2022十大科技產業脈動 低軌衛星、元宇宙、自動泊車入列

市調單位TrendForce針對2022年科技產業發展,整理出十大科技趨勢。

一、主動式趨動方案將成為Micro/Mini LED顯示器發展趨勢

2022年Micro LED技術仍然存在許多瓶頸,以至於整體成本居高不下,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於IT產品其規格門檻較低,有利於Micro LED技術的發展,因此,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。

Mini LED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Mini LED背光燈板上的使用顆數,因此,Mini LED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Mini LED SMT打件到背板上的設備精度及產能相對也需要提升,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

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摺疊設計外,上下摺疊類似Clamshell設計的方式,讓產品型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帶,可望帶動銷售成長。其他摺疊型態的嘗試,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,摺疊手機滲透率在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

在半導體製程逐漸逼近物理極限的限制下,晶片發展須透過「電晶體架構的改變」,以及「後段封裝技術或材料突破」等方式,以持續達成提高效能、降低功耗及縮小晶片尺寸的目的。在2018年自7nm製程首度導入EUV微影技術後,2022年晶圓代工製程技術迎來另一大革新,亦即台積電(TSMC)及三星(Samsung)計畫於2022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2022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(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品質,隨著英特爾(Intel)新CPU平台的量產開展,時序上將先在PC平台發表Alder Lake,再發表伺服器的Eagle Stream,預估2022年底將達到總位元產出10~15%市占。製程上,兩大韓系供應商陸續量產使用EUV技術的1 alpha nm製程產品,市場能見度將在2022年逐季提升。

NAND Flash堆疊層數尚未面臨瓶頸;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。在儲存介面上,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。

以伺服器市場來看,資料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於雲端應用需求;若以伺服器供應鏈角度分析,這些轉變已促使供應鏈模式由ODM Direct代工逐漸取代傳統伺服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雲輔助等等。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法。尤其,2020年因疫情更加速了工作典範的轉移,與生活型態大幅改變,預期至2022年超大規模資料中心對於伺服器的需求占比大約50%;而ODM Direct代工模式將讓出貨比重成長逾10%。


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,加快推進主要城市基站建置,以網路切片、邊緣運算為基礎,使網路服務多元化,提供端到端品質保障。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,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。

疫情迫使企業數位轉型、個人生活型態改變,再次凸顯5G部署重要性,2022年運營商將透過網路切片功能進行競爭,由於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、雲、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。此前,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。於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。


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2022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;此亦將帶動感測層視覺、聲學、環境等資訊蒐集、平台層AI精準分析算力、以及確保數據可信的區塊鏈等技術革新。


八、導入AI運算及增加感測器數量,AR/VR力拚全面沉浸式體驗

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,並嘗試導入新科技,因而虛擬會議、AR遠端協作、模擬設計等新型態AR/VR應用的採用率也隨著提高;另一方面除了遊戲應用外,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。因此在硬體採取低價策略、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,並促使市場追求更加真實化的AR/VR效果。例如,透過軟體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感測器,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。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。由於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雲端運算生成泊車路線,然雲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範圍,預期仍有多種AVP解決方案同時進行中。


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

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,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2022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(VIS)試圖切入GaN on Si 8吋晶圓製造,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 Flip Chip)封裝結構。