【觀點】美國為何仍掌控半導體產業、獨霸全球?「所羅門之鑰」在這裡
【觀點】美國為何仍掌控半導體產業、獨霸全球?「所羅門之鑰」在這裡

美國當地半導體的產能,雖然只占全球產能的12%左右,然而半導體的營業額表現卻領先全球。

美國半導體公司(總部位於美國境內)的營業額,約占全球54%。其中,美國IC設計公司,全球市占率高達約68%,高通、博通、輝達、超微等,美國IC設計公司,營業額名列前茅,這些公司技術領先群倫,推動公司業績向上成長。

美國公司在IDM(整合元件製造廠)方面,也是全世界的龍頭。美國IDM公司營業額全球市占率約47%,約占全球半導體市場的半壁江山。英特爾、美光科技、德州儀器(TI)、亞德諾(ADI)等IDM公司,都是業界的佼佼者。尤其是英特爾長久以來營業額皆高居全球第一,近年來雖然數度被韓國三星電子超越,然而餘威仍在,是全球IDM的龍頭廠。

Intel-Gelsinger-Investor-Meeting.jpg
圖/ Intel

綜合IDM及IC設計的營業額,美國半導體廠商的營業額約占全球的54%,美國能在全球半導體市場呼風喚雨,不是沒有道理。

一甲子前半導體科技革命源頭,仍持續灌溉基礎科學研究

半導體科技是由美國公司發明,並且持續投入研究發展,因此美國半導體公司,起步很早,搶得市場先機。

支撐美國在半導體產業獨步全球的主要原因,是持續投入大筆的研發經費,讓美國公司在半導體技術持續領先,才能在競爭激烈的市場中勝出。

半導體科技的發展除了企業界必須投入龐大的資金、人才、資源外,政府機構、學術界,也必須投入資源從事基礎科學研究。沒有基礎科學的理論及突破,屬於應用科學範疇的半導體科技,就無法突破瓶頸向前發展。

美國有很多政府資助從事尖端科技研究的實驗室,以及全球一流的大學聚集全世界最優秀的人才,營造出最佳基礎科學、尖端科技的研究成果。

Qualcomm-Engineers collaborating on 5G testing.jpg
圖/ 美國高通

舉例而言,美國的「國防先進研究計畫署」(DARPA)雖然專注於軍事用途,但是也資助很多尖端科技的研究計畫,改變資訊工業面貌的網際網路(Internet),就是源自DARPA的Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET,先進研究計畫署網路)。

有堅強的基礎科學及應用科學的研發,使得美國在科技的理論基礎架構上領先全球。美國境內至少有29州具有研發基地、設施。加州矽谷及北德州,已成為半導體產業群聚的重要地區,著名的史丹福大學、加州柏克萊大學、加州理工學院、德州奧斯汀大學等,就在這兩大半導體群聚區附近,可就近支援半導體科技的研發。

1947年,美國貝爾實驗室(Bell Lab)的約翰巴汀(John Bardeen)、布拉頓(Walter Brattain)以及肖克利(William Shockley)發明電晶體,是半導體產業的先驅科技。1958年美國德州儀器(Texas Instrument)的基爾比(Jack Kilby),發明積體電路(IC),同期間美國快捷半導體(Fairchild Semiconductor)的諾伊斯(Robert Norton Noyce),也發明積體電路的製造方法。

美光 232 層 NAND 晶圓
美光 232 層 NAND 晶圓

半導體科技在美國誕生,之後不斷地有新公司投入半導體產業,並且持續投入半導體科技的研發,推動半導體產業的進步與發展。

直至今日,幾乎所有的半導體技術,不論是硬體或軟體,皆有美國的技術含量,這也就是美國能夠管制到外國公司,管制外國公司將半導體技術出口到中國的基礎。

商業模式搭配應用市場,讓產業持續投入研發墊高競爭門檻

全球晶圓製造公司(IDM及晶圓代工廠)以及IC設計公司,研發的投資非常龐大,美國公司占超過全球一半的研發金額。

2021年全球半導體公司(晶圓製造及IC設計)的研發金額約810億美元,約占產值的13.5%。與10年前(2011年)比較,當年半導體公司的研發投資金額約505億美元,10年間成長了60.4%。

美國半導體公司投入研發的金額最龐大,2021年美國半導體公司研發投入金額約450億美元,約占全球研發投入金額的55.6%左右。

非商業用 習近平 Kaliva Shutterstock.com
非商業用 習近平 Kaliva Shutterstock.com
圖/ ShutterStock

