洞悉2025年全球半導體產業趨勢與競爭力

【撰文／鄒明珆】

全球半導體市場持續擴張，臺灣半導體產值隨之攀升，AI與高效能運算應用成為關鍵成長動能。然而，隨著技術快速演進、地緣政治變局交織下，產業面臨結構重塑與競爭加劇的挑戰，從IC設計、先進封裝到政策布局，2025年將是半導體產業關鍵轉折的一年，各界正加速布局，力求在變局中掌握優勢。

隨著全球通膨壓力逐漸緩解，終端市場買氣回溫，2024年全球半導體產業迎來強勁反彈，市場規模達6,305億美元，年成長率達19.7%，表現優於預期。根據世界半導體貿易統計協會（WSTS）預測，2025年全球半導體產值將上看7,009億美元，年增率達11.2%。

在這波成長浪潮中，AI與高效能運算（HPC）仍是主要驅動力，而臺灣半導體產業表現更為亮眼，2024年產值突破新臺幣5.3兆元，預估2025年將達6.3兆元，再次展現臺灣在全球供應鏈中的穩定競爭實力。

AI持續驅動半導體動能

工研院產業科技國際策略發展所經理范哲豪指出，在生成式AI帶動下，半導體應用與製程技術正快速進化。從AI晶片、記憶體、高速資料傳輸到先進封裝，相關技術領域都有明顯升溫。

以AI處理器為例，2024年成長率高達219%，根據國際研究機構Gartner預估，2025年仍將維持高速增長。隨著資料中心對高速傳輸與低延遲的需求日益增加，共同封裝光學（CPO）與高頻寬記憶體（HBM）等新興技術的解決方案，正快速地崛起。

同時，全球政經情勢變動也重塑了供應鏈樣貌。范哲豪指出，從2017年記憶體超級循環、2021年疫情加速數位轉型，到近年地緣政治影響，產業模式正逐步由追求成本效益的專業分工，轉向重視在地製造與區域平衡布局。如何在AI浪潮中掌握成長契機，並在技術與區域競爭下鞏固優勢，將是2025年半導體產業的關鍵課題。

AI技術加速落地　晶片設計向雲融合

AI應用快速落地，正大幅改變IC設計產業的發展格局，由資料中心逐步延伸至邊緣端與終端裝置。工研院產科國際所產業分析師王宣智指出，2024年全球半導體設計市場預估年增29.5%，其中AI處理器年成長率更高達219%。

晶片設計也因應AI模型的演進而加速轉型。大型AI模型需具備支援「擴展法則」（Scaling Law）的預訓練與推論能力，推動高算力與高頻寬記憶體的快速發展。例如NVIDIA Rubin平台採用HBM4記憶體，並採用台積電的COUPE與SoIC-X先進封裝技術，推動AI算力從垂直擴展邁向水平延伸。

AI模型優化技術，如量化、剪枝與知識蒸餾等方法，使中小型模型在維持推論效能的同時，大幅降低運算資源需求，展現出接近大型模型的表現。配合輕量化與高能效架構的晶片設計，AI得以部署於資源受限的邊緣裝置上，實現低功耗、低延遲的推論能力，有效回應使用者對即時性與隱私保護的高度需求。

在平台端，AI部署也同步加速。NVIDIA推出DGX Spark與DGX Station等個人推論平台，支援2,000億至兆參數模型；在個人端與企業端，Intel、AMD與Qualcomm則完善AI個人電腦的產品線；新一代專業AI顯示卡更大幅提升記憶體與運算效能，滿足多樣化應用需求。

此外，智慧眼鏡等新型裝置興起，也推動終端晶片技術升級。聯發科與高通推出支援多模態模型的手機晶片，為智慧裝置帶來更強大的AI運算力。王宣智指出，AI技術與應用正加速融合，帶動IC設計從單一應用場景，邁向跨平台、跨載體的整合布局，也為臺灣IC設計業者開啟全新的戰略視野。

矽光子共同封裝光學邁向商用化

具備高頻寬、低功耗與異質整合優勢的矽光子共同封裝光學技術，已成為支撐AI超級運算架構的潛力解決方案。然而，邁向商用仍面臨多項技術挑戰。工研院產科國際所產業分析師張筠苡指出，「對位精度」、「元件散熱」與「測試流程協同」三大課題，是從實驗室技術走向量產應用的關鍵門檻。

首先，封裝階段須實現光纖或波導與晶片之間的亞微米級精密對位，稍有誤差即可能導致訊號損耗。業界因此導入逆錐形波導、光柵陣列等高容錯設計，並運用自動化六軸對位設備以提升組裝精度。

其次，元件散熱也是共同封裝光學導入實際應用的重要挑戰。當光學元件與晶片共同封裝，功率密度大幅提升，若散熱不及，恐影響雷射元件壽命與效能穩定。為此，冷板與金屬導熱材料結合成為解決方案，亦有業者開發局部液冷技術以精準控制熱點。

第三，封裝與測試流程需高度整合，與傳統可插拔模組相比，矽光子模組在封裝前須完成更複雜的光電測試，以降低封裝失敗的風險與成本，產業需要導入高密度測試平台與電光混合測試架構，並推動測試規範的標準化。

儘管挑戰重重，矽光子已站上量產應用的關鍵轉折點。張筠苡指出，從NVIDIA、Intel到Marvell與Broadcom等國際大廠，皆積極優化封裝與光引擎設計，並投入量產平台建構與測試自動化；臺灣則透過產學研合作，推動矽光子聯盟與異質整合共通平台，完善在地生態體系。

整體而言，矽光子共同封裝光學正從研發走向量產落地，其所串連的供應鏈整合與製程升級，將成為驅動AI時代下高效能、低功耗運算的關鍵支柱。

政策重塑全球版圖　企業鏈結成關鍵

在地緣政治壓力持續升溫以及AI應用與技術驅動下，全球半導體供應鏈呈現高度重組態勢。美國、歐洲與日本持續透過半導體政策吸引製造業落地，不僅提高區域製造能量，也為全球半導體布局帶來新變數。工研院產科國際所產業分析師李佳蓁表示，半導體政策正持續強化區域韌性，且為各國推動半導體製造自主的主要推動力。

美國晶片與科學法案在去年底政權轉移之際，核准台積電、Intel、美光等關鍵廠商的鉅額補助，分別在亞利桑那州、俄亥俄州與德州等地布局先進製程與封裝生產基地。半導體在地製造為美國的重要目標，因此未來美國亦可能會持續透過其他政策工具，促進半導體製造廠商赴美投資。歐洲方面，歐盟持續推行歐洲晶片法案，補助大廠在歐洲建立產能，同時強化自身研發能力。近期，歐盟亦針對相關措施之成效進行檢討評估，期望後續藉由修正以更貼近目前當地產業的需求。日本近期則透過推出新政策框架，建立更穩定且可預期的政策環境，同時透過修法發揮政府財政槓桿效應，以期吸引更多民間投資參與相關半導體計畫。

另一方面，東南亞與印度因具備風險分散與鄰近終端市場的優勢，迅速成為國際企業供應鏈重構的首選。TI、美光、ASE等企業在馬來西亞、新加坡與菲律賓等地積極擴建封裝與測試設施，不僅對應地緣風險，也強化供應鏈彈性與成本競爭力。

整體而言，政策驅動正加速全球半導體產業的區域化發展，也同步考驗企業對供應鏈上下游的整合能力。在面對不確定的貿易局勢與技術管制風險下，廠商唯有提升鏈結力、靈活部署多元市場，才能在全球競爭與區域化浪潮之間穩住自身優勢。