半導體產業的兆元級時代即將來臨,美商應用材料(Applied Materials)台灣區總裁余定陸12日表示,下個科技大潮流是人工智慧AI和aiot互聯網時代,生產翻了10倍,市場規模翻了2倍,半導體產值在2030將成為兆元級市場,以前所未見的飛速發展,但產業也面臨挑戰,他把包括成本、碳排在內的5大挑戰稱之為5C的挑戰。
工研院於12日攜手國際合作產業巨擘舉辦「創新50 洞見新未來」國際論壇,由美商應材台灣區總裁余定陸發表大會主題演講,他表示,半導體產業自1980年起分成四個時代大躍進,從傳統電腦到行動通訊, 下個時代將是AI 和aIot互聯網時代
半導體市場,在2030年將達到兆元
「生產翻了10倍,市場規模翻了2倍,半導體市值到2030年將成為兆元等級的市場,以前所未見的飛速發展,然而隨著需要處理的資料越多,對晶片的需求就越大,消耗能源就越多。」余定陸說。
他舉例說,20年前一台汽車僅用100顆晶片,現在一台電動車要用到7千顆,而且電動車的市占率才1%,因此未來成長性非常可觀。另外,從乾淨能源的太陽能、風力發電都要仰賴智慧電網的控制,從發電、儲存到配送,每1個MW(千瓩)需要使用3000-4000美元的晶片成本才能有好效果,並將刺激另一個半導體產業。
產業遇到5C挑戰,半導體越來越複雜
然而半導體界也面臨5C的挑戰,第一個C是complexity複雜度,余定陸指出,半導體製程越來越複雜,從以前的Planar到現在的FinFET、GAA等。任何新的研發從學校實驗室到設備廠、到半導體廠實際測試使用,耗時10年。越來越複雜也使得成本越來越高,產生了第二個C也就是COST成本的問題。
第三個C是需要更多人材的投入,余定陸強調,面對即將到來龐大的市場需求,投入半導體產業的人力要比目前多出一倍,因此他把第三個C稱之為「College Gards」。
成本上升,也要做出市場負擔的起產品
再來是Cadence,即摩爾定律的失效,余定陸說,過去大家靠的是摩爾定律,每18個月半導體上可以含蓋的電晶體數量多1倍,使得半導體製程從45奈米到32奈米只需要1.8年、32到22奈米需要2年、但10奈米以下每前進一個製程需要2.5年到4.5年。
最後一個C是Carbon Emissions,碳排或者耗能的議題,「在google搜尋一個字需耗能0.3瓦,使用現在最夯的ChatGPT搜尋一個字要耗能10瓦。」余定陸再舉例,從20奈米進入到2奈米,產生的碳排足足多了一倍。
另一方面,余定陸指出,半導體業也必須確定所有的晶片都有達到他的功能(Performance),耗能必須符合標準(power),以及它的成本必須是區域市場負擔的起(area cost),流程、製程、材料上的創新都要同步,被他稱之為3個P。他說,這些挑戰無法靠單一公司來達到,要跨界的合作,生態系的整合,才能一起搭上浪潮。