物聯(lián)網(wǎng)浪潮來(lái)襲 半導體迎接新市場(chǎng)

　　根據市場(chǎng)研究機構IC Insights研究，2015年至2019年，物聯(lián)網(wǎng)應用系統營(yíng)收將翻兩倍，至2019年可達1,245億美元市場(chǎng)規模，物聯(lián)網(wǎng)的新連結數于2019年將達到30.54億個(gè)。

　　不過(guò)，對于半導體產(chǎn)業(yè)而言，物聯(lián)網(wǎng)浪潮驅動(dòng)的不僅是大量的消費性電子元件與網(wǎng)路連結，同時(shí)也促使處理器、資料中心及行動(dòng)裝置的資訊運算能力越來(lái)越強大，這就仰賴(lài)相關(guān)先進(jìn)及特殊制程技術(shù)的持續精進(jìn)，才能實(shí)現所需的運算處理能力、連結性、超低耗電、多樣感應器以及先進(jìn)封裝的系統級整合等，而這些新出現的需求將大力帶動(dòng)半導體市場(chǎng)成長(cháng)。

　　根據IC Insights預估，至2019年，物聯(lián)網(wǎng)IC銷(xiāo)售額可達194.36億美元，2015至2019這4年間的平均復合成長(cháng)率達到15.9%。其中，物聯(lián)網(wǎng)應用將加速光電、感應器、致動(dòng)器和離散半導體元件強勁的成長(cháng)，預計于2015年銷(xiāo)售額可達46.21億美元，至2019年銷(xiāo)售額更是成長(cháng)至116.47億美元，這4年的平均復合成長(cháng)率達到26%。

　　其次，成長(cháng)力道也同樣強勁的是微控制器(MCU)與單晶片處理器，未來(lái)4年平均復合成長(cháng)率達到22.3%。接下來(lái)，記憶體相關(guān)銷(xiāo)售額復合成長(cháng)率為19.8%，特定應用標準產(chǎn)品IC為16.4%，類(lèi)比IC為12.7%。

　　隨著(zhù)智慧型手機成長(cháng)趨緩，物聯(lián)網(wǎng)成為驅動(dòng)半導體市場(chǎng)成長(cháng)的下一波力道，許多國際知名半導體大廠(chǎng)早已積極布局。臺積電做為晶圓代工廠(chǎng)，矢志要打造物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)供應鏈。臺積電與聯(lián)發(fā)科的合作就是成果之一。

　　臺積電與聯(lián)發(fā)科的合作，是利用臺積電的55奈米超低功耗技術(shù)生產(chǎn)聯(lián)發(fā)科的MT2523 系列產(chǎn)品，此系列產(chǎn)品是聯(lián)發(fā)科專(zhuān)為運動(dòng)及健身用智慧手表所設計的解決方案，也是全球首款高度整合GPS、雙模低功耗藍牙，同時(shí)支持高解析度MIPI顯示螢幕的系統級封裝(SiP)晶片解決方案。

　　在此合作案中，臺積電提供55奈米超低耗電制程(55ULP)、40 奈米超低耗電制程(40ULP)、28奈米高效能精簡(jiǎn)型強效版制程(28HPC+)、以及16奈米FinFET強效版制程(16FF+)，這些制程適合用于各種具有節能效益的智慧型物聯(lián)網(wǎng)及穿戴式產(chǎn)品，主要訴求就是物聯(lián)網(wǎng)晶片設計強調的的超低功率。

　　此外，在制程技術(shù)方面始終維持領(lǐng)先地位的臺積電，預計也將以10/7奈米制程進(jìn)攻新市場(chǎng)，包括先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)等車(chē)聯(lián)網(wǎng)晶片，以及即將在未來(lái)幾年蔚為主流的物聯(lián)網(wǎng)應用晶片等。

　　八寸晶圓及特殊制程 重獲市場(chǎng)商機

　　整體來(lái)看，除了某些物聯(lián)網(wǎng)晶片需采用高階半導體制程技術(shù)外，值得注意的是，物聯(lián)網(wǎng)帶起的感測器需求，也讓8寸晶圓廠(chǎng)重新受到重視，其中原因何在?根據國際半導體設備材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì )(SEMI)的報告，物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的大量感測器需求中，有不少晶片會(huì )使用大于90奈米的制程生產(chǎn)，這促使不少現有8寸廠(chǎng)提出擴產(chǎn)計畫(huà)，甚至全球各地有多座新建8寸晶圓廠(chǎng)出現。