半導體研發支出金額,排在美國之後的為亞太地區(含台灣、韓國、中國等),2021年研發支出約達240億美元,約占全球29.6%。

2021年,歐洲半導體公司研發支出金額約為65億美元,約占全球8%。2021年日本半導體公司研發支出金額約55億美元,約占全球6.8%。

2021年,英特爾公司研發支出金額約152億美元,占全球約18.8%,是全球半導體公司研發支出金額最高的公司。英特爾公司大筆投資研發,儘管近年來業績不是很理想,將來發展的潛力仍不容小覷。

相對美國老大哥,台韓領頭羊們投入也比一比

排在英特爾之後的是韓國的三星電子,2021年三星電子研發支出金額約65億美元,較2021年成長13%。三星電子除了投入DRAM、NAND的研發外,對晶圓代工先進製程,也投入不少研發資源,使整體半導體研發支出堆高。

2021年台積電的研發支出約45億美元,較2020年成長約20%左右。由於三星電子的研發支出,除了晶圓代工外,必須兼顧記憶體,因此就晶圓代工部分而言,三星電子在研發的支出,應該小於台積電。

台積電-tsmc.jpg
圖/ 鉅亨網 AFP

以2021年研發支出金額占公司營業額的比重來看,美國公司平均約為16.8%,亞太地區公司約為9.8%,歐洲公司約為14.4%,日本公司約為11.5%

研發支出與資本支出不同,由於亞太地區的半導體公司集中於製造,因此研發支出占營業額的比重偏低。韓國的半導體公司主要的業務為記憶體,因此2021年韓國公司的研發支出占營業額的比重約為8.1%。台灣除了晶圓代工外,IC設計業也很蓬勃,因此2021年研發支出占營業額的比重約11.3%,較韓國高出很多。

《數位時代》長期徵稿,針對時事科技議題,需要您的獨特觀點,歡迎各類專業人士來稿一起交流。投稿請寄edit@bnext.com.tw,文長至少800字,請附上個人100字內簡介,文章若採用將經編輯潤飾,如需改標會與您討論。

(觀點文章呈現多元意見,不代表《數位時代》的立場)

責任編輯:錢玉紘

關鍵字: #半導體產業
往下滑看下一篇文章
一文看懂 AI 電視可以幹嘛?不只有 AI 演算法,頂級硬體帶來高畫質表現
一文看懂 AI 電視可以幹嘛?不只有 AI 演算法,頂級硬體帶來高畫質表現

火熱的 AI 風潮掀起客廳革命,到底 AI 電視可以幹嘛?簡單來說,AI 電視透過 AI 處理器與演算法,即時進行 AI 畫質優化、音效調整、智慧語音搜尋和極致的個人化推薦,全面顛覆傳統智慧電視。在 AI 電視功能中,最讓消費者有感的是 AI 畫質優化,但許多人往往忽略了,畫質提升不只關乎演算法,更取決於底層的背光、色彩與控光技術。Sony BRAVIA True RGB LED 電視,正是將軟體思維與硬體工藝深度結合的最好示範。透過創新的 XR 認知智慧處理器搭配 True RGB 技術,精準呈現 AI 電視的畫質優化能力。

AI 電視是什麼?不只是能上網看串流的智慧電視

要理解 AI 電視可以幹嘛,首先必須釐清 AI 電視與一般智慧電視的差異。傳統智慧電視是為電視接上網路,讓使用者單向觀看連網影音。AI 電視則是在智慧電視的基礎上,導入了 AI 處理器與先進演算法,讓智慧電視具備「主動分析與學習」的能力,可即時判斷每一幀影像的畫質特徵、聲音頻率、觀看環境(如白天強光或夜晚暗光),甚至是家庭成員的使用習慣,進而動態調整視聽呈現。簡單來說,傳統智慧電視解決的是「能不能連網看內容」的問題,而 AI 電視解決的是「如何讓內容呈現得最好」的體驗問題。

但當 AI 演算法分析出最佳的畫面設定後,如果硬體無法精準跟上,優化效果就會大打折扣。這也是為什麼高階顯示技術 True RGB 開始受到市場矚目,確保 AI 算出的極致色彩與對比,能精準落地在觀眾眼前。

傳統電視容易出現暗部發灰或亮處過曝。Sony BRAVIA 9 II 透過 True RGB 三色獨立背光,能將 AI 算出的極致對比與飽和色彩精準落地。
傳統電視容易出現暗部發灰或亮處過曝。Sony BRAVIA 9 II 透過 True RGB 三色獨立背光,能將 AI 算出的極致對比與飽和色彩精準落地。
圖/ 數位時代

