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TrendForce发布2022年十大科技产业脉动

时间:2021-09-24 作者:TrendForce集邦咨询 阅读:
TrendForce集邦咨询针对2022年科技产业发展,整理十大科技产业脉动。其中包括主动式驱动Micro/Mini LED显示器、手机AMOLED技术工艺再精进与屏下镜头、晶圆代工3纳米技术、DDR5量产……
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全球市场研究机构TrendForce集邦咨询针对2022年科技产业发展,整理十大科技产业脉动:

主动式驱动方案将成为Micro/Mini LED显示器发展趋势

2022年Micro LED技术仍然存在许多瓶颈,以至于整体成本居高不下,但参与Micro LED上中下游厂商依旧热度不减,积极建立Micro LED生产线,在Micro LED自发光显示应用产品方面,电视产品是目前Micro LED显示技术主要开发的产品之一,最主要的原因是电视相较于IT产品其规格门槛较低,有利于Micro LED技术的发展,因此,三星推出110英寸商业型Micro LED被动式驱动方案的显示器后,预估将持续发展88英寸以下家庭用主动式驱动方案的电视,亦即由大型显示商业应用延伸至家庭场景的应用,进而扩展Micro LED整体应用的市场。

Mini LED背光显示应用产品方面,品牌厂商为了增加显示器新亮点,追求百万等级的高对比度,以对比OLED的显示效果,欲提高Mini LED背光灯板上的使用颗数,因此,Mini LED的使用颗数与传统背光LED使用量相比将有10倍以上的成长,而在Mini LED SMT打件到背板上的设备精度及产能相对也需要提升,现下Mini LED背光源以被动式驱动方案为主,未来将朝向主动式驱动方案发展,Mini LED使用量将大幅成长,故SMT打件设备的性能及产能,将成为品牌厂商评断供应链的关键因素之一。

AMOLED技术工艺再精进与屏下镜头革新,再掀手机新风貌

AMOLED在供应增加,以及产能逐渐扩增下,技术逐渐成熟。为保持领先优势,一线厂商仍试图增加更多功能与规格,以提升AMOLED面板的附加价值。首要可以看到持续进化的折叠设计,在轻薄与省电效益上更加优化; 除了过去看到的左右折叠设计外,上下折叠类似Clamshell设计的方式,让产品形态更贴近现行的手机设计,此外, 定价也贴近主流旗舰手机的价格区间,可望带动销售成长。其他折叠形态的尝试,包括多折式与卷轴式, 在不远的将来也可望获得实现,TrendForce集邦咨询预期,折叠手机渗透率在2022年将突破1%,2024年挑战4%。此外,LTPO背板的搭载,将改善在5G传输以及高刷新率规格而衍生的耗电问题,预期将逐步成为旗舰机的标准规格。而经过了两年的开发与调整后,屏下镜头模组终于有机会在众品牌的旗舰手机上陆续亮相,可望实现真正的全屏幕手机。

晶圆代工制程迎来革新,台积电、三星3纳米分别采用FinFET及GAA技术

在半导体制程逐渐逼近物理极限的限制下,芯片发展须透过「晶体管架构的改变」,以及「后段封装技术或材料突破」等方式,以持续达成提高效能、降低功耗及缩小芯片尺寸的目的。在2018年自7纳米制程首度导入EUV微影技术后,2022年晶圆代工制程技术迎来另一大革新,亦即台积电(TSMC)及三星(Samsung)计划于2022下半年发表的3纳米制程节点。前者在3纳米制程选择延续自1X纳米以来所采用的鳍式场效晶体管架构(FinFET),三星则首先导入基于环绕闸极技术(GAA)的MBCFET架构(Multi-Bridge Channel Field-Effect Transistor)。

相较FinFET的三面式包覆,GAA为四面环绕闸极,源极(Source)及汲极(Drain)通道由鳍式立体版状结构改用纳米线(Nanowire)或纳米片(Nanosheet)取代,借以增加闸极(Gate)与通道的接触面积,加强闸极对通道的控制能力,有效减少漏电的现象。从应用别来看,预计于2022下半年量产的3纳米制程首批产品仍主要集中在对提高效能、降低功耗、缩小芯片面积等有较高要求的高效能运算和智能手机平台。