　　SEMI預估全球8寸晶圓產(chǎn)能到2018年時(shí)，將成長(cháng)到每月543萬(wàn)片，回到相當于2006年的水準，且屆時(shí)晶圓代工廠(chǎng)將擁有全球43%的8寸晶圓產(chǎn)能，較2006年時(shí)增加14個(gè)百分點(diǎn)。

　　此外，物聯(lián)網(wǎng)裝置所需的低功耗微控制器、無(wú)線(xiàn)電頻率通信、面板驅動(dòng)、觸控、功率器件及感測器等，大多也不需以尖端制程生產(chǎn)，甚至有些產(chǎn)品需采用特殊制程技術(shù)，因此也為擁有特殊制程能力的業(yè)者辟出一片新天地，例如，砷化鎵PA的崛起就是很的例子。

　　PA的主要功能是將訊號放大，在物聯(lián)網(wǎng)講求高速數據傳輸極低功耗的訴求推動(dòng)下，具有高頻、高效率、低雜訊、低耗電等特點(diǎn)的砷化鎵PA，較 CMOS PA更適合用于物聯(lián)網(wǎng)，且隨著(zhù) SiP(系統級封裝)的成熟，SIP PA的封裝體積能進(jìn)一步縮小，因此可以預期隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)普及，相關(guān)PA的市場(chǎng)規模將更形擴大，這也就讓擁有砷化鎵制程能力的業(yè)者獲得商機。

　　符合少量多樣特性 迷你晶圓廠(chǎng)現身

　　此外，物聯(lián)網(wǎng)的崛起，還可能促成另一個(gè)與現今半導體制程設備更大、更貴相左的趨勢。鎖定物聯(lián)網(wǎng)對于小量、多樣感測器的需求，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省結合 140間日本企業(yè)、團體聯(lián)合開(kāi)發(fā)出新世代制造系統，這是一個(gè)“迷你晶圓廠(chǎng)”(Minimal Fab)。

　　“迷你晶圓廠(chǎng)”起價(jià)僅5億日圓(1.7 億元臺幣)。這個(gè)迷你晶圓廠(chǎng)的開(kāi)發(fā)目標是希望透過(guò)成本與技術(shù)門(mén)檻的大幅降低，讓汽車(chē)與家電廠(chǎng)商能自己生產(chǎn)所需的半導體及感測器?！懊阅憔A廠(chǎng)”所需的最小建置面積約是兩座網(wǎng)球場(chǎng)，僅是一座12寸晶圓廠(chǎng)的百分之一。產(chǎn)線(xiàn)中的機臺大小約與飲料自動(dòng)販賣(mài)機差不多，這些機臺分別具備洗凈、加熱、曝光等功能。

　　為何“迷你晶圓廠(chǎng)”能夠如此低價(jià)、體積為何能縮小?主因是去除了無(wú)塵室需求，轉而采用局部無(wú)塵化的關(guān)鍵技術(shù)，并將此成果制出特殊運輸系統“Minimal Shuttle”，利用電磁鐵控制開(kāi)關(guān)來(lái)阻止灰塵進(jìn)入。另一個(gè)原因則是不使用光罩，如此就能大幅降低成本。迷你晶圓廠(chǎng)的概念著(zhù)眼于物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代需要的是多種少量的生產(chǎn)系統，要處理的晶圓大約直徑0.5英寸即可，晶圓很小，生產(chǎn)裝置當然也可以跟著(zhù)縮小。

　　據了解，在這個(gè)迷你晶圓廠(chǎng)中，晶片從晶圓上切割下來(lái)的尺寸大約1平方公分左右?！懊阅憔A廠(chǎng)”的年產(chǎn)量大約是50萬(wàn)個(gè)，一般的12寸晶圓廠(chǎng)則是兩億個(gè)。目前“迷你晶圓廠(chǎng)”的半導體前段制程設備已大致研發(fā)完畢并開(kāi)始販售。預計2018年以前，切割晶片功能與封裝等的后段制程設備也會(huì )開(kāi)發(fā)完成。

　　與電腦、手機市場(chǎng)強調的標準化、大量生產(chǎn)不同，物聯(lián)網(wǎng)的應用極為發(fā)散，這也使得半導體業(yè)者必須考量物聯(lián)網(wǎng)應用的多樣少量特性，進(jìn)而擬定出符合未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的開(kāi)發(fā)及市場(chǎng)策略，如此才能隨著(zhù)新浪潮攀上另一產(chǎn)業(yè)高峰。