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半導體產業疫境中逆勢成長 資料中心、高效運算、人工智慧為驅動2021年發展三大契機

【李淑蓮╱北美智權報 編輯部】

※如欲轉載本文,請與北美智權報聯絡

SEMI國際半導體產業協會於3月初發表了年度半導體關鍵布局市場展望,分享2021年全球及台灣半導體市場發展趨勢。SEMI看好資料中心、高效運算及人工智慧等應用,指出這些領域將持續為半導體產業注入成長動能。再加上5G應用長期看漲,設備與材料市場持續成長等趨勢帶動下,SEMI認為2021年將有助鞏固台灣半導體產業的發展優勢,並深化其全球半導體市場之關鍵地位。另一方面,去年第4季車用晶片嚴重缺貨引起歐美國家高度重視,美國更重新審視其半導體產業的發展現況,發現其本土半導體生產能力嚴重不足,於是在《2021 財年國防授權法》(National Defense. Authorization Act for Fiscal Year 2021)中製定了條款,授權聯邦政府對美國本土半導體製造及半導體研發投資祭出激勵措施,以及通過投資稅收抵免來支持製造業的努力。如此一來,又會對全球半導體產業產生什麼影響?

疫情衝擊下逆勢成長
SEMI Taiwan會員企業數量首度超越美國,位居全球第二

SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸指出:「2020年台灣半導體產業在疫情衝擊下仍逆勢成長,是豐收的一年。總產值躍升全球第二、突破3兆新台幣,較2019年成長20.7%。另一方面,台灣在半導體設備的購買力也是遠遠超越其他國家;在一定程度上,買得多買得大也是一種實力、競爭力。買得多就有影響力,不僅可以『叫得動』供應商,也可以買得到比較好的設備。此外,台灣的半導體產業聚落已形成,嚴然已成為一個半導體產業的hub。在發展優勢下,今年將是台灣掌握全球供應鏈重組的好契機,期待在政府持續強化資訊及數位產業發展的戰略下,持續鞏固台灣重要地位,成為下個世代資訊科技的重要基地。」另一方面,SEMI Taiwan會員企業數量更是在2021年首度以440家超越美國的419家,位居全球第二,這也是另一種實力的表現。

曹世綸表示,從COVID-19到中美貿易戰,可以看出來台灣半導體的影響力在以前是被低估的;如今在地緣政治的競爭過程中,台灣就被推上了浪頭,突然讓世界看到台灣產業的真正實力。他指出隨著5G及AI的成長爆發,市場會有翻倍的成長,伴隨而來的零組件市場也會水漲船高。在半導體應用市場部分,電腦運算及通訊目前仍是占最大宗的領域;從2020年下半開始,即可以看到電動車的成長,曹世綸表示他個人對電動車及智慧汽車有很大的想像及期待,他說:「現在電動車及自駕車就好像當年Motorola及Nokia的第一代智慧型手機,等到汽車被廠商視作一個大型運算平台 (像是Apple的開放式平台) 來看待的時候,整個汽車電子產業會有很大的成長空間。所以儘管應用市場目前最大宗的兩塊是電腦運算及無線通訊,但像是汽車或工業用終端機的部份也會有很大的成長空間。總的來說,在2021年,重點的應用會是半導體市場很大的驅動力,由於國外疫情比較嚴重,因此對數位轉型的壓力也比較大,而手機及資料中心 (data center) 則是數位轉型的重大關鍵。

因半導體實力讓世界再一次看見台灣,然而,雖然台灣在半導體產業上實力很強,但在政經上還只能算是一個小國。不過,如同口罩產業一樣,在COVID-19的疫情下,不管是台灣can help或是台灣is helping,台灣在國際的ecosystem中一直都在扮演一個友好的角色,不希望因為地緣政治的因素而讓整個產業產生破壞,因此台灣會作一些不是最佳經濟因素的考量。例如放棄生產獲利最高的產品,轉而配合生產產業需求大或市場上短缺的產品,讓全球經濟可穩定發展,可以說是很成功的經濟外交。

2021年半導體產業氣勢如虹,設備及材料市場均有望持續成長

針對全球半導體設備市場發展部分,SEMI產業研究總監曾瑞榆指出「去年全球原始設備製造商的銷售額約達690億美元,年增16%寫下新紀錄,預期2021年也將再成長雙位數%,突破760億美元。台灣今年也預計重回市場領導地位。」

