半導體成長引擎3劍齊發!2021年台灣半導體產值上看3.33兆新高
半導體成長引擎3劍齊發!2021年台灣半導體產值上看3.33兆新高

「資料中心、高效能運算(HPC)以及人工智慧依舊是驅動今年半導體成長的引擎,」SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸一語點出半導體產業往前衝的主要動能來源,也表示根據工研院今年公布的報告,台灣半導體產業預期將站穩3兆元新台幣大關,「有機會較去(2020)年成長3.5%、來到3.33兆新台幣。」

2020年在疫情的衝擊之下,曹世綸認為台灣的半導體產業依舊是交出了一張漂亮的成績單,總產值躍升全球第二、過去10年間有7次台灣是全球最大半導體設備投資區域,且去年艾司摩爾(ASML)赴南科設立EUV全球技術培訓中心,默克(Merck)投資高雄為半導體沉積材料重鎮,都顯示出台灣在半導體產業具有舉足輕重的地位,「(設備)買多也是一種實力呀,買到最新最好的設備,」曹世綸說。

半導體市場表現樂觀,有望直接挑戰2022目標

話鋒一轉,SEMI產業研究總監曾瑞榆也針對半導體產業的觀察作出預測。他表示,2021年半導體的整體市場是相對樂觀,包括GDP、終端電子產品銷售或資本支出,目前的指標都指向正向成長,曾瑞榆更表示目前許多預估值都是1月中下旬時候完成,「市場表現快過我們的預估,」他甚至認為有不少預測項目有機會挑戰2022的目標。

SEMI產業分析師 曾瑞榆
曾瑞榆表示,2021年半導體的整體市場是相對樂觀,而且整體市場表現快過我們的預估。
圖/ 簡永昌/攝影

不過他也提醒,當疫情獲得趨緩後首當其衝的肯定會是以消費者需求的產品受到影響。就去年表現相當亮眼的筆記型電腦(PC)來看,今年到上半年表現依舊樂觀,只是今年的成長肯定不如去年暴衝、下半年的需求也仍在觀望。

晶圓代工產能吃緊,2022年之前都無法紓解

對於目前全球產能吃緊的現象,曾瑞榆也表示目前幾乎所有的晶圓代工產能都是相當吃緊,「狀況將持續到下半年,」他也特別強調,相比12吋產能還有陸續擴廠,8吋晶圓代工的狀況在產能增加有限的前提下,滿載的情況至少今、明兩年都不會有緩解的狀態。

而整體12吋晶圓代工的產能在2020-2024年的年複合成長率(CAGR)預計有近10%的表現,其中又以5奈米以下的產能成長動能最為強勁,這意味著目前市場上唯二的台積電跟三星將會在5奈米的製程上有不錯的斬獲;此外,8吋晶圓廠在2020-2024的年複合成長率則僅有3%,且晶圓代工的產能佔全球8吋晶圓產能的一半,未來幾年受到5G相關需求的帶動,類比跟分離式元件(Discrete)在8吋產能的成長速度將高於業界平均。

台積電十二廠晶圓代工工作情況
曾瑞榆表示,目前產能吃緊狀況依舊難解,尤其8吋晶圓廠再沒有擴充產能的前提下,滿載的情況可能到2022年都難以舒緩。

至於近期環球晶併購世創的佈局,曾瑞榆也分享他的觀察。他表示,如果這個併購案成功的話,環球晶的市占率將達到30%、成為全球第二,合計日本信越、日本勝高三者將瓜分8成的市占率,將使得矽晶圓的市場成為一個寡占市場,曾瑞榆認為這對於矽晶圓市場的穩定度將更有幫助,價格上也相對平穩。整體晶圓材料市場預計在今年增長6.6%、規模將上看370億美元(約合1.11兆新台幣)。

地緣政治仍是半導體業者的重要考驗

展望接下來半導體的發展,曹世綸也給出了三個方向的建議:修習地緣政治學分、積極參與國際組織及成為決策者(decision maker)而非被決策者。

曹世綸表示,台灣半導體的實力雖是強大,但是以經濟實力來說仍是相對的小國,要如何在地緣政治之下發揮半導體「Taiwan can Help」的實力,卻又同時扮演好全球供應鏈一環的友善角色、不對產業早成破壞,也是接下來台灣業者需要面臨的課題。

