科技大趨勢│2023全球十大科技脈動
工商時報 數位編輯 2023.01.27
Mini LED背光也將優先在新能源車上廣泛被搭載，預估2023年Mini LED車用顯示器出貨約30萬台，年增約50％。圖／美聯社

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一、晶圓代工先進製程步入電晶體結構轉換期
純晶圓代工廠製程由16nm開始從平面式電晶體結構（Planar Transistor）進入FinFET世代，發展至7nm製程導入EUV微影技術後，FinFET結構自3nm開始面臨物理極限。先進製程兩大龍頭自此出現分歧，台積電延續FinFET結構於2022下半年量產3nm產品，預計2023上半年正式產出問世，並逐季提升量產規模，2023年產品包含PC CPU及智慧型手機SoC等。而三星由3nm開始導入基於GAAFET的MBCFET架構 （Multi-Bridge Channel Field-Effect Transistor），於2022年正式量產，初代產品為加密貨幣挖礦晶片，2023年將致力於第二代3nm製程，目標量產智慧型手機SoC。兩者3nm量產初期皆仍集中在對提高效能、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。
二、深耕車用IC設計為趨勢
全球汽車產業朝C-A-S-E趨勢前進，帶動車用半導體強勁需求，車用半導體主要分為IDM與Fabless兩大類別。IDM身為傳統車用晶片供應商，在各類ECU的布局相當完整，並逐漸從傳統分散式架構演進為域控制器（Domain Control Unit，DCU）與區域控制器（Zone Control Unit，ZCU）架構。而Fabless則持續深耕車用高效能運算領域，發展車載資通訊系統與處理自駕運算的SoC。伴隨汽車功能複雜化，驅使ECU中的32-Bit MCU躍升為市場主流規格，2023年其滲透率將超過60％，產值達74億美元，並將朝向28nm（含）以下製程發展。此外，自駕車需具備高效能運算AI SoC，持續朝5nm（含）以下先進製程開發、算力將達到1000 TOPS邁進，與MCU等晶片共同加速全球汽車產業升級。
三、DRAM記憶體新世代逐漸成形
DRAM方面，伴隨疫情帶動企業數位轉型加速，除了伺服器出貨更聚焦於資料中心外，也讓新型態的記憶體模組開始聚攏，其中尤以CXL 規範的模組為主。由於伺服器系統的插槽數量有限，因此透過CXL的採用使整機高速運算時能夠避開該限制，增加可支援系統運用的DRAM數量。2023年server CPU如Intel Sapphire Rapids與AMD Genoa不但將支援CXL 1.0，以及DRAM模組將採用DDR5，再者，為了使AI與ML（Machine Learning）的運算有效運行，部分server GPU也將導入新一代的HBM3規格，因此在記憶體廠商與多家主晶片提供者的規劃下，新一代記憶體世代已經逐漸形成，期望在2023年陸續斬獲市場。
NAND Flash方面，2023年堆疊層數加速，預計將有四家供應商邁向200層以上技術，甚至部分廠商也將量產PLC（Penta Level Cell），期望在單位成長進一步優化下，有機會取代HDD在伺服器上的應用。
四、受惠於先進駕駛輔助系統滲透率提升，加速車規MLCC發展
目前先進駕駛輔助系統（ADAS）逐漸成為新車標配，L1/L2是現階主要配置等級，車規MLCC用量約1800~2200顆。隨著半導體IDM廠發展ADAS專屬MCU、Sensor IC等越趨成熟，2023年起L3等級ADAS 系統將成為眾多車廠主要高階車款升級目標，而在MLCC用量將大幅躍升至3000～3500顆。其中0402尺寸剛好滿足車邊監控模組有限空間，成為主要應用尺寸。
而電動車在消費者對提升續航力的需求，以及優化充放電效能與電能回收系統，成為各車廠主要研究發展重點之一，逆變器、電池管理系統、直流電源轉換器三項次系統更是核心，在高容值（10u 以上）、高耐溫（X7S/R）車規MLCC用量約在2000~2500顆。日廠村田(muRata)在2022年初正式量產1206尺寸，能達到22u 16V 的車規高容值、高耐壓的新產品，包含TDK、太陽誘電、三星、國巨等業者也正積極搶進。
