研調：明年第三代半導體朝8吋晶圓及新封裝技術發展

MoneyDJ新聞 2021-09-16 15:21:25 記者 新聞中心 報導

如前述所提，一、主動式趨動方案將成為Micro/Mini LED顯示器發展趨勢。TrendForce指出，電視產品是目前Micro LED顯示技術主要開發的產品之一，三星推出110吋商業型Micro LED被動式趨動方案的顯示器後，預估將持續發展88吋以下家庭用主動式趨動方案的電視，亦即由大型顯示商業應用延伸至家庭場景的應用，進而擴展Micro LED整體應用的市場。在Mini LED背光顯示應用產品方面，現下Mini LED背光源以被動式趨動方案為主，未來將朝向主動式趨動方案發展，Mini LED使用量將大幅成長，故SMT打件設備的性能及產能，將成為品牌廠商評斷供應鏈的關鍵因素之一。

二、AMOLED技術工藝再精進與屏下鏡頭革新，再掀手機新風貌。TrendForce預期，摺疊手機滲透率在明年將突破1%，2024年挑戰4%。此外，LTPO背板的搭載，將改善在5G傳輸及高刷新率規格而衍生的耗電問題，預期將逐步成為旗艦機的標準規格。而經過了兩年的開發與調整後，屏下鏡頭模組終於有機會在眾品牌的旗艦手機上陸續亮相，可望實現真正的全螢幕手機。

三、晶圓代工製程迎來革新，台積電、三星3nm分別採用FinFET及GAA技術。明年晶圓代工製程技術迎來另一大革新，亦即台積電及三星計畫於明年下半年發表的3nm製程節點；前者在3nm製程選擇延續自1Xnm以來所採用的鰭式場效電晶體架構(FinFET)，三星則首先導入基於環繞閘極技術(GAA)的MBCFET架構(Multi-Bridge Channel Field-Effect Transistor)。

相較FinFET的三面式包覆，GAA為四面環繞閘極，源極(Source)及汲極(Drain)通道由鰭式立體版狀結構改用奈米線(Nanowire)或奈米片(Nanosheet)取代，藉以增加閘極(Gate)與通道的接觸面積，加強閘極對通道的控制能力，有效減少漏電的現象。從應用別來看，預計於明年下半年量產的3nm製程首批產品仍主要集中在對提高效能、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。

四、DDR5產品將逐漸進入量產，NAND Flash堆疊技術將超越200層。在DRAM方面，三星、SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)將逐漸量產次世代DDR5產品，同時藉著5G手機需求的刺激，持續提升LPDDR5市占。NAND Flash堆疊層數尚未面臨瓶頸，繼今年176層產品量產，明年將邁向200層以上技術，而單晶片容量仍維持512Gb/1Tb。

在儲存介面上，明年PCIe Gen4滲透率在PC消費級市場將出現大幅成長；而在伺服器市場隨著Intel Eagle Stream的量產，enterprise SSD將進一步升級支援PCIe Gen 5傳輸，較前一代Gen4傳輸速率增倍至32GT/s，主流容量也擴增以4/8TB為主，以滿足伺服器與資料中心高速運算需求，也有助於單機搭載容量在該領域的快速提升。

五、2022年5G擴大SA網路切片和低延遲應用比例，將進行廣泛試驗。全球電信運營商積極推出5G獨立組網(SA)架構作為支援各式服務所需之核心網路，明年企業需求將推動5G結合大規模物聯網(Massive IoT)和關鍵物聯網(Critical IoT)應用，包括更多網路端點連結數據傳輸，如智慧工廠燈光開關、感測器與溫度讀數等；關鍵物聯網則涵蓋智慧電網自動化、遠端醫療、交通安全與工業控制等。而疫情迫使企業數位轉型、個人生活型態改變，再次突顯5G部署重要性，未來運營商將積極建立5G企業應用，如O2參與5G-ENCODE專案，探索工業環境中專用5G網路之新業務模型，及Vodafone和Midlands Future Mobility聯盟合作測試自駕車聯網。

六、低軌衛星成全球衛星運營商新戰場，3GPP亦首度納入非地面波通訊。第三代合作夥伴計畫(3GPP)首度發布，將於明年Release 17凍結版本，首度納入非地面波(NTN；Non-terrestrial Network)通訊，作為3GPP標準一部份，對於行動通訊產業與衛星通訊產業，皆為非常重要里程碑。在此之前，行動通訊與衛星通訊係為兩個獨立發展產業，故同時跨足兩個產業之上中下游廠商皆相異，然在3GPP納入NTN後，兩者產業鏈不僅有更多互動合作機會，且有望打造全新產業格局。

七、從數位孿生打造元宇宙，智慧工廠將為首發場域。疫後新常態持續推升非接觸與數位轉型需求，使物聯網在明年聚焦強化虛實整合系統(Cyber-Physical System；CPS)，透過結合5G、邊緣運算、AI等工具，從海量數據萃取有價資料加以分析，以達智動自主預測之效。現階段CPS實例中，數位孿生(Digital Twin)被用於智慧製造、智慧城市等關鍵垂直領域，前者可模擬設計測試與生產流程，後者多監控重點資產及決策輔助。在現實環境越趨複雜、更多場域與設備交互影響須考量的趨勢下，將促使數位孿生擴大部署範圍，若再輔以3D感測、VR/AR等遠端作業，物聯網技術來年有望以打造全面性的虛擬空間-元宇宙(Metaverse)為發展架構，以期更智慧、完整、即時且安全的鏡射物理世界，並以智慧工廠為首發場域。

八、導入AI運算及增加感測器數量，AR/VR力拼全面沉浸式體驗。疫情下，改變了人們生活與工作情境，加速企業投入數位轉型的意願；在硬體採取低價策略、以及應用情境接受度提高的情況下，明年AR/VR市場會出現明顯擴張，並促使市場追求更加真實化的AR/VR效果，透過軟體工具打造影像更擬真的應用服務，例如眼球追蹤功能就成為Oculus、Sony等廠商在未來消費產品上的搭載選項；甚至可以在控制器或穿戴裝置等硬體上提供部分觸覺回饋效果，以提高使用者的沉浸感。

九、自動駕駛解決痛點，自動停車(AVP)將成熱門發展功能。自動駕駛技術將以貼近生活面的方式實現，預期符合SAE Leve4的無人自動泊車(AVP)功能，將在明年開始成為高階車款上配載自動駕駛功能的重要選項，而相關的國際標準也在制定中，對此功能的發展有正面助益。

十、除了持續擴充產能，第三代半導體朝8吋晶圓及新封裝技術發展。TrendForce認為，在各國將逐步於2025至2050年全面禁售燃油車的趨勢下，將加速全球電動車銷售與拉抬SiC及GaN元件及模組市占；然由於現行基板於生產及研發上相對受限，迫使目前可穩定供貨的SiC及GaN晶圓仍侷限於6吋大小，使得Foundry及IDM廠產能長期處於供不應求態勢。

對此，基板供應商如Cree、II-VI及Qromis等計畫將於明年擴增產能並提升SiC及GaN晶圓面積至8吋，期望逐漸緩解第三代半導體市場缺口。另一方面，Foundry廠如台積電與世界先進(5347)試圖切入GaN on Si 8吋晶圓製造，以及IDM大廠如英飛凌將發表新一代Infineon Trench SiC元件節能架構，而通訊業者Qorvo也針對國防領域提出全新GaN MMIC銅覆晶(Copper Flip Chip)封裝結構。