，几乎全球每个产业都受到严重打击，唯有半导体产业还能维持成长。根据台湾地区资策会市场情报研究所（MIC）估计，2020年全球半导体市场的规模可望达到4千3百亿美元，比起2019年成长约4.7%；此外，展望2021年，MIC则认为，全球半导体市场将呈现双位数的成长，规模也将来到4千7百亿美元（图1）。

图1：2011~2021年全球半导体市场规模变化（2020年、2021年为预估值）

数据源：台湾地区资策会MIC

2020年的半导体产业之所以还能维持成长，主要原因之一为前一年（2019）的严重衰退。历经2017、2018年的高速发展，半导体产业在2019年因为内存价格惨跌，还有全球5G布建缓慢、换机需求疲软等因素的影响，出现了12%的负成长，使得市场规模退回到了2017年的水平。换句话说，如果没有前一年的低基期效应，今年的半导体产业表现可能会更差强人意。

另一个成长的原因，则是在美国政府的华为禁令生效前的拉货效应。从去年五月开始，美国就启动了一系列斩断华为生产体系的动作，包括禁止美国企业供货给华为、禁止任何境外厂商使用美国技术与华为往来、最终使得中国境外的所有厂商，在今年九月中之后除非获得美国政府的特别许可，都无法再跟华为做生意。

华为禁令催生出今年半导体拉货效应

作为因应，华为从去年也开始大量从供应链下订单，以储备营运所需的关键零组件，间接促成了半导体产业在今年的荣景。经过大半年的疯狂拉货、备货后，MIC资深产业分析师郑凯安分析，在9月15日的最终禁令生效前，华为库存的5G基地台芯片，应可满足2021年的需求，而手机芯片也应该能满足至2021年第一季。

展望2021年，郑凯安认为5G跟高速运算（HPC）将是推动半导体产业持续成长的两大动能。事实上，从过去五年的应用市场结构变化，就看得出半导体产业正逐渐往非3C应用的方向发展。根据MIC统计，2013年时，消费性电子与计算机应用占全球半导体应用市场的比重还高达52.4%，但之后就呈现一路衰退，预估今、明两年的占比将仅剩44%；与此同时，通讯应用以及车用、工业用半导体的市场却是逐年成长，尤其通讯应用的占比已经从2013年的不足30%大幅跃升至今年的34%（图2）。

图2：2013~2021年全球半导体应用市场比重变化（2020年、2021年为预估值）

数据源：台湾地区资策会MIC

这个趋势也在改变半导体产业的竞争态势。以IC设计产业为例，郑凯安指出，今年的疫情推升了物联网的需求，而为了因应不同产业的场域的特殊应用，多元运算架构是当前主要IC设计大厂积极发展的方向，也就是AI运算、影像辨识、传输等地运算需求不再集中于CPU（中央处理器）上，而是根据芯片效能、功耗等因素，分配给GPU（图形处理器）或者ASIC（特殊应用IC）。

值得注意的是，虽然CPU、GPU产业仍然由传统大厂如Intel、nVIDIA、AMD占据，ASIC领域却冒出许多新创团队，甚至应用产业自己也开始尝试自己设计芯片。「ASIC在特定应用的强大运算能力，是多元运算架构的重点，」郑凯安认为，随着新兴应用的持续发展，将进一步带动产业结构的变化。

三星意欲藉GAA制程弯道超车台积电

高速运算也催生了半导体制程的进展。根据MIC统计，从今年开始，10奈米以下的高阶制程，占台湾晶圆代工的比重已经超过3成，到第二季结束甚至已经高达33%（图3），主要半导体制造商也陆续提高制程研发的资本支出。目前除了台积电以外，包括Intel以及三星都看得出制程推进的蓝图，尤其三星计划藉由GAA（Gate All-Around）技术来抢先台积电，从现有的7奈米制程一举进入3奈米制程，后续发展值得注意。

图3：2018~2020年每季台湾晶圆代工制程比重变化

数据源：台湾地区资策会MIC

整体看起来，即使何时才能控制疫情尚且言之过早，但在应用端需求的带动下，通讯和高速运算芯片到2021年应该还是供不应求，半导体产业维持成长应无疑虑。只不过，今年市场上最重要的买家之一：华为既然已经满手库存，美国政府的禁令短时间也难以撤销，明年的市场需求必然会回到「正轨」，就算整体产业仍能维持成长，但一小段震荡期应该也是在所难免的。

数据源：台湾地区资策会MIC《资通半导体前瞻趋势》研讨会，2020/09/24

好消息～北美智权报有微信公众号了！ 《北美智权报》内容涵盖世界各国的知识产权新闻、重要的侵权诉讼案例分析、法规解析，以及产业与技术新知等等。 立即关注北美智权微信公众号→ NAIP_IPServices ～欢迎读者分享与转发～