DDR5产品将逐渐进入量产,NAND Flash堆栈技术将超越200层

在DRAM方面,三星(Samsung)、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)将逐渐量产次世代DDR5产品,同时藉着5G手机需求的刺激,持续提升LPDDR5市占。DDR5规格将速度拉至4800Mbps以上,高速度、低功耗的特性可大幅优化运算质量,随着英特尔(Intel)新CPU平台的量产开展,时序上将先在PC平台发表Alder Lake,再发表服务器的Eagle Stream,预估2022年底将达到总位元产出10~15%。制程上,两大韩系供应商陆续量产使用EUV技术的1 alpha 纳米制程产品,市场能见度将在2022年逐季提升。

NAND Flash堆栈层数尚未面临瓶颈;继2021年176层产品量产,2022年将迈向200层以上技术,而单晶片容量仍维持512Gb/1Tb。在储存界面上,2022年PCIe Gen4渗透率在PC消费级市场将出现大幅成长;而在服务器市场随着Intel Eagle Stream的量产,enterprise SSD将进一步升级支援PCIe Gen 5传输,较前一代Gen4传输速率增倍至32GT/s,主流容量也扩增以4/8TB为主,以满足服务器与资料中心高速运算需求,也有助于单机搭载容量在该领域的快速提升。

以服务器市场来看,资料中心弹性的价格策略与服务的多元性,直接驱动近两年企业对于云端应用需求;若以服务器供应链角度分析,这些转变已促使供应链模式由ODM Direct代工逐渐取代传统服务器品牌厂的商业模式,而既有品牌厂业务模式将面临结构性的转换,如提供租赁业务与一站式方案的上云辅助等等。此转变更意味着,企业客户仰赖更为弹性多元的计价方式,与面对大环境不确定性的避险作为。尤其,2020年因疫情更加速了工作方式的转变,与生活型态大幅改变,预期至2022年超大规模资料中心对于服务器的需求占比大约50%;而ODM Direct代工模式将让出货比重成长逾10%。

2022年5G扩大SA网络切片和低延迟应用比例,将进行广泛试验

全球电信运营商积极推出5G独立组网(SA)架构作为支援各式服务所需之核心网络,加快推进主要城市基站建置,以网络切片、边缘运算为基础,使网络服务多元化,提供端到端质量保障。2022年企业需求将推动5G结合大规模物联网(Massive IoT)和关键物联网(Critical IoT)应用,包括更多网络端点连接数据传输,如智能工厂灯光开关、传感器与温度读数等。关键物联网则涵盖智能电网自动化、远端医疗、交通安全与工业控制等,另结合工业4.0案例,提供资产追踪、预测性维护、现场服务管理和优化物流处理。

疫情迫使企业数字化转型、个人生活型态改变,再次凸显5G部署重要性,2022年运营商将透过网络切片功能进行竞争,由于5G专网、openRAN、未授权频谱、毫米波等发展,因而出现多方生态系统,除传统运营商外,更有来自OTT、云、社群媒体、电商业者参与,成为新兴服务提供商。未来运营商将积极建立5G企业应用,如O2参与5G-ENCODE项目,探索工业环境中专用5G网络之新业务模型,及Vodafone和Midlands Future Mobility联盟合作测试自驾车联网。

低轨卫星成全球卫星运营商新战场,3GPP亦首度纳入非地面波通讯

第三代合作伙伴计划(3GPP)首度发布,将于2022年Release 17冻结版本,首度纳入非地面波(NTN;Non-terrestrial Network)通讯,作为3GPP标准一部分,对于移动通讯产业与卫星通讯产业,皆为非常重要里程碑。此前,移动通讯与卫星通讯系为两个独立发展产业,故同时跨足两个产业之上中下游厂商皆相异,然在3GPP纳入NTN后,两者产业链不仅有更多互动合作机会,且有望打造全新产业格局。于低轨卫星积极部署之际,尤以美国SpaceX申请发射数量为最大宗,其他主要卫星运营商包含美国Amazon、英国OneWeb、加拿大Telesat等,全球卫星发射数量以美国营运商持有数最高占全球逾50%;低轨卫星通讯强调讯号覆盖不受地形限制,如山区、海上、沙漠等,且可与移动通讯5G作互补,此亦为3GPP Rel-17制定NTN规划之应用方向,预期2022年全球卫星市场产值将有望受惠提升。

