半導(dǎo)體IC芯片產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢

過去六十年以來，半導(dǎo)體集成電路（Integrated circuit： IC）芯片的發(fā)明帶動全球科技呈現(xiàn)跳躍式的發(fā)展，大大地改變?nèi)祟惖纳?，更帶來巨大的投資機(jī)會。

Ic芯片——所有科技設(shè)備/裝置的基礎(chǔ)

如今，生活中的科技裝置幾乎均以半導(dǎo)體芯片為基礎(chǔ)，藉由可編輯應(yīng)用程控，執(zhí)行多樣化的功能。半導(dǎo)體的應(yīng)用層面遍及智能型手機(jī)、汽車、網(wǎng)絡(luò)、云端數(shù)據(jù)、工業(yè)自動化、智能家庭與各式消費(fèi)性電子產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)端對于半導(dǎo)體關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展與零組件供應(yīng)的需求與日俱增，帶動整體潛在市場穩(wěn)定擴(kuò)張

半導(dǎo)體發(fā)展的投資焦點(diǎn) - IC設(shè)計與晶圓代工

過去半世紀(jì)的數(shù)字化浪潮下，半導(dǎo)體業(yè)的投資主要聚焦于產(chǎn)業(yè)鏈上游，其中包括IC芯片設(shè)計和晶圓代工公司；相關(guān)企業(yè)主要致力于CPU、GPU、電源管理、頻率切換、現(xiàn)場可程序化邏輯閘陣列（Field programmable Gate Array：FPGA）、邏輯IC、類比通信以及存儲器和無線射頻混合信號芯片的設(shè)計和開發(fā)。

隨著IC技術(shù)進(jìn)步，人們更加依賴各種連接裝置與物聯(lián)網(wǎng)（IOT）應(yīng)用，使半導(dǎo)體IC芯片成為數(shù)字化趨勢下的關(guān)鍵支柱，讓位居最上游的全球IC設(shè)計公司長期維持穩(wěn)健的收入和利潤；也為半導(dǎo)體設(shè)備制造商創(chuàng)造有利的經(jīng)營環(huán)境，整體前景持續(xù)看好。

晶圓代工和光刻技術(shù) ——半導(dǎo)體的核心

然而，僅有IC設(shè)計技術(shù)進(jìn)步是不夠的，晶圓代工廠和IC設(shè)計公司的密切合作才能帶動整體產(chǎn)業(yè)持續(xù)創(chuàng)新。90年代中期以來，晶圓代工技術(shù)持續(xù)突破，晶圓中IC芯片的電路間隙一直在縮小，從1997年的250奈米(nm；十億分之一公尺)一路縮小到目前最新的7~10奈米制程技術(shù)。當(dāng)電路間隙縮小，一個芯片中就能包含更多的晶體管，不僅能消耗較少的電力，還能提供更多功能，芯片的處理速度也會更快。

簡單來說，隨著奈米制程技術(shù)進(jìn)步，單一設(shè)備內(nèi)部就能有更多芯片組，讓裝置具備更多功能與更高效率。

目前，晶圓代工業(yè)者也正在積極投入極紫外光刻技術(shù)（Extreme Ultra-Violet：EUV）發(fā)展，這是半導(dǎo)體芯片的新架構(gòu)，可望在晶圓代工、邏輯IC和存儲器 （DRAM／NAND）制造方面取得突破，帶動制程技術(shù)超越10nm門檻，并且能以較低的成本簡化生產(chǎn)流程。

展望半導(dǎo)體ic芯片產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展趨勢，以下5大領(lǐng)域的應(yīng)用值得關(guān)注！

1. 物聯(lián)網(wǎng)（IOT）平臺和連接

在物聯(lián)網(wǎng)滲透率不斷提高下，人工智能（AI）、第5代行動通訊（5G）、云端運(yùn)算、工業(yè)自動化、智能汽車和數(shù)據(jù)分析的需求都在推動半導(dǎo)體行業(yè)的成長。

加上物聯(lián)網(wǎng)需求長期可望穩(wěn)定成長，勢必進(jìn)一步增加對數(shù)據(jù)儲存和處理能力的需求，加強(qiáng)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的成長。