AI 電視可以幹嘛?從畫質、場景、音效到個人化推薦的四大核心進化

面對消費者的核心疑問「AI 電視可以幹嘛?」,可從四大 AI 電視功能深入拆解。

AI 畫質升頻與降噪:讓低解析度內容更清晰

透過 AI 升頻與降噪技術,可分析解析度較低或經過壓縮的影音內容,改善線條、紋理與雜訊,使畫面在 4K 螢幕上呈現得更清晰。True RGB 則能協助 AI 優化後的畫面亮度、色彩與對比度精準呈現。不過實際效果仍會受到原始片源解析度與壓縮品質影響。

智慧場景辨識:依電影、球賽、遊戲自動調整畫面

AI 電視能即時辨識播放內容,自動調整畫面呈現,比如看電影時調整為劇院感色溫、看球賽即時插幀消除動態殘影、玩遊戲時自動切換至低延遲模式。在不同場景轉換時,True RGB 讓亮度與色彩對比表現依然精準自然。

左圖為電影模式,右圖為遊戲模式。智慧場景辨識功能會根據電影、球賽或遊戲自動切換最佳模式。搭配 True RGB 技術,即使在動態或暗部場景下,色彩依然自然不失真。
左圖為電影模式,右圖為遊戲模式。智慧場景辨識功能會根據電影、球賽或遊戲自動切換最佳模式。搭配 True RGB 技術,即使在動態或暗部場景下,色彩依然自然不失真。
圖/ 數位時代

AI 音效優化:讓人聲與環境音更清楚

AI 音效演算法能分離出人聲對白與背景音效。看動作大片時,能放大環繞立體感;看新聞時,則優化人聲頻率,甚至能根據客廳結構進行空間音效校正。

除了頂級畫質,Sony 將 AI 音效演算法與機身背部揚聲器深度結合,能根據客廳結構進行空間校正,分離出清晰人聲與震撼環繞音效。
除了頂級畫質,Sony 將 AI 音效演算法與機身背部揚聲器深度結合,能根據客廳結構進行空間校正,分離出清晰人聲與震撼環繞音效。
圖/ 數位時代

語音互動與個人化推薦:減少尋找內容時間

AI 語音互動更能理解複雜語意,當你說出「我想看適合週末晚上的搞笑電影」時,AI 便會結合使用者的觀看偏好推薦清單,真正做到懂你所想。

整體而言,在眾多 AI 電視功能中,消費者最能直觀感受到的是 AI 畫質升頻與場景優化。但不論軟體演算法如何強大,都需要有對應的硬體執行力,而 True RGB 正是讓這些高階 AI 畫質能精準落地的關鍵技術。

AI 畫質優化的關鍵:不只靠演算法,硬體也是決勝點

在討論 AI 電視時,大眾常有一種迷思,認為只要電視內建強大的 AI 處理器和演算法就行,事實上,AI 電視的畫質優化不是靠單一演算法完成,而是包含「AI 判斷」與「硬體呈現」兩大層次:

首先由 AI 負責辨識畫面中的主體物件、人眼焦點、光影分佈及動態物體的移動軌跡等。根據 AI 判斷結果,演算法在底層即時計算出一套優化藍圖,決定哪些區域需要進行 AI 升頻、降噪、提高畫質、調整亮度、對比或色彩飽和度等。而硬體則負責最終畫面呈現,包含電視的背光、面板、控光技術與色彩控制技術,才是真正決定這張優化藍圖能被實現到什麼程度的關鍵。

而 Sony BRAVIA True RGB LED 電視便精準示範,硬體如何賦予 AI 電視極致表現。傳統 LED 電視使用單一藍色 LED,再搭配濾光片混色的方式,容易產生色彩混濁或亮度減損,True RGB 技術則以獨立驅動紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)三原色 LED 作為背光源,當 XR 認知智慧處理器分析影像內容,發出畫面調整指令後,True RGB 能精準響應,讓紅、綠、藍三色背光以極高精度進行獨立控光,將 AI 畫面調整的判斷精準呈現。

一般智慧電視、AI 電視、搭載 True RGB 的 AI 電視差在哪?