全球半導體市場目前受疫情衝擊相對程度小,受貿易戰影響程度大。雖進一步的貿易限制會對整體設備與材料市場帶來更多挑戰,但綜觀2021年半導體產業,設備與材料市場均有望持續成長。

在先進製程的帶動下,前段晶圓廠設備市場規模已從2010年代前半的300億美元擴展至近期超過500億美元,2020年更進一步接近600億美元。拜記憶體市場復甦、先進邏輯製程和晶圓代工廠持續投資所賜,SEMI預估前段晶圓廠設備市場在今年將仍有雙位數的成長,市場規模預期都將超越660億美元。而整體材料市場則在2020年保持穩定,預計今年將有6%成長、市場規模則預計將超過580億美元,創下歷史新高紀錄。

半導體產業資本支出:晶圓代工不斷加碼 2020年成長38%

另外,在半導體產業資本支出的部分,讓人跌破了眼鏡。在去年4月分的時候,IC Insights預估2020年的全球半導體資本支出會下降3%;然而,2020年終結果出爐,卻是成長了6%,主要成長動力乃來自7奈米及5奈米晶圓廠的佈建。

圖1及圖2是2000~2021年全球半導體產業的資本支出金額及成長率。在2020年,全球半導體產業資本支出為1,091億美元,較2019年成長了6%;且預估2021年會進一步成長15%,達到1,250億美元,其中最大成長動力來自晶圓代工的先進製程產能擴充。

圖1. 全球半導體產業資本支出 (2000 ~ 2021)單位:10億美元 (資料來源:Thomas Alsop, 2021年 2月15日。2021為預估值。)
圖1. 全球半導體產業資本支出 (2000 ~ 2021)單位:10億美元 (資料來源:Thomas Alsop, 2021年 2月15日。2021為預估值。)

圖2. 全球半導體產業資本支出年均成長率 (2000 ~ 2021) (資料來源:Thomas Alsop, 2021年 2月15日。2021為預估值。)
圖2. 全球半導體產業資本支出年均成長率 (2000 ~ 2021) (資料來源:Thomas Alsop, 2021年 2月15日。2021為預估值。)

圖3為2018年至2020年全球半導體產業不同產品區塊之資本支出狀況。如圖所示,IC Insights於2020年12月預計2020年晶圓代工佔整體半導體資本支出的34%,在所有產品區塊中占最大比例。除了2020年以外,晶圓代工在2014、2015、2016及2019年的資本支出中也是占最大比例的。晶圓代工資本支出成長的主要驅動力來自於專注在7奈米及5奈米先進製程技術的業者,像是台積電在2019年基本上占了晶圓代工區塊資本支出的全部增長。 IC Insights預計,2020年晶圓代工區塊將增加101億美元的資本支出,其中中國大陸的中芯國際將占39%,台積電則占20%。

圖3. 全球半導體產業不同產品區塊之資本支出 (資料來源:IC Insights, 2020年12月9日)
圖3. 全球半導體產業不同產品區塊之資本支出 (資料來源:IC Insights, 2020年12月9日)

整體而言,晶圓代工於2020年資本支出的增幅最大,達到38%,而增幅第二高的邏輯晶片則僅成長4%。其他產品區塊除了快閃及非揮發性記憶體成長為0%外,均呈負成長。

IC Insights指出,在快閃及非揮發性記憶體的部分,支出絕大部分用於提升3D NAND的技術。預計2020年快閃及非揮發性記憶體市場的支出將持平於227億美元。

在DRAM部分,DRAM廠商於2017年及2018年的時候在製造下一代設備所需的20奈米以下製程技術的新晶圓廠和設備上進行了大量投資,因此DRAM資本支出在2017年增加了79%,在2018年增加了44%。隨著基本建設工作的完成,DRAM資本支出在2019年即下降了17%,預計到2020年將持續下降13%。IC Insights預計SK海力士和美光仍將躋身2020年最大的五家資本支出半導體業者之列。

總的來說,在疫情橫行的時期,IC行業是最具韌性的市場之一。儘管疫情在2020年造成了嚴重的全球經濟衰退,但Covid-19大流行卻加速了全球數位化轉型,IC Insights指出數位化趨勢導致33種IC產品類別中的21種得以倖存(甚至蓬勃發展),以致2020年實現了正增長,帶動了半導體資本支出增長了6%。如果2021年全球範圍內能順利開發及施打有效的疫苗,2021年全球GDP可望能強勁反彈,預計IC市場將實現兩位數增長。


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