世界半導體貿易統計組織(WSTS) 發布2022年8月最新半導體市場預測,由于消費性電子終端需求疲弱,導致記憶體價格下跌、產值縮水,加上記憶體市場成長動能趨緩,預估今年全球半導體市場成長率將由原來的16.3%下修至13.9%,市場規模達6,332.38億美元,較原先預期的6,464.56億美元調降2.0%。2023年市場成長率則自5.1%下修至4.6%,市場規模達6,623.6億美元,較原先預期的6,796.5億美元調降2.5%,雖然如此,今、明總體市場規模仍將續創新高。
隨著動態隨機存取記憶體(DRAM)及儲存型快閃記憶體(NAND Flash)供給過剩,價格走跌,今年下半年價格恐將持續走跌,因此,WSTS原本預估今年全球記憶體市場產值年增率達18.7%,明年再成長3.4%,大幅下修今年全球記憶體市場產值年增率為8.2%,明年下修至0.6%。這波預測修正也包含微處理器(MPU)、微控制器(MCU)等微元件市場成長率,由原先預期的11.4%下修至5.9%,明年成長率由5.3%調降至3.6%。不過,WSTS卻反向調升模擬元件2022年市場年增率,由19.2%上修至21.9%,明年成長率則由5.7%上修至6.4%。
WSTS表示,今年半導體市場仍有機會超過6,000億美元(約合新臺幣17.8兆元)。主要類型芯片多出現雙位數年成長,其中,邏輯IC產值可望成長約24.1%,模擬IC成長約21.9%,感測器成長約16.6%,光電子成長約0.2%。以地區來看,亞太地區預計成長10.5%、美洲23.5%、歐洲14%、日本14.2%。
IC Insights則預估,隨著5G手機出貨量增加,相關基礎設施到位,2022年通訊產業將占模擬IC銷售的最大部份,其中,無線通訊應用將占整體模擬通訊領域銷售額的91%,有線通訊應用則占9%。由于手機、筆電及各類行動裝置的電池供電系統都需要這類芯片調節電源,避免裝置運作時溫度過熱,同時延長電池壽命,加上這些芯片還具有通訊介面、顯示器背光等調節功能,市場整體需求仍相當大。
混合模擬數位IC當道,模擬芯片市場的「4個最」
IC市場又可分為四大產品別:模擬、邏輯、記憶體和微型元件,近兩年芯片短缺潮中最短缺的是模擬和電源管理芯片。工研院電子與光電系統研究所所長張世杰指出,如今已經沒有純粹的數位IC或模擬IC,多是混和模擬數位IC,但還是存在純粹的記憶體IC,如Flash、Dram,只能區分數位導向設計IC,以制程微縮達到面積、速度、功耗優化等效益,也包含時脈、傳輸、電源調控等大量模擬電路;非數位導向設計IC(模擬IC)則特別要求高精度、低雜訊等品質,也會借重大量數位電路以達演算法校正。
張世杰進一步說明,目前工業應用上多為「少量多樣高規」,是典型模擬芯片市場。「高規」指的是具備精確度、大電壓范圍、極高速(射頻)、極低功耗、低雜訊等特性。隨著智能制造每年以10%的年復合成長率發展,工業應用成為「最需要」模擬芯片的市場。由于各式機臺具有獨特的智能制造規格與特性,加上少量多樣制程要求,勢必帶動芯片需求與成長性。
汽車產業中以半導體為主的先進駕駛輔助系統(ADAS)未來5年有20%的年復合成長率;電動車每年則以2%的滲透率持續成長;車用芯片年產值約600億美元,具有10%年復合成長率的實力,所以電動車是「最具成長性」的市場。以成長快速的電動車為例,一臺電動車保守估計需要500-1,500顆芯片,甚至福特Focus新款電動車需要高達3,000顆芯片。隨著電動車需求量逐年攀升,勢必帶動電池、開關、控制電路、雷達、光達等感測需求,以及一系列芯片的成長性。
通訊領域每年有15億支手機需求,市場規模穩定,約可造就300億美元的模擬(射頻前端、電源)芯片產值,也是「最穩定」的市場;PC/NB類市場每年約有3億臺出貨量,隨著新IO規格的推出,周邊產品的模擬芯片需求上看100億美元,稱得上是「最小兵立大功」的市場。
此外,低軌衛星大量布署并持續快速增加,地面應用多元擴展,從現今的固定式地面站,逐步擴展到車載、個人裝置到衛星IoT裝置,隨著地面接收站愈來愈多,不論是車載或個人裝置都需要模擬芯片,潛力無限,值得關注。
10大模擬芯片供應商占據半壁江山
