摘要
美國白宮於2021年6月發布了百日供應鏈檢視報告,針對美國半導體產業所面臨的風險進行分析並提出半導體供應鏈發展的策略建議,強調建置跨國、具韌性半導體供應鏈的重要性。在此方針引導下,美國積極與日本、南韓舉行高層雙邊會談,並啟動多項半導體供應鏈的合作,也結合南韓、日本與台灣等盟友力量,以確保在高階晶片技術領先與韌性穩定的半導體供應體系。而為解決成熟製程結構性產能不足與晶片短缺問題,加速晶圓建廠熱潮與擴大資本支出的背景下,未來也牽動先進與成熟邏輯晶片產業版圖變化。
國際大廠自研晶片方面,鑑於國際間突發事件頻傳、COVID-19疫情導致的供應鏈短鏈與斷鏈危機,國際大廠包含蘋果、特斯拉、亞馬遜、阿里巴巴等為鞏固自家供應鏈的穩定性,紛紛朝向「自己研發設計晶片」的領域發展。
國際大廠新興布局方面,5G智慧型手機換機需求以及工作、教育和娛樂等遠距需求,扭轉因美中關係、疫情影響的主要資通訊產品市場表現,並可望帶動半導體市場持續成長。鑒於5G普及、遠距雲端等應用情境的成熟,資通訊科技也將快速推展數位化趨勢並讓半導體融入於全球各產業,推動AI、IoT等新興領域的發展。其中晶片大廠發展方向將為引領未來新興領域發展的重要領導力量之一。
隨著車聯網及先進駕駛輔助系統等主動安全駕駛技術趨於成熟,各晶片大廠紛紛投入相關晶片研發,且由於汽車產業特殊的供應鏈生態及高安全可靠度要求,晶片大廠多與傳統大型汽車製造商合作,建構自有技術與生態系統更成為共同重要策略。
物聯網技術的快速進展,帶動了網路、感測裝置與資料科學的整合,也為智慧醫療領域注入了新的動能。智慧醫療解決方案整合了包括雲端、遠距、大數據及機器學習等不同技術,已經被高度應用於臨床輔助診療、行動照護以及偏遠地區或居家病患監測服務等不同需求。在此趨勢下,晶片大廠紛紛投入,企圖開發出具規模的應用需求,帶動晶片的發展。
5G、AI、雲端運算等高效運算需求的持續增加,驅動半導體先進製程的發展。在半導體微縮技術難度與研發成本不斷提高下,半導體先進製程逐漸成為被少數IC製造廠壟斷的技術,也驅動了台積電、Samsung與Intel等大廠近年在先進製程的競逐。
半導體產業新創投資方面,在經濟發展遲滯之下,新創公司基於其技術研發能力、靈活變動能力,成為全球產業創新發展的主要驅動力。在半導體產業中,新創公司聚焦於IC設計相關技術與應用發展,晶片大廠紛紛透過企業創投積極投資新創公司,以換取新創公司未來之技術能量或產品獲利,而聚焦重點為資料分析、人工智慧、邊緣運算、物聯網等技術以及資料中心平台、資訊安全、自駕車、智慧醫療等應用。
近年來因應人工智慧技術與應用快速發展,資料中心與邊緣伺服器的各類型運算需求持續增長。隨著不同的人工智慧演算法的發展,新興晶片技術與應用服務相關的新創公司蓬勃發展。具主導地位的半導體晶片大廠除深耕本身研發方向外,也積極選擇具潛力的晶片技術與應用進行投資,作為提升技術能量或擴大產品應用範圍的儲備。
創新創業氛圍的興起,帶動新創投資環境的蓬勃發展,不論是政府端、企業端抑或是專責的創投機構均紛紛藉由不同的資金投入方式,支持產業創新動能。在全球占據重要產業地位的台灣半導體產業無疑是投資者資金投入的一大標的,而台灣半導體廠商亦透過創新投資追求企業外部創新。
- 前言 I
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VIII
第一章 半導體產業與政經環境影響分析 1
一、 美中角力下邏輯晶片產業版圖變化 1
二、 美國推動跨國半導體供應鏈合作之影響 12
第二章 半導體國際大廠動態分析 23
一、 國際大廠發展自研晶片之意涵分析 23
二、 晶片大廠布局新興領域動態趨勢 39
三、 從Intel擴產布局分析半導體產業發展動態 48
四、 從Intel半導體技術發展分析產業競合態勢 54
五、 AMD Chiplet晶片發展重點分析 63
六、 國際IC設計大廠QUALCOMM發展動態分析 70
七、 從台積電海外設廠看日本半導體廠商布局動態 89
第三章 從新興應用看晶片大廠布局 101
一、 智慧車應用晶片大廠布局分析 101
二、 智慧醫療應用晶片大廠布局分析 119
三、 高效運算需求驅動半導體先進製程的競逐 134
四、 半導體在人體監測與強化之新興應用 140
第四章 半導體產業新創投資發展趨勢分析 165
一、 全球新創投資發展與半導體新創投資趨勢 165
二、 半導體晶片大廠新創投資重點與趨勢分析 182
三、 台灣半導體產業創新創業發展分析 199
附錄 218
一、 英文名詞縮寫對照表 218
二、 中英文名詞對照表 220
- 圖1 1 美國白宮檢視半導體供應鏈風險評估 3
圖1 2 全球半導體晶片各技術節點產能分布 7
圖1 3 全球晶圓代工營收占比 8
圖1 4 美國半導體供應鏈面臨的風險 14
圖1 5 美國半導體供應鏈發展策略建議 16
圖1 6 美日供應鏈合作重點 18
圖1 7 美韓供應鏈合作重點 19
圖2 1 晶片大廠新興領域業務發展方式與相關合作夥伴 42
圖2 2 從FinFET改採GAA結構的RibbonFET 57
圖2 3 Intel PowerVia將訊號電路與供電電路分離 58
圖2 4 主要IC業者與晶圓代工業者之競合關係 60
圖2 5 AMD的3D chiplet技術說明 64
