集邦咨詢:2022年十大科技產業預測

作者 | 發布日期 2021 年 09 月 17 日 10:02 | 分類 產業

全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢針對2022年科技產業發展,整理十大科技趨勢,精彩內容請見下方:

主動式驅動方案將成為Micro/MiniLED顯示器發展趨勢

2022年Micro LED技術雖然存在許多瓶頸,以至于整體成本居高不下,但參與Micro LED上中下游廠商依舊熱度不減,積極建立Micro LED生產線,在Micro LED自發光顯示應用產品方面,電視產品是目前Micro LED顯示技術主要開發的產品之一,最主要的原因是電視相較于IT產品其規格門檻較低,有利于Micro LED技術的發展,因此,三星推出110英寸商業型Micro LED被動式驅動方案的顯示器后,預估將持續發展88英寸以下家庭用主動式驅動方案的電視,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。

MiniLED背光顯示應用產品方面,品牌廠商為了增加顯示器新亮點,追求百萬等級的高對比度,以對比OLED的顯示效果,欲提高MiniLED背光燈板上的使用顆數,因此,MiniLED的使用顆數與傳統背光LED使用量相比將有10倍以上的成長,而在MiniLED SMT打件到背板上的設備精度及產能相對也需要提升,現下MiniLED背光源以被動式驅動方案為主,未來將朝向主動式驅動方案發展,MiniLED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。

AMOLED技術工藝再精進與屏下鏡頭革新,再掀手機新風貌

AMOLED在供應增加,以及產能逐漸擴增下,技術逐漸成熟。為保持領先優勢,一線廠商仍試圖增加更多功能與規格,以提升AMOLED面板的附加價值。首要可以看到持續進化的折疊設計,在輕薄與省電效益上更加優化; 除了過去看到的左右折疊設計外,上下折疊類似Clamshell設計的方式,讓產品形態更貼近現行的手機設計,此外, 定價也貼近主流旗艦手機的價格區間,可望帶動銷售成長。其他折疊形態的嘗試,包括多折式與卷軸式, 在不遠的將來也可望獲得實現,TrendForce集邦咨詢預期,折疊手機滲透率在2022年將突破1%,2024年挑戰4%。此外,LTPO背板的搭載,將改善在5G傳輸以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后,屏下鏡頭模組終于有機會在眾品牌的旗艦手機上陸續亮相,可望實現真正的全屏幕手機。

晶圓代工制程迎來革新,臺積電、三星3納米分別采用FinFET及GAA技術

在半導體制程逐漸逼近物理極限的限制下,芯片發展須通過“晶體管架構的改變”,以及“后段封裝技術或材料突破”等方式,以持續達成提高效能、降低功耗及縮小芯片尺寸的目的。在2018年自7納米制程首度導入EUV微影技術后,2022年晶圓代工制程技術迎來另一大革新,亦即臺積電(TSMC)及三星(Samsung)計劃于2022下半年發表的3納米制程節點。前者在3納米制程選擇延續自1X納米以來所采用的鰭式場效晶體管架構(FinFET),三星則首先導入基于環繞閘極技術(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納米線(Nanowire)或納米片(Nanosheet)取代,借以增加閘極(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,預計于2022下半年量產的3納米制程首批產品仍主要集中在對提高效能、降低功耗、縮小芯片面積等有較高要求的高效能運算和智能手機平臺。

DDR5產品將逐漸進入量產,NAND Flash堆棧技術將超越200層

在DRAM方面,三星(Samsung)、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。DDR5規格將速度拉至4800Mbps以上,高速度、低功耗的特性可大幅優化運算質量,隨著英特爾(Intel)新CPU平臺的量產開展,時序上將先在PC平臺發表Alder Lake,再發表服務器的Eagle Stream,預估2022年底將達到總位元產出10~15%。制程上,兩大韓系供應商陸續量產使用EUV技術的1 alpha 納米制程產品,市場能見度將在2022年逐季提升。

NAND Flash堆棧層數尚未面臨瓶頸;繼2021年176層產品量產,2022年將邁向200層以上技術,而單晶片容量仍維持512Gb/1Tb。在儲存界面上,2022年PCIe Gen4滲透率在PC消費級市場將出現大幅成長;而在服務器市場隨著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,以滿足服務器與數據中心高速運算需求,也有助于單機搭載容量在該領域的快速提升。

以服務器市場來看,數據中心彈性的價格策略與服務的多元性,直接驅動近兩年企業對于云端應用需求;若以服務器供應鏈角度分析,這些轉變已促使供應鏈模式由ODM Direct代工逐漸取代傳統服務器品牌廠的商業模式,而既有品牌廠業務模式將面臨結構性的轉換,如提供租賃業務與一站式方案的上云輔助等等。此轉變更意味著,企業客戶仰賴更為彈性多元的計價方式,與面對大環境不確定性的避險作為。尤其,2020年因疫情更加速了工作方式的轉變,與生活型態大幅改變,預期至2022年超大規模數據中心對于服務器的需求占比大約50%;而ODM Direct代工模式將讓出貨比重成長逾10%。