曾瑞榆則認為在後疫情時代到來之前,各國都在期待疫苗能解決當前的困境、為經濟帶來更多曙光,不過他也提醒疫苗是否真能抑制新冠病毒的傳播、變種病毒是否會成為下一個程咬金,都是目前仍不確定的因素;至於科技貿易戰跟地緣政治的棘手問題,曹瑞瑜則認為這肯定是未來幾年都存在的挑戰,「不過看來大家已經摸索出解決之道,且相比去年、今年肯定是個值得期待的一年,」曾瑞榆說。

責任編輯:蕭閔云

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從影像晶片到AI感知平臺:芯鼎科技以ThetaEye開啟智慧視覺新篇章,搶攻車用與智慧場域
從影像晶片到AI感知平臺:芯鼎科技以ThetaEye開啟智慧視覺新篇章,搶攻車用與智慧場域

2009年,芯鼎科技自凌陽科技影像部門獨立(spin-off)而出。當時,數位相機市場正值鼎盛,而芯鼎科技憑藉其深厚的影像訊號處理器(Image Signal Processor, ISP)與影像處理核心技術,迅速在市場上嶄露頭角,不僅長期是日系大廠的合作夥伴,更是日本數位相機品牌的核心供應鏈夥伴。「當時,我們的技術在數位相機領域可說是首屈一指,特別是在處理高像素影像方面。」 芯鼎科技總經理許英偉驕傲地說。

然而,科技浪潮從不等人。隨著2014年後智慧型手機的普及,對數位相機市場造成衝擊,成為半導體業界口中的「典範轉移」經典案例。許英偉回憶道,當時市場營收掉得非常快,我們真切感受到那股壓力,甚至可以說是瀕臨滅頂的邊緣。也正是這股壓力,促使芯鼎科技痛定思痛,開始自問:「在相機領域累積了核心技術後,究竟芯鼎科技還能做些什麼?」

數位相機市場退潮,芯鼎科技尋找新戰場

面對市場重大的典範轉移,芯鼎科技並沒有選擇固守在原本逐漸式微的數位相機領域,而是把多年累積的影像技術,帶往更高門檻、也更具發展潛力的新市場。當時,他們看見了全新的機會點:車用影像。「當時網路攝影機(IP Camera)市場競爭太激烈,尤其大陸廠商進入速度非常快,我們反而選擇挑戰門檻更高的車用市場,特別是前裝市場(Factory-installed products)[註一]。」許英偉回憶說到。

不同於家用相機多數時間是閒置的,車用影像系統一旦啟動就必須在高溫、長時間運作與劇烈震動等極端環境下持續穩定運作。而且,車用市場不只要看得清楚,更關乎安全與責任。這讓芯鼎科技意識到,單純依賴過去的影像演算法已不足以應對市場需求,必須深入系統整合與跨領域的技術布局。

在這段轉型的過程中,芯鼎科技的核心能力不再只是單純的ISP晶片,而是逐步擴展到整合多顆影像感測器、進行車用級系統設計,並在高階影像分析領域累積了能量。他們的產品已成功導入包括歐洲多家車廠在內的車用影像系統,例如電子後照鏡,以及先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)的智慧影像分析等高階應用;同時,芯鼎科技也把觸角延伸到室外高階監控市場,投入AI節能感測裝置的開發與工業應用領域,像是機器視覺與工廠自動化等初步探索。

芯鼎科技建置專業測試場域,以確保 AI 視覺方案符合需求。
芯鼎科技建置專業測試場域,以確保 AI 視覺方案符合需求。
圖/ 數位時代

然而,隨著車用電子與各行各業對智慧化的需求日益升高,市場開始對晶片提出全新的挑戰,「比如說,如果前方突然衝出行人,晶片必須在千分之一秒內做出反應,這種功能需求已經超越傳統影像處理的範圍,而屬於AI感知與判斷的範疇。」許英偉說,晶片要看得清楚、更要看懂環境。除了車載應用,團隊也看到智慧監控、機器視覺、無人機等多個場域都開始需要相同技術,而22奈米或28奈米等成熟製程的晶片已無法同時兼顧運算效能、功耗以及多感測融合的複雜需求,因此,芯鼎科技開始醞釀打造全新的 ThetaEye AI Solution SoC平臺,聚焦於 AI 視覺系統單晶片(System on a Chip, SoC)的特殊應用晶片(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)設計服務,同步導入 6 奈米先進製程技術。不過,從成熟製程跨入先進製程,再加上小晶片(Chiplet)架構、功能安全與資安防護等多重需求,對一家IC設計公司而言,其實是極大的挑戰。