圖2 6 位元切換時,讓能階本身徐緩變化,以減少能量損失-1 66
圖2 7 位元切換時,讓能階本身徐緩變化,以減少能量損失-2 67
圖2 8 搭配2種基本電路,可實現任意邏輯運算 68
圖2 9 Qualcomm FY2016-FY2021營收變化 71
圖2 10 FY2021 Q4 Qualcomm各細分項目營收及比重 72
圖2 11 FY2019-FY2021 QCT業務項下4大應用營收占比 75
圖2 12 FY2016-FY2021毛利率與淨利率(稅前)變化 76
圖2 13 Snapdragon手機晶片產品發展藍圖 77
圖2 14 7GHz以下頻段ultraBAW射頻濾波器技術 78
圖2 15 聯發科Dimensity 9000規格 85
圖2 16 Sony在CIS領域之布局策略 93
圖2 17 全球車用MCU領導廠商-Renesas布局策略 95
圖2 18 C.A.S.E與AD促使日商調整汽車供應鏈生態 96
圖2 19 Denso以Fabless模式布局下世代車用半導體 98
圖3 1 Mobileye與Moovit共同開發自駕車領域服務 105
圖3 2 NVIDIA DRIVE商業生態體系 111
圖3 3 Snapdragon Ride平台支援領域 113
圖3 4 怡仁醫院採用Intel之智慧醫療解決方案 122
圖3 5 NVIDIA與GE開發的醫學影像成像系統 125
圖3 6 NVIDIA DGX-2超級電腦架構 126
圖3 7 NVIDIA EGX Platform 127
圖3 8 MTK六合一Sensio™ MT6381智慧健康解決方案 129
圖3 9 Qualcomm Life生態體系 131
圖3 10 台積電、Intel、Samsung在先進製程的競逐 137
圖3 11 高密度結構堆疊的發展趨勢 138
圖3 12 植入式儀器用途日廣,市場規模擴大,「大腦」也是應用對象 142
圖3 13 不久後可望實用化之植入式BMI 143
圖3 14 大阪大學研發之低侵入性BMI示意圖 145
圖3 15 重新建構受損之神經系統 148
圖3 16 運用智慧隱形眼鏡感測「眼部」 149
圖3 17 將個人辨識ID等資訊植入人體 151
圖3 18 挑戰解開運動選手大腦謎團 152
圖3 19 分析實際投打球時運動員之大腦功能 153
圖3 20 1、2軍選手擊球時之視線移動不同處 154
圖3 21 應用VR之網球動作調整實驗 155
圖3 22 高手會根據發球動作預測球路 156
圖3 23 緊張不見得會讓臨場表現失常 157
圖3 24 身體活動與大腦可塑性變化之相關性 159
圖3 25 憑藉義肢創下驚人紀錄(8.48公尺) 160
圖3 26 僅限穿戴義肢側出現獨特大腦活動 160
圖3 27 雷姆選手、非運動選手殘障人士及健全跳遠選手膝關節週邊肌肉收縮時大腦活動領域對比 161
圖3 28 殘奧舉重比賽 162
圖3 29 脊髓損傷病患與健全人士之握力穩定性對比 163
圖3 30 調節力道時之健全人士、脊髓完全損傷病患(SCI)大腦分析 164
圖4 1 全球創投資金增長趨勢 166
圖4 2 2011~2020年企業創投對半導體與晶片領域新創之投資 175
圖4 3 2011~2020年企業創投對半導體應用領域新創之投資 177
圖4 4 2016~2020年Intel、Qualcomm與NVIDIA企業創投活動比較 178
圖4 5 2015年至2020年7月台灣早期投資概況 200
圖4 6 2015~2020年7月台灣新創獲投領域分布 201
圖4 7 2015~2020年3月台灣新創投資人占比 202
圖4 8 TTA x SEMI Startup Challenge參與新創團隊 204
圖4 9 聯發科技創投投資企業 206
圖4 10 宏誠創投投資企業 208
圖4 11 合庫創投兩大檔創投基金 210
圖4 12 台杉投資基金投資企業 211
圖4 13 中華開發資本基金類別 213
圖4 14 國發基金投資方案 216
- 表1 1 中國大陸國家大基金一期投資組合與科創板半導體廠商募資情況 6
表1 2 先進邏輯晶片產業結構與主要業者 9
表1 3 成熟邏輯晶片產業結構與主要業者 10
表2 1 端點產品自研晶片盤點 30
表2 2 雲產品自研晶片盤點 33
表2 3 晶片大廠布局新興應用領域動態 41
表2 4 2020年日本半導體廠商營收與晶片產品 91
表2 5 人工智慧與自動駕駛技術驅動下,日本半導體發展轉型趨勢 99
表3 1 EyeQ系列產品演進 103
表3 2 NVIDIA自駕車平台產品 109
表3 3 聯發科車用相關產品 114
表3 4 台積電先進製程規劃與發展 136
表4 1 2016~2020年Intel、Qualcomm、NVIDIA新創投資分類 179
表4 2 2016~2020 Intel Capital投資項目一覽表 183
表4 3 2016~2020 Qualcomm Ventures投資項目一覽表 189
表4 4 2016~2020 NVIDIA GPU Ventures投資項目一覽表 195
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