从数字孪生打造元宇宙,智能工厂将为首发场域 

疫后新常态持续推升非接触与数字化转型需求,使物联网在2022年聚焦强化虚实整合系统(Cyber-Physical System;CPS),透过结合5G、边缘运算、AI等工具,从海量数据萃取有价资料加以分析,以达智动自主预测之效。现阶段CPS实例中,数字孪生(Digital Twin)被用于智能制造、智能城市等关键垂直领域,前者可模拟设计测试与生产流程,后者多监控重点资产及决策辅助。在现实环境越趋复杂、更多场域与设备交互影响须考量的趋势下,将促使数字孪生扩大部署范围,若再辅以3D感测、VR/AR等远端作业,物联网技术来年有望以打造全面性的虚拟空间-元宇宙(Metaverse)为发展架构,以期更智能、完整、实时且安全的镜射物理世界,并以智能工厂为首发场域;此亦将带动感测层视觉、声学、环境等信息搜集、平台层AI精准分析算力、以及确保数据可信的区块链等技术革新。

导入AI运算及增加传感器数量,AR/VR力拼全面沉浸式体验

疫情下,改变了人们生活与工作情境,加速企业投入数字化转型的意愿,并尝试导入新科技,因而虚拟会议、AR远端协作、模拟设计等新形态AR/VR应用的采用率也随着提高;另一方面除了游戏应用外,虚拟社群带来的各种远端互动功能也将成为厂商发展AR/VR市场的重要应用。因此在硬件采取低价策略、以及应用情境接受度提高的情况下,2022年AR/VR市场会出现明显的扩张,并促使市场追求更加真实化的AR/VR效果。例如,透过软件工具打造影像更拟真的应用服务,引入AI运算进行辅助,或是搭载更多种类的传感器,以提供更多真实数据转化为虚拟反应,例如眼球追踪功能就成为Oculus、Sony等厂商在未来消费产品上的搭载选项。此外,甚至可以在控制器或穿戴装置等硬件上提供部分触觉反馈效果,以提高使用者的沉浸感。

自动驾驶解决痛点,自动泊车(AVP)将成热门发展功能

自动驾驶技术将以贴近生活面的方式实现,预期符合SAE Leve4的无人自动泊车(AVP)功能,将在2022年开始成为高端车款上配载自动驾驶功能的重要选项,而相关的国际标准也在制定中,对此功能的发展有正面助益。但该功能会因车辆搭载配备而异,产生固定/非固定路线、私人/公开停车格等场景限制,停车场的条件也会影响AVP的可用性,包括标示完整性和联网环境等,执行该功能时人与车的距离则与当地法规有关。由于各车厂的技术路线皆不相同,运算部分可分为由车端进行运算以及由云端运算生成泊车路线,然云端运算需要有良好的联网环境方能执行,故使用上来说车端运算会覆盖更多使用场景,或也会有两者兼具的方案。其他如V2X和高精地图的搭配应用也会影响自动泊车的应用范围,预期仍有多种AVP解决方案同时进行中。

除了持续扩充产能,第三代半导体朝8英寸晶圆及新封装技术发展

在各国将逐步于2025至2050年全面禁售燃油车的趋势下,将加速全球电动车销售与拉抬SiC及GaN元件及模组市占,此外,能源转换需求及5G通讯等终端应用快速增长,驱使第三代半导体市场热度不减,进而带动第三代半导体所需SiC及Si基板(Substrate)销量畅旺。然由于现行基板于生产及研发上相对受限,迫使目前可稳定供货的SiC及GaN晶圆仍侷限于6英寸大小,使得Foundry及IDM厂产能长期处于供不应求态势。

对此,基板供应商如Cree、II-VI及Qromis等计划将于2022年扩增产能并提升SiC及GaN晶圆面积至8英寸,期望逐渐缓解第三代半导体市场缺口。另一方面,Foundry厂如台积电与世界先进(VIS)试图切入GaN on Si 8英寸晶圆制造,以及IDM大厂如英飞凌(Infineon)将发表新一代Infineon Trench SiC元件节能架构,而通讯业者Qorvo也针对国防领域提出全新GaN MMIC铜覆晶(Copper Flip Chip)封装结构。

责编:Luffy Liu

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