2022年5G擴大SA網絡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絡,加快推進主要城市基站建置,以網絡切片、邊緣運算為基礎,使網絡服務多元化,提供端到端質量保障。2022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,包括更多網絡端點連接數據傳輸,如智能工廠燈光開關、傳感器與溫度讀數等。關鍵物聯網則涵蓋智能電網自動化、遠端醫療、交通安全與工業控制等,另結合工業4.0案例,提供資產追蹤、預測性維護、現場服務管理和優化物流處理。

疫情迫使企業數字化轉型、個人生活型態改變,再次凸顯5G部署重要性,2022年運營商將通過網絡切片功能進行競爭,由于5G專網、openRAN、未授權頻譜、毫米波等發展,因而出現多方生態系統,除傳統運營商外,更有來自OTT、云、社群媒體、電商業者參與,成為新興服務提供商。未來運營商將積極建立5G企業應用,如O2參與5G-ENCODE項目,探索工業環境中專用5G網絡之新業務模型,及Vodafone和Midlands Future Mobility聯盟合作測試自駕車聯網。

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

第三代合作伙伴計劃(3GPP)首度發布,將于2022年Release 17凍結版本,首度納入非地面波(NTN;Non-terrestrial Network)通訊,作為3GPP標準一部分,對于移動通訊產業與衛星通訊產業,皆為非常重要里程碑。此前,移動通訊與衛星通訊系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后,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。于低軌衛星積極部署之際,尤以美國SpaceX申請發射數量為最大宗,其他主要衛星運營商包含美國Amazon、英國OneWeb、加拿大Telesat等,全球衛星發射數量以美國營運商持有數最高占全球逾50%;低軌衛星通訊強調訊號覆蓋不受地形限制,如山區、海上、沙漠等,且可與移動通訊5G作互補,此亦為3GPP Rel-17制定NTN規劃之應用方向,預期2022年全球衛星市場產值將有望受惠提升。

從數字孿生打造元宇宙,智能工廠將為首發場域

疫后新常態持續推升非接觸與數字化轉型需求,使物聯網在2022年聚焦強化虛實整合系統(Cyber-Physical System,;CPS),通過結合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?,F階段CPS實例中,數字孿生(Digital Twin)被用于智能制造、智能城市等關鍵垂直領域,前者可模擬設計測試與生產流程,后者多監控重點資產及決策輔助。在現實環境越趨復雜、更多場域與設備交互影響須考量的趨勢下,將促使數字孿生擴大部署范圍,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,以期更智能、完整、實時且安全的鏡射物理世界,并以智能工廠為首發場域;此亦將帶動感測層視覺、聲學、環境等信息搜集、平臺層AI精準分析算力、以及確保數據可信的區塊鏈等技術革新。

導入AI運算及增加傳感器數量,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,加速企業投入數字化轉型的意愿,并嘗試導入新科技,因而虛擬會議、AR遠端協作、模擬設計等新形態AR/VR應用的采用率也隨著提高;另一方面除了游戲應用外,虛擬社群帶來的各種遠端互動功能也將成為廠商發展AR/VR市場的重要應用。因此在硬件采取低價策略、以及應用情境接受度提高的情況下,2022年AR/VR市場會出現明顯的擴張,并促使市場追求更加真實化的AR/VR效果。例如,通過軟件工具打造影像更擬真的應用服務,引入AI運算進行輔助,或是搭載更多種類的傳感器,以提供更多真實數據轉化為虛擬反應,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。此外,甚至可以在控制器或穿戴裝置等硬件上提供部分觸覺反饋效果,以提高使用者的沉浸感。

自動駕駛解決痛點,自動泊車(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2022年開始成為高端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。但該功能會因車輛搭載配備而異,產生固定/非固定路線、私人/公開停車格等場景限制,停車場的條件也會影響AVP的可用性,包括標示完整性和聯網環境等,執行該功能時人與車的距離則與當地法規有關。由于各車廠的技術路線皆不相同,運算部分可分為由車端進行運算以及由云端運算生成泊車路線,然云端運算需要有良好的聯網環境方能執行,故使用上來說車端運算會覆蓋更多使用場景,或也會有兩者兼具的方案。其他如V2X和高精地圖的搭配應用也會影響自動泊車的應用范圍,預期仍有多種AVP解決方案同時進行中。

除了持續擴充產能,第三代半導體朝8英寸晶圓及新封裝技術發展

在各國將逐步于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,此外,能源轉換需求及5G通訊等終端應用快速增長,驅使第三代半導體市場熱度不減,進而帶動第三代半導體所需SiC及Si基板(Substrate)銷量暢旺。然由于現行基板于生產及研發上相對受限,迫使目前可穩定供貨的SiC及GaN晶圓仍侷限于6英寸大小,使得Foundry及IDM廠產能長期處于供不應求態勢。

對此,基板供應商如Cree、II-VI及Qromis等計劃將于2022年擴增產能并提升SiC及GaN晶圓面積至8英寸,期望逐漸緩解第三代半導體市場缺口。另一方面,Foundry廠如臺積電與世界先進(VIS)試圖切入GaN on Si 8英寸晶圓制造,以及IDM大廠如英飛凌(Infineon)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 Filp Chip)封裝結構。(來源:集邦咨詢)

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