半导体IC芯片产业未来的发展趋势

过去六十年以来，半导体集成电路（Integrated circuit： IC）芯片的发明带动全球科技呈现跳跃式的发展，大大地改变人类的生活，更带来巨大的投资机会。

Ic芯片——所有科技设备/装置的基础

如今，生活中的科技装置几乎均以半导体芯片为基础，藉由可编辑应用程控，执行多样化的功能。半导体的应用层面遍及智能型手机、汽车、网络、云端数据、工业自动化、智能家庭与各式消费性电子产品，产业端对于半导体关键技术发展与零组件供应的需求与日俱增，带动整体潜在市场稳定扩张

半导体发展的投资焦点 - IC设计与晶圆代工

过去半世纪的数字化浪潮下，半导体业的投资主要聚焦于产业链上游，其中包括IC芯片设计和晶圆代工公司；相关企业主要致力于CPU、GPU、电源管理、频率切换、现场可程序化逻辑闸阵列（Field programmable Gate Array：FPGA）、逻辑IC、类比通信以及存储器和无线射频混合信号芯片的设计和开发。

随着IC技术进步，人们更加依赖各种连接装置与物联网（IOT）应用，使半导体IC芯片成为数字化趋势下的关键支柱，让位居最上游的全球IC设计公司长期维持稳健的收入和利润；也为半导体设备制造商创造有利的经营环境，整体前景持续看好。

晶圆代工和光刻技术 ——半导体的核心

然而，仅有IC设计技术进步是不够的，晶圆代工厂和IC设计公司的密切合作才能带动整体产业持续创新。90年代中期以来，晶圆代工技术持续突破，晶圆中IC芯片的电路间隙一直在缩小，从1997年的250奈米(nm；十亿分之一公尺)一路缩小到目前最新的7~10奈米制程技术。当电路间隙缩小，一个芯片中就能包含更多的晶体管，不仅能消耗较少的电力，还能提供更多功能，芯片的处理速度也会更快。

简单来说，随着奈米制程技术进步，单一设备内部就能有更多芯片组，让装置具备更多功能与更高效率。

目前，晶圆代工业者也正在积极投入极紫外光刻技术（Extreme Ultra-Violet：EUV）发展，这是半导体芯片的新架构，可望在晶圆代工、逻辑IC和存储器 （DRAM／NAND）制造方面取得突破，带动制程技术超越10nm门槛，并且能以较低的成本简化生产流程。

展望半导体ic芯片产业未来的发展趋势，以下5大领域的应用值得关注！

1. 物联网（IOT）平台和连接

在物联网渗透率不断提高下，人工智能（AI）、第5代行动通讯（5G）、云端运算、工业自动化、智能汽车和数据分析的需求都在推动半导体行业的成长。

加上物联网需求长期可望稳定成长，势必进一步增加对数据储存和处理能力的需求，加强半导体生态系统的成长。

2. 智能汽车

汽车工业的重心已经从单纯制造发展到安装、整合各式电子零组件，借以提升性能、效率、安全性和舒适性。目前的汽车创新主要由电子功能驱动，而不是机械驱动。在80年代，电子零组件仅占汽车制造总成本10％；如今，每辆汽车的电子零组件总成本已上升至约40％；随着汽车制造商争相加入更复杂的零组件和功能，预计到2030年占比将达50％ 。

2014年以来，全球轿车的年销量一直维持于6,500~7,000万辆，且未来数年整体销量仍可能持平。尽管如此，电子零组件的应用发展仍带动车内半导体组件使用量激增，车用IC的整体潜在市场近年已明显扩大；世界一流的IC设计公司在汽车芯片的收入也呈现大幅成长。

广州九芯电子认为这股成长趋势仍处于起步阶段，且具有庞大的发展潜力。因为先进电子元件在汽车上的使用仍处于早期阶段，车辆中还有许多元件尚待更换。例如借助基于IC的微控制器、传感器、离散电源管理、逻辑和被动芯片，可以修改或优化诸如车道校正、导航、事件数据记录、再生煞车、稳定性控制、驾驶警觉性监视和变速箱控制等功能。

3. AI和5G

具有AI功能的芯片将在机器学习、医疗保健、安全性、高性能运算和数据分析各领域的需求推动下，进一步带动半导体业的成长。2020年后，整个潜在市场规模预计将超过1,200亿美元。5G技术尽管刚起步，但5G具备更高的数据运算效率、较低的延迟、更大的网络容量以及通讯和连接效率等多重优势。至2025年，全球5G连接总数预计将超过10亿，覆盖全球三分之一的人口居住的地区。综上所述，全球物联网设备连接预计到2030年将达到500亿，主要由企业所主导。

4. 智能型手机 – 更大、更快、更强

随着设备变得越来越复杂，手机存储器密度的增加已成为赢得这场战争的基本要素。顶级品牌的新手机每年都扩充DRAM和 NAND的使用量。同时，智能型手机存储器的潜在市场于2018年攀升到1,600亿美元。随着智能型手机配备更大的存储器密度，其他消费电子产品也安装更智能的功能，这都将带动处理器和存储器芯片需求的惊人成长。

5. 游戏机 - 对速度的需求

游戏正逐渐成为一种主流爱好，且新游戏以惊人的速度推出。过去20年中，游戏机处理器经历惊人的发展。2005年以来，中央和图形处理器（CPU和GPU）已从50位元大幅成长至250位元以上，而MFLOPS（每秒浮点运算百万次）已增长了五倍，达到6M。正是IC芯片设计和晶圆代工技术的不断进步促进了上述这些发展。

展望下个十年——半导体ic芯片技术进步仍然至关重要

现在的世界越来越以数据驱动、更加重视整合与相互联结，全球投资人多数乐观看待半导体产业的投资前景，预期半导体相关技术可望持续进步，并应用于各产业发展。

审核编辑：汤梓红