TrendForce針對2023年科技產業發展,發布十大科技產業脈動

【財訊快報/記者李純君報導】市場研究機構TrendForce針對2023年科技產業發展,整理十大科技產業脈動,其中在半導體領域,主要有,其一,晶圓代工先進製程步入電晶體結構轉換期,成熟製程聚焦特殊製程多元發展,第二,深耕車用IC設計為趨勢,第三類半導體則嶄露頭角,以及DRAM記憶體新世代逐漸成形,NAND Flash加速200層以上技術發展。 首先在晶圓代工部分,先進製程步入電晶體結構轉換期,成熟製程聚焦特殊製程多元發展。純晶圓代工廠製程由16奈米開始從平面式電晶體結構(Planar Transistor)進入FinFET世代,發展至7奈米製程導入EUV微影技術後,FinFET結構自3奈米開始面臨物理極限。先進製程兩大龍頭自此出現分歧,TSMC延續FinFET結構於2022下半年量產3奈米產品,預計2023上半年正式產出問世,並逐季提升量產規模,2023年產品包含PC CPU及智慧型手機SoC等。

而Samsung由3奈米開始導入基於GAAFET的MBCFET架構(Multi-Bridge Channel Field-Effect Transistor),於2022年正式量產,初代產品為加密貨幣挖礦晶片,2023年將致力於第二代3奈米製程,目標量產智慧型手機SoC。兩者3nm量產初期皆仍集中在對提高效能、降低功耗、縮小晶片面積等有較高要求的高效能運算和智慧型手機平台。

成熟製程如28奈米及以上方面,晶圓代工業者聚焦特殊製程多角化發展,由邏輯製程衍伸出包括HV(High Voltage)、Analog、Mix-signal、eNVM、BCD、RF等技術平台,用以專業化生產智慧型手機、消費性電子、高效能運算、車用、工業控制等領域所需周邊IC,如電源管理IC、驅動IC、微控制器(MCU)、RF(Radio Frequency)等,在5G通訊、高效能運算、新能源車與車用電子等半導體特殊元件消耗增加趨勢下,亟需仰賴多元特殊製程支持,使其更專精於達到各領域所需之特殊用途。

此外,深耕車用IC設計為趨勢,而第三類半導體也嶄露頭角。全球汽車產業朝C-A-S-E趨勢前進,帶動車用半導體強勁需求,車用半導體主要分為IDM與Fabless兩大類別。IDM身為傳統車用晶片供應商,在各類ECU的布局相當完整,並逐漸從傳統分散式架構演進為域控制器(Domain Control Unit,DCU)與區域控制器(Zone Control Unit,ZCU)架構;而Fabless則持續深耕車用高效能運算領域,發展車載資通訊系統與處理自駕運算的SoC。

伴隨汽車功能複雜化,驅使ECU中的32-Bit MCU躍升為市場主流規格,2023年其滲透率將超過60%,產值達74億美元,並將朝向28奈米(含)以下製程發展。此外,自駕車需具備高效能運算AI SoC,持續朝5奈米(含)以下先進製程開發、算力將達到1,000 TOPS邁進,與MCU等晶片共同加速全球汽車產業升級。

隨著800V汽車電驅系統、高壓直流充電樁、高效綠色資料中心等領域的快速興起,SiC、GaN功率元件已進入高速發展階段。TrendForce預估2022到2026年SiC、GaN功率元件市場規模年複合增長率將分別達到35%與61%。而當電動汽車對於快速補能以及更為優越的動力性能需求愈加迫切之後,預計2023年將有更多車企提前將SiC技術引入主逆變器,其中高可靠性、高性能、低成本SiC MOSFET作為競逐關鍵點。

GaN於低功率消費電子應用則已進入紅海市場,三星在2022年推出了首款45W GaN快速充電器,再度提振了市場熱情。而隨著技術、供應鏈不斷成熟以及成本下降,GaN功率元件正朝著中大功率儲能、資料中心、戶用微型逆變器、通訊基站以及汽車等領域拓展。其中,在歐盟鈦金級能效要求和中國東數西算工程背景下,資料中心電源和伺服器製造商已深切意識到GaN技術重要性,預計2023年GaN功率元件將大規模釋放至此。

最後則是DRAM記憶體新世代逐漸成形,以及NAND Flash加速200層以上技術發展。DRAM方面,伴隨疫情帶動企業數位轉型加速,除了伺服器出貨更聚焦於資料中心外,也讓新型態的記憶體模組開始聚攏,其中尤以CXL 規範的模組為主。由於伺服器系統的插槽數量有限,因此透過CXL的採用使整機高速運算時能夠避開該限制,增加可支援系統運用的DRAM數量。2023年server CPU如Intel Sapphire Rapids與AMD Genoa不但將支援CXL 1.0,以及DRAM模組將採用DDR5,再者,為了使AI與ML(Machine Learning)的運算有效運行,部分server GPU也將導入新一代的HBM3規格,因此在記憶體廠商與多家主晶片提供者的規劃下,新一代記憶體世代已經逐漸形成,期望在2023年陸續斬獲市場。

NAND Flash方面,2023年堆疊層數加速,預計將有四家供應商邁向200層以上技術,甚至部分廠商也將量產PLC(Penta Level Cell),期望在單位成長進一步優化下,有機會取代HDD在伺服器上的應用。在SSD傳輸介面上,2023年隨著Intel Sapphire Rapids及AMD Genoa的量產,enterprise SSD介面將進一步提升至PCIe 5.0,而傳輸速度更可達32GT/s,用以AI/ML等高速運算需求,也有助於enterprise SSD平均搭載容量的快速提升。