AI驅動下 半導體產業的突破與機遇
工商時報
2024年08月07號
作者 工商時報 產業分析
「2023年，全球半導體市場達到5,269億美元，預計2024年將成長至6,112億美元，年成長率達16％，其中，AI的發展從決策式AI躍進至生成式AI，是非常關鍵的原因。」工研院產業科技國際策略發展所經理范哲豪指出，AI的迅猛發展，正替人類生活帶來巨變，無論是生成式影片技術或是讓大型語言模型（LLM）具備視覺、聽覺能力的技術，都無一不說明AI還有極大潛力尚未發揮。
范哲豪認為，雖然受到通貨膨脹和終端市場需求疲弱的影響，全球半導體市場在2023年經歷了一些波動，但今年整體復甦的趨勢沒有變化，生成式AI的興起，不僅帶動了伺服器需求，更進一步擴展到各種裝置端的智慧型應用。
●更多終端應用將帶動AI伺服器需求
「生成式AI將逐步落地至更多終端裝置的應用，帶動新一波AI伺服器需求，AI PC與AI手機將成為終端消費市場成長的新動力。」范哲豪表示，生成式AI技術在近年的迅猛發展，使得半導體產業迎來全新的發展機遇，不僅驅動伺服器需求，更帶動包括智慧型手機、個人電腦以及各種物聯網（IoT）裝置在內的廣泛應用。未來市場需求將更加多元化，因為這些應用場景需要更高效能的半導體元件，這樣的趨勢下，國際大廠紛紛投入高性能運算（HPC）晶片的研發與應用市場的布局，從而推動了整個半導體市場的需求增長。
IC產業在生成式AI時代中也迎來新的發展契機。工研院產科國際所產業分析師王宣智引述數據表示，2023年全球IC設計市場規模已達到2,345億美元，預計2024年將成長至2,765億美元，年成長率達18％。雖然市場成長迅猛，但也對IC設計產業帶來不小的挑戰。
「IC設計業者應該關注技術創新和市場需求之間的平衡，」王宣智說，拜生成式AI熱潮，市場對於能夠快速處理大量數據並具備高效能的晶片需求大幅上升，IC設計公司必須不斷提升技術水平，以滿足市場對於效能更高、功耗更低晶片的渴求。
●IC設計業迎來多元應用，必須在創新與需求之間求取平衡
然而，百花齊放的多元應用，也讓IC設計業者面臨更多變數和不確定性，不同的應用場景對晶片的要求各異，智慧型手機、個人電腦、物聯網裝置等各項應用所需要的晶片設計都不相同，IC設計業者必須不斷創新，擁有更靈活、更快速因應市場變化的能力，隨之而來的就是市場比以前更難預測、成本比以前更難控制。
「找到平衡點才能在市場立於不敗之地。」王宣智針對IC設計產業的商業策略提出建議，那就是加強與上下游企業的合作，形成完整的生態系統，以提升市場競爭力。
工研院產科國際所產業分析師劉美君則提出，IC設計產業在生成式AI時代最需要關注的4個重點技術，也就是異質整合、高效能封裝技術、矽光子製造技術，以及專用AI加速處理器（AI Accelerator）。
「在生成式AI系統中，資料中心伺服器面臨資料量急速攀升、頻寬亟需擴大，而功耗卻暴增的挑戰。」劉美君指出，不論是生成文字、圖像、音樂等，生成式AI的蓬勃發展不斷超越人們對AI的想像，專用AI加速處理器則是一種專為加速AI運算而設計的晶片，應用範圍包括智慧型手機、個人電腦、物聯網裝置以及資料中心等，滿足各種複雜的AI應用場景，對大規模數據處理和高效能計算的需求，顯著提升AI模型的運算速度和效率。
以光電整合為基礎的矽光子製造技術，能夠大幅提升資料傳輸速度並降低功耗，這對於建構高效能、又可靠的生成式AI系統至關重要。劉美君補充道，這些技術的進步不僅能提升運算效率，還能減少能源消耗和營運成本，進一步推動生成式AI在各行各業的廣泛應用，從而帶來更大的商業價值和市場機遇。
談到半導體產業的未來展望，范哲豪認為，半導體產業正面臨著前所未有的機遇與挑戰，生成式AI不僅推動了伺服器需求的成長，也正在刺激個人電腦、智慧型手機、物聯網裝置在內，以及更多終端裝置的發展。見證AI應用多元化的同時，可預見半導體創新技術將持續被催生，讓整體產業保持強勁的增長勢頭。
「生成式AI將持續推動半導體產業的飛躍性成長，兩者之間形成相輔相成的良性循環。」范哲豪說，從異質整合到高效能封裝，再到矽光子技術和3D封裝，每一項技術的進步都在推動整個半導體產業向前邁進。未來，隨著更多創新技術的應用和市場需求釋放，半導體產業將繼續保持強勁的增長勢頭，商機不可限量。
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