邁向AI視覺 SoC新世代,迎戰高算力與多感測融合挑戰

適逢國科會協調經濟部及各相關部會共同合作,提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」。在此框架指引下,經濟部產業發展署積極推動「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」(以下簡稱晶創IC補助計畫)。芯鼎科技看見了一道可能突破現狀的契機。「如果沒有外部資源的支持,要公司投入到先進製程以及全新的平臺開發,風險實在太高。」許英偉坦言。於是,在「晶創IC補助計畫」的支持下,一個從影像領域累積多年技術的團隊,正式踏上AI視覺系統SoC新世代的道路,也為打造 ThetaEye 平臺奠定了重要基礎。

芯鼎科技核心經營與技術團隊合影,藉由晶創IC補助計畫攜手推動從影像 ISP 晶片到 AI 視覺 So
芯鼎科技核心經營與技術團隊合影,藉由晶創IC補助計畫攜手推動從影像 ISP 晶片到 AI 視覺 SoC 的跨域轉型,積極布局智慧車用、機器視覺及工業應用市場。
圖/ 數位時代

決定跨足AI視覺 SoC之後,芯鼎科技最先碰到的,就是先進製程的巨大門檻。「從相機領域的ISP晶片,要進化到AI視覺SoC,算力需求已經高出過往幾十倍,而這又帶來功耗、散熱與成本的挑戰。」許英偉說。為此,芯鼎科技著手打造 ThetaEye AI Solution SoC 平臺,與過去的單晶片解決方案不同,新平臺導入先進的6奈米製程,讓晶片在相同面積下能容納更多AI運算單元,同時降低功耗。「多鏡頭、熱感、紅外線感測的需求愈來愈多,傳統製程做不來,尤其車子未來要做到360度全方位視覺感知,需要非常高的算力。」許英偉指出。更關鍵的是,芯鼎科技在 ThetaEye AI 平臺上導入小晶片設計,它能像積木一樣靈活拼接不同功能的晶粒,實現模組化、可客製的設計思維。這對 IC 設計公司意義重大,許英偉表示,若客戶只需要影像融合,可以只選擇相對應的模組;若需要 AI 推論或進階安全防護,也能彈性加進來,無須重頭打造整顆晶片。

除了硬體設計,芯鼎科技也同步把功能安全(支援ASIL-B安全等級)與資安架構,納入ThetaEye AI 平臺的設計考量,滿足車用產業對安全性與可靠性的高標準。「我們不只是做一顆晶片,而是希望打造一個可以快速導入不同市場的感知平臺。」許英偉強調。這樣的平臺化策略,不僅能讓芯鼎科技在車用市場、無人機、機器視覺、工業自動化等不同領域間快速複製技術成果,大幅縮短客戶導入時間,更是未來企業的競爭利基,也有助臺灣半導體產業在AI浪潮中掌握更多話語權。

回首這條轉型路,芯鼎科技從過去熟悉的靜態影像,踏入需即時判斷與決策的AI視覺新戰場,應用場景也更多元,期許讓臺灣成為AI感知晶片的關鍵力量,「我們相信,未來不只是車子,而是任何需要眼睛與大腦的智慧裝置,都將是我們的舞臺。」許英偉有信心的說。

|企業小檔案|
- 企業名稱:芯鼎科技
- 創辦人:羅森洲
- 核心技術:影像處理晶片IC設計
- 資本額:新臺幣9億509萬元

|驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫簡介|
由國科會協調經濟部及相關部會共同合作,所提出「晶片驅動臺灣產業創新方案」,目標在於藉由半導體與生成式AI的結合,帶動各行各業的創新應用,並強化臺灣半導體產業的全球競爭力與韌性。在此政策框架下,經濟部產業發展署執行「驅動國內IC設計業者先進發展補助計畫」,以實質政策補助,於113年鼓勵國內業者往 AI、高效能運算、車用或新興應用等高值化領域之「16奈米以下先進製程」或「具國際高度信任之優勢、特殊領域」布局,以避開中國大陸在成熟製程的低價競爭,並提升我國IC設計產業價值與國際競爭力。

【註一】
前裝市場 (factory-installed products):在汽車製造過程中,由原始設備製造商(OEM)所預先安裝或整合的零組件、軟體或設備。

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