2. 智能汽車

汽車工業(yè)的重心已經(jīng)從單純制造發(fā)展到安裝、整合各式電子零組件，借以提升性能、效率、安全性和舒適性。目前的汽車創(chuàng)新主要由電子功能驅(qū)動，而不是機(jī)械驅(qū)動。在80年代，電子零組件僅占汽車制造總成本10％；如今，每輛汽車的電子零組件總成本已上升至約40％；隨著汽車制造商爭相加入更復(fù)雜的零組件和功能，預(yù)計到2030年占比將達(dá)50％ 。

2014年以來，全球轎車的年銷量一直維持于6,500~7,000萬輛，且未來數(shù)年整體銷量仍可能持平。盡管如此，電子零組件的應(yīng)用發(fā)展仍帶動車內(nèi)半導(dǎo)體組件使用量激增，車用IC的整體潛在市場近年已明顯擴(kuò)大；世界一流的IC設(shè)計公司在汽車芯片的收入也呈現(xiàn)大幅成長。

廣州九芯電子認(rèn)為這股成長趨勢仍處于起步階段，且具有龐大的發(fā)展?jié)摿?。因為先進(jìn)電子元件在汽車上的使用仍處于早期階段，車輛中還有許多元件尚待更換。例如借助基于IC的微控制器、傳感器、離散電源管理、邏輯和被動芯片，可以修改或優(yōu)化諸如車道校正、導(dǎo)航、事件數(shù)據(jù)記錄、再生煞車、穩(wěn)定性控制、駕駛警覺性監(jiān)視和變速箱控制等功能。

3. AI和5G

具有AI功能的芯片將在機(jī)器學(xué)習(xí)、醫(yī)療保健、安全性、高性能運(yùn)算和數(shù)據(jù)分析各領(lǐng)域的需求推動下，進(jìn)一步帶動半導(dǎo)體業(yè)的成長。2020年后，整個潛在市場規(guī)模預(yù)計將超過1,200億美元。5G技術(shù)盡管剛起步，但5G具備更高的數(shù)據(jù)運(yùn)算效率、較低的延遲、更大的網(wǎng)絡(luò)容量以及通訊和連接效率等多重優(yōu)勢。至2025年，全球5G連接總數(shù)預(yù)計將超過10億，覆蓋全球三分之一的人口居住的地區(qū)。綜上所述，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接預(yù)計到2030年將達(dá)到500億，主要由企業(yè)所主導(dǎo)。

4. 智能型手機(jī) – 更大、更快、更強(qiáng)

隨著設(shè)備變得越來越復(fù)雜，手機(jī)存儲器密度的增加已成為贏得這場戰(zhàn)爭的基本要素。頂級品牌的新手機(jī)每年都擴(kuò)充DRAM和 NAND的使用量。同時，智能型手機(jī)存儲器的潛在市場于2018年攀升到1,600億美元。隨著智能型手機(jī)配備更大的存儲器密度，其他消費(fèi)電子產(chǎn)品也安裝更智能的功能，這都將帶動處理器和存儲器芯片需求的驚人成長。

5. 游戲機(jī) - 對速度的需求

游戲正逐漸成為一種主流愛好，且新游戲以驚人的速度推出。過去20年中，游戲機(jī)處理器經(jīng)歷驚人的發(fā)展。2005年以來，中央和圖形處理器（CPU和GPU）已從50位元大幅成長至250位元以上，而MFLOPS（每秒浮點(diǎn)運(yùn)算百萬次）已增長了五倍，達(dá)到6M。正是IC芯片設(shè)計和晶圓代工技術(shù)的不斷進(jìn)步促進(jìn)了上述這些發(fā)展。

展望下個十年——半導(dǎo)體ic芯片技術(shù)進(jìn)步仍然至關(guān)重要

現(xiàn)在的世界越來越以數(shù)據(jù)驅(qū)動、更加重視整合與相互聯(lián)結(jié)，全球投資人多數(shù)樂觀看待半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資前景，預(yù)期半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)可望持續(xù)進(jìn)步，并應(yīng)用于各產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

審核編輯：湯梓紅