五、碳中和加速交通電動化轉型
多種造車所需的原物料在俄烏戰爭後出現上漲，尤其是電池相關材料更是漲幅驚人且快速傳導至終端車價上，加上經歷兩年的車用半導體短缺問題，使得強化供應鏈韌性、彈性與穩定性成為車廠要務。而隨著多國開始減少或取消電動車的購車補貼，成本問題再度浮上檯面，要在兼顧安全與性能的前提下生產出具成本競爭力的車款，繞不開在電池上下功夫，預期電池會往統一化、多元化、整合化發展。
另一方面，在全球淨零碳排目標的驅動下，動力電池作為電動汽車的心臟，需求量迅猛增長，促使相關企業加速產能擴張，2023年全球動力電池產能規模將超過TWh（Terawatt-hour，百萬兆瓦時），產值將接近1200億美元。目前動力電池產業鏈的快速擴張受到最上游鋰、鈷、鎳等礦產資源端擴產週期的制約，導致近年來動力電池製造成本攀升，磷酸鐵鋰電池憑藉性價比優勢，全球市占率有望在2023年超過三元電池。
六、產能與技術逐漸到位，中國面板廠在小尺寸AMOLED市場影響力擴大 
隨著中國柔性AMOLED產能的逐漸擴大，在小尺寸手機市場的發展也漸漸提升其影響力。在旗艦定位的摺疊手機市場中，過去主要是以韓系面板廠與品牌為主要領導廠商，不過隨著中國本土手機品牌也開始陸續推出摺疊手機下，中國面板廠的折疊AMOLED面板也開始有機會躍居檯面，同時搭配著供應鏈本土化的策略，預期中國本土手機品牌將會逐漸擴大採用中國面板廠的摺疊AMOLED面板。為了去化龐大的柔性AMOLED產能，面板廠積極進行成本的優化。
七、電視與車用顯示器將成為推動Mini LED背光滲透的兩大關鍵應用
2022年Mini LED背光顯示器出貨總量約1680萬台，年增74％，其中電視是最多品牌布局的應用，車用顯示器則是另一個Mini LED背光應用場域的孵化溫床。相較於消費型顯示器，車用顯示器對於亮度、對比以及信賴性的要求更高，Mini LED背光的相關特性有助於提升行車安全性。在新能源車積極追求更高顯示效果以及數位儀表顯示趨勢的刺激下，Mini LED背光也將優先在新能源車上廣泛被搭載，預估2023年Mini LED車用顯示器出貨約30萬台，年增約50％。
八、5G手機占比可望正式突破五成
以智慧型手機演進來看，以往多專注於硬體規格提升，但隨著近年來創新幅度降低，品牌更致力於軟體演算以及周邊服務的推升，像是與光學巨頭蔡司、徠卡等合作影像演算，以及提供支付、影音串流等服務等，除了突顯品牌差異外，同時也透過增加周邊服務帶進營收雙贏。展望2023年，5G智慧型手機的占比可望提升至六成。隨著顯示技術的推進，預估2022年OLED折疊手機滲透率將達1.1%。隨著品牌旗艦折疊新機陸續推出，在規格提升、價格更具競爭力的帶動下，2023年滲透率可望來到1.8%，有機會為通膨導致消費氣氛低迷的市場，注入一股活水，帶動折疊手機進入主流市場。
九、AR/VR產品成綠色生產要角，加速元宇宙普及
元宇宙議題將促使品牌廠商加速投入AR/VR產品發展，在2023年將會有更多品牌廠商的產品問世，而與此同時各種元宇宙應用服務也將成為廠商積極推動的目標，以便透過平台服務來帶動AR/VR硬體市場的需求，再以硬體裝置的虛擬互動體驗來提升元宇宙應用的效益。在消費市場，虛擬社群、遊戲、虛擬人物直播等將會是廠商聚焦的應用，而商業遠距交流、遠距教育亦能透過元宇宙平台提供比2D視訊更多元的交流互動功能，而在使用者逐漸嘗試這些互動、娛樂應用後，將會逐漸提升對於視覺、人機互動的需求。
十、2023年全球5G FWA實現大規模商用，加速家庭寬頻普及
由於5G FWA可支援家庭和商業應用，帶來更大頻寬和低延遲連接，成為固定寬頻連接之替代方案之一。目前全球已有超過45個國家及地區的83家營運商推出符合3GPP的5G FWA服務，FWA營運商需以盡可能低的總擁有成本（Total Cost of Ownership，TCO）提供數據，同時保證網路和整個廣泛生態系統的未來發展。2023年全球運營商紛紛投入資金發展寬頻建設，加上監管機構將無線視為有線連接之替代方案，亦使得運營商正考慮擴大FWA服務部署，加速提供寬頻互聯網服務，以無線通訊技術進步而提高傳輸速率。（本文提供者為TrendForce）