跳脫複雜的規格參數,一次搞懂三代智慧電視有何不同。簡單來說,一般 AI 電視可以做到升頻、降噪與場景辨識;搭載 True RGB 的 AI 電視則進一步把 AI 判斷延伸到背光與色彩控制,真實還原亮度、色彩與對比。

一般智慧電視 AI電視 搭載 True RGB 的 AI 電視
核心定位 解決「連網與內容獲取」 解決「基礎畫面自動優化」 解決「極致高階畫質精準執行」
畫質處理能力 支援基本的數位降噪,無法因應訊號源差而改善 具備 AI 升頻技術,能動態辨識場景並優化低解析度影片 結合 XR 認知智慧處理器與硬體優勢,進行深度的 AI 畫面優化
背光技術 傳統常亮背光,容易產生漏光與局部發灰現象 具備區域控光,但演算法與硬體匹配度較為普遍 採用 True RGB 三色獨立背光,控光精準度極高,無溢光與色偏
色彩與亮度表現 色彩表現較為平淡,高亮處易過曝,暗部細節容易丟失 色彩飽和度高,但有時因演算法過度補償而顯得不夠自然 實現豐富飽和的色彩表現層次,精準還原真實色彩
主要適合情境 看第四台、日常追劇 看 4K 串流,希望電視能自動適應不同影音內容 追求劇院級體驗,喜歡高畫質影音、球賽、遊戲的用戶
跳脫傳統電視容易漏光與發灰的痛點,Sony BRAVIA 9 II 結合旗艦級 XR 認知智慧處理器與 True RGB 背光技術,從底座美學到內在核心,皆為追求劇院級體驗的頂級用戶而生。
跳脫傳統電視容易漏光與發灰的痛點,Sony BRAVIA 9 II 結合旗艦級 XR 認知智慧處理器與 True RGB 背光技術,從底座美學到內在核心,皆為追求劇院級體驗的頂級用戶而生。
圖/ 數位時代

買 AI 電視時,真正該看哪些規格?

當你準備為家裡添購 AI 電視時,除了關心它是否支援智慧語音、刷新率有多高、個人化推薦好不好用之外,以下四個核心 AI 電視功能才是決定長期觀看品質的關鍵指標:

AI 處理器

大腦優劣決定電視表現,挑選時認準旗艦級的 AI 處理器,如 Sony 的 XR 認知智慧處理器,不只單純堆疊算力,而能模擬人類大腦的認知方式,打造身歷其境的畫面真實感。

AI 升頻能力

優秀的 AI 升頻能力應能精準區分「影像噪訊」與「畫面原生紋理」,在去除雜訊的同時保留皮膚毛孔、衣服編織等細節,而非一味抹平。

背光與控光技術

若重視高階畫質,True RGB 可作為判斷 AI 畫質能否精準呈現的重要顯示技術,徹底告別傳統畫面暗部發灰、亮部慘白的通病。

色彩與亮度表現

不能只看標榜的 HDR 規格,更要檢視硬體能否真實呈現。True RGB 能賦予 AI 電視更強悍的畫面執行力,銳利呈現 AI 算出的明暗對比與色彩飽和度。

關於 AI 電視與 True RGB 的常見問答

Q1:AI 電視適合哪些人?
AI 電視適合所有對影音品質有追求的人。不論你是愛看高畫質影音的追劇族、追求畫面流暢不殘影的運動迷、重視高刷新率與低延遲的遊戲玩家,AI 電視都能大幅提升觀影體驗。

Q2:AI 升頻會把影片變成 4K 嗎?
無法完全等同原生 4K,但能讓畫面更接近高解析度的觀看效果。AI 升頻利用比對與像素補插,將原本模糊線條變得銳利清晰,結合 True RGB 的高精細控光後,視覺表現會非常接近 4K 原生畫質。

Q3:買 AI 電視時,只看 AI 處理器夠嗎?
絕對不夠。演算法算出的完美畫面需要顯示硬體來執行,電視的背光技術、控光與色彩管理能力(如 True RGB)同樣重要。軟硬完美結合,才是高畫質的保障。

Q4:AI 電視對看球賽或玩遊戲有什麼差別?
AI 電視能根據不同場景優化畫面表現,觀看球賽時,能動態識別高速移動對象,即時插幀消除動態殘影;玩遊戲時,能自動切換至低延遲模式和強化暗部細節。

Q5:白天和晚上看電視,AI 電視會自動切換不同的畫質設定嗎?
Sony 搭載 True RGB 的 AI 電視內建環境光感測器,能根據環境光線變化動態調節畫面呈現,在白天明亮時自動增亮、晚上變暗時調降亮度並柔化對比,省去手動切換的麻煩。

登入數位時代會員

開啟專屬自己的主題內容,

每日推播重點文章

閱讀會員專屬文章

請先登入數位時代會員

看更多獨享內容

請先登入數位時代會員

開啟收藏文章功能,

請先登入數位時代會員

開啟訂閱文章分類功能,

請先登入數位時代會員

我還不是會員, 註冊去!
追蹤我們
台達電全解讀
© 2026 Business Next Media Corp. All Rights Reserved. 本網站內容未經允許,不得轉載。
106 台北市大安區光復南路102號9樓