模擬芯片進入門檻高,似乎全是IDM廠的天下。IC Insights 發布的前10大模擬芯片供應商銷售額、市占率排行,2020年與2021年相差不大,前三名為德儀(TI)、亞德諾(ADI)、思佳訊(Skyworks)。
德儀(TI)2020年模擬芯片占事業比重的75%,銷售額達108.86億美元,年增9%,市占率達19%,其中,約有一半制程為12吋晶圓。德儀已于美國德州謝爾曼(Sherman)興建全新12吋(300mm)半導體晶圓廠,預計2025年投產,新的晶圓廠將加入現有12吋晶圓廠陣營,包含位于德州達拉斯(Dallas)的DMOS6、德州理查森(Richardson)的RFAB1及RFAB2;位于猶他州李海(Lehi)的LFAB預計2023年初投產。
亞德諾(ADI)市占約9%,2017年并購Linear后,取得電流感測器、云端用高電流等新市場,營收比重以工業為主(約53%),其次是通訊(約21%)、汽車(約14%),及消費性電子(約11%)。思佳訊(Skyworks)受惠于無線通訊產品需求成長,以及5G、Wi-Fi 6技術升級,市占率達7%。
歐洲三大供應商英飛凌(Infineon)、意法半導體(ST)、恩智浦(NXP)2020年全球市占率合計17%,其中,英飛凌受惠于汽車、電源等感測器需求升溫,表現優于意法半導體及恩智浦。至于美信(Maxim)已被亞德諾(ADI)收購。
安森美(ONSemi)在功率半導體的發展僅次于英飛凌(Infineon)與德儀(TI),產品包含功率元件、感測器及電源管理,終端應用則涵蓋車用、醫療、消費性電子、工業、通訊與云端等領域,又以汽車(約37%)為大宗,工業次之(約28%)。微芯片科技(Microchip) 產品主要應用于汽車、軍事、航太、通訊、電腦、制造業及消費性電子等領域。日本IDM大廠瑞薩電子(Renesas)2021年起維持晶圓廠輕減(fab-light)策略,擴大委外代工,以提高微控制器(MCU)及功率半導體的供貨能力,希望2023年前將MCU供貨量提高50%。
Gartner統計,2020年全球車用半導體總產值約374億美元(約合新臺幣1.05兆元),其中,英飛凌、恩智浦、瑞薩、德儀及意法半導體等5大IDM即占43%,尤其英飛凌市占率達11.6%,為車用半導體龍頭。
張世杰觀察,模擬芯片全球前10大IDM公司都有母國強大應用體系支撐,如美系-國防工業,歐、日系-汽車工業。美系廠在太空、軍工產業支持下,在規格、操作環境上極致發展,并將產品輸出管制,保持自身優勢及對下游的引響力。
歐日系廠運用自身強大的汽車產業能量,從開發導入到安全法規,排除外來競爭,也累積芯片開發至整車系統工程的能量。不過,模擬芯片重視規格,從制程、設計、構裝必須偕同優化,驗測也需借重自測程序,IDM一定程度上必須垂直整合,以韓國為例,韓國現代汽車(HYUNDAI)全球成長快速,逐步復制歐日車用IC策略。
展望2022年下半年或2023年,模擬芯片的未來趨勢還可以觀察哪些指標?
張世杰指出,近期超微半導體(AMD)市值已超越龍頭英特爾(Intel),AMD的成功引出新的機會點,代表在摩爾定律推進下,還有其他多元進展方案有待發掘與挑戰,多芯片異質整合有機會在性能及成本上找出甜蜜點。模擬芯片是以規格導向,不追隨摩爾定律,過往都和數位芯片做出明確的產品區隔,「透過異質整合,可以將多樣態芯片整合,做到系統及封裝單元,這將是未來的產品趨勢。」
此外,世界級的芯片廠商如蘋果(Apple)、超微、英特爾、高通(Qualcomm)、聯發科技(MTK)等已透過各式垂直、水平排放整合多芯片以進行高效能運算,未來可密切注意這些大廠的發展動態,隨時掌握電源管理IC(PMIC)、IO芯片(IOIC)的最新整合進程。
審核編輯 :李倩
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原文標題:模擬芯片的現在與未來
文章出處:【微信號:wc_ysj,微信公眾號:旺材芯片】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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