文：劉佩真（台經院產經資料庫總監、台經台灣體業APIAA理事）
鑑於疫情持續產生變種，院總與挑再加上美中兩強於科技層面的監劉機遇對抗情勢難解，甚至地緣政治變動詭譎多變，半導以及新興科技領域，未來對於半導體中長期結構性的台經台灣體業需求浮現；皆讓我國半導體所面臨的經營環境呈現利多、利空因素並存態勢。院總與挑更使未來中長期半導體業處於質、監劉機遇量皆出現變化的半導格局。
量能則以疫情所反映的未來現象最為明顯，因健康疑慮，台經台灣體業半導體在醫療及數位生活轉型上產生突發新價值，院總與挑需求量出現大增。監劉機遇質變的半導部分，則是未來由區域政治、系統複雜化、綠色製造、人力資源等因素所左右。而究竟未來10年台灣半導體業所面臨的商機、技術變革、全球競合、機會與挑戰為何？以下將作一深入探討。
新興科技領域，將成為未來台灣半導體業需求主要的驅動力
若以新興科技領域發展的商機而言，包括高效能運算、智慧汽車、5G、6G、物聯網、智慧城市、低軌衛星、生技醫療、工業4.0、元宇宙等，其皆是未來10年半導體業創新應用的熱門領域。
以近期掀起的元宇宙的新話題而言，預計中長期元宇宙將有機會階段性獲得實現；我國為全球第二大半導體供應國，且半導體業所扮演的角色則是在元宇宙底層技術架構下的後端基礎建設，此可為元宇宙大量的應用場景提供技術支撐。
雖然GPU技術優勢仍由Nvidia所掌握，甚至已超前部署推出Omniverse平台，展現Nvidia在AI及高效能運算領域的頂級技術。不過Nvidia的晶片仍是多由台積電以先進製程來為其打造，加上其他國際AI晶片、CPI、高效能運算等晶片，皆需搭配高階製程製造，故台積電有機會因掌握全球63%10奈米製程以下的先進製程產能，甚至搭配其CoWoS技術來進行異質整合封裝，而成為元宇宙議題下台灣最大的贏家。
其次日月光投控也將是高階封測訂單來源的受益者；至於聯發科則可提供AI引擎。而元宇宙所需的3D深度感測解決方案，威盛、義隆也能供應，鈺創則是鎖定3D深度影像控制IC。而新唐、驊訊、瑞昱則是音訊晶片，鈺太為MEMS麥克風概念股，凌陽旗下芯鼎則是可望以其在影像控制IC切入AR/VR鏡頭供應鏈，而順勢切入元宇宙供應鏈。
至於美、中、日、韓等國家現階段在元宇宙的布局含括層面較廣，包括場景內容入口、前端設備平台（虛擬主機、AI計算實體、AR/VR、穿戴式裝置、神經設備等）、底層技術支撐（區塊鏈、人工智慧、虛擬貨幣、往立即運算技術）、後端基建（5G、GPU、雲端運算、交互技術、物聯網等）等。反觀台灣，因過去科技產業強項多集中於電子零組件，因而仍是以後端基建硬體中的半導體產業未來的競爭力較為突出。
此外，值得一提的是車用電子未來中長期對於半導體業的驅動力，主要是由於運行百年龐大的全球供應鏈，在應對電動車市況變革下，被迫必須跟進調整供應鏈以及生產線效率，整體結構的變化也將牽動供應鏈的商機。特別是電動化、自駕化趨勢有助於帶動車用半導體需求逐步成長，顯然半導體業在全球汽車產業的重要性將明顯增加，且半導體對汽車產業轉型電動車時代將在變革性上扮演重要角色。
特別是全球由傳統燃油車轉向電動車的過程，後者對電子應用比率大幅提升，使過去全球汽車產業零組件由美歐日等傳統車廠獨占的地位鬆動。對於以電子零組件的製造立足世界的台灣來說，電動車的崛起等同於為台灣半導體廠開闢創新獲利路徑。
也就是由於車輛電子化程度越來越高，電子元件溝通也趨於複雜，為加速電子運算與控制的能力，高效能運算的需求也逐步提升，未來10年全球車用高效能運算市場規模將顯著擴大。顯然隨著車輛電子化、數位化與智慧化程度越高，車用高效能運算因提供更快速的資料處理能力，可降低成本及複雜度，而使其未來極具成長潛力。
由於車用高效能運算需要使用先進製程來為其打造晶片，而台積電因穩居全球高階製程的領導地位，因此在搶食未來車用高效能運算晶片的代工訂單上，具有絕對的優勢，特別是國際IDM車廠並不具備先進製程的製造能力與產能。
Photo Credit：Reuters／達志影像後摩爾定律時代，將使半導體製程進展所遇阻力日趨加大
隨著未來半導體市場應用趨勢，將朝向人工智慧、物聯網、智慧汽車、高速運算等應用，晶片對於IC製造業的要求將聚焦於多工、高速執行與存取、低功耗等項目。然而在先進製程逐步進展到一定程度，製程微縮所面臨的瓶頸逐步浮現，特別是複雜的圖形造成曝光次數增加，光罩成本也隨之倍增，讓摩爾定律發展速度也所減緩。
事實上，摩爾定律前進的困難處，包括穿隧效應造成的嚴重漏電流與功耗問題，也就是在採用現有片材料的基礎上，電晶體中的電子就容易產生穿隧效應，使半導體元件失靈，為晶片的製造帶來巨大的挑戰。
所以現階段全球半導體業者對於先進製程的IC製造技術將有3種策略來因應，首先是延續原有CMOS技術的發展概念，如藉由EUV製程的導入來進行延展，但之後所遭遇的物理極限問題會日趨嚴重，如先進曝光機、刻蝕機等設備研發技術難度大。
其次則是藉由類摩爾定律的異質整合來達成，意即由應用需求驅動未來晶片設計功能的多樣化，跳脫摩爾定律對集積度的執著，只從應用看整合。如透過3DIC等封裝技術來整合電源、感測促動器、無線電、高頻元件、無線充電、生物晶片等功能進入到晶片的設計與製造當中，即創造橫向應用來克服摩爾定律失效的問題。