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从技术到市场,超越摩尔对半导体行业的影响

早在几年前,半导体行业已进入了全新的时代。但凡是人们能触及到的硬件产品,包括但不仅限于PC、NB、手机、汽车、可穿戴等,它们都被赋予了“智能化”的新需求。为了顺应这一市场趋势,终端厂商的解决方案多数是把内存处理器和AI、大数据等新兴技术结合在一起,通过互联网让物与物之间、物与人之间实现互通互联,并不断提升数据的处理速度,把所需的能耗变得越来越低。然而,这还不够……

在今日开幕的2019 ASPENCORE全球CEO峰会上(更多精彩演讲内容可观看现场直播),来自全球半导体产业研究机构Yole Développement公司的总裁兼首席执行官Jean-Christophe Eloy,带来了题为《超越摩尔是如何成为半导体行业的领导力量》的主题报道。他从全球技术路线图、电子发展大趋势、具体的案例研究、新的传感能力、半导体材料的发展与未来等多个方面,详细阐述了超摩尔定律的发展与影响,并预测了今后全球半导体的市场趋势,与业界同仁一起探索面对市场新需求的应对之策。

据介绍,Yole Développement是一家1998年创立的产业研究机构,专注于半导体&软件、生活科学&医疗保健、光电&传感&显示、电力&无线四大行业领域。

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技术:五大行业的新变化

1.    智能手机

首先是智能手机的趋势变化,过去20年手机技术的发展非常迅猛。单从传感器来看,从2007年手机内部搭载5个传感器,发展至2014年的12个传感器,可能到2021年将会有19-20个传感器都被“藏”在一部小小的移动手机之中,这是一个令业界兴奋的数据。

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Jean-Christophe Eloy指出,手机内在的元器件体积越来越小,被集成的功能越来越多,这要求各个组件之间的适配度更高。无论是射频前端的架构、还是5G时代中的天线架构、甚至是未来出现的新架构,都需要协同发展下去。这是由巨大市场需求引导出来的现代集成架构能力。

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2.    汽车

汽车行业在安全、自动驾驶等方面也产生了许多新需求。为了实现更高的安全性,电动车的马达就非常关键,要考虑到充电模组等器件,整个系统要稳定发挥性能,让系统更高效的运转,因此“一个模块化的系统”这一需求应运而生。这个“系统”被要求具备抵抗高温的性能,无论是什么充电器、充电场景都能安全地工作。Jean-Christophe Eloy认为,在这一方面,中国的比亚迪做得非常优秀。

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3.    可穿戴

在可穿戴领域中,医疗佩戴装置的需求是很大的。医生和护士可以通过智能可穿戴设备,轻松检测血压、心跳等身体关键数据,让医院的效率变得更高,患者的体验更好。此外,个人健康领域的可穿戴市场也同样值得关注。如果可以在第一时间,通过可穿戴设备了解自己的身体状况,这是非常必要的。

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同时Jean-Christophe Eloy认为,可穿戴的市场还可以延展至增强智能(Augmented Intelligence)的区域之中,比如说健康的场景、汽车的场景等等。这里说的“增强智能”并非是传统的人工智能(AI),不是用人工智能取代人的智力,而是用机器来增强人的智力。“我相信,在未来几年内,增强智能会应用到各行各业,并衍生出更多的新技术。”Jean-Christophe Eloy说道。

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4.    传感器

众所周知,人类的感官是有限的,但MEMS和传感器将有所帮助。“MEMS和传感器将帮助我们超越可视范围,可以带来增强感知的新功能,如情感/同理心感知。这就是传感器的用武之地。”Jean-Christophe Eloy表示。

然而,传感器更大的功能不仅在于感知,而是预测。当通过传感器得到信息、得知运动的趋势之后,系统就有能力去预测下一步的动作;这样一种感应能力会把整个半导体技术推向到下一个阶段。例如亚马逊公司(Amazon Inc.)正在开发一款语音激活的可穿戴设备,可以识别人类的情绪,这会相当有趣。

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至于MEMS,新一轮的创新浪潮即将到来。从机械波感知到声学/声音感知,再到电磁波感知,又一个10年的研发周期来临。

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5.    半导体材料

硅是很重要的,但是硅不是唯一的材料。随着电子行业、照明行业等众多行业的技术演进,越来越多的新材料应用诞生,具体分类请见下图。

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这些新材料都能进行很好的融合。业者可以根据某种特定的产品和性能不同的目标,把各种元素和材料融合在一起,产生不同的效果。

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电力电子是半导体产业中关键的一环,它推动着应用不断的深入发展和渗透,也促进了大趋势的发展和融合。对此,Jean-Christophe Eloy分析了2019年“SiC在电力行业的商业模式”,并对“2018-2024年动力SiC设备市场收入”的数据进行了分享。

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Jean-Christophe Eloy指出,现在越来越多的公司从原来只使用硅基,到现在使用复合材料开发新应用,这是有目共睹的进程。硅基未来的发展趋势是目前的5倍,发展潜力非常巨大。预计到2024年硅基市场规模将达到19.3亿美元,自动驾驶将会占到49%的份额。

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通过以上五大行业的观察,Jean-Christophe Eloy指出,技术的创新升级固然是趋势之一,但后续的制造生产、应用落地也至关重要,因此供应链方面也有新的变化趋势。在供应链中,一般由OEM、系统公司去主导,近年来也有一些新的公司、新的组织加入,让制造厂商在生产的领域走得越来越顺。在中国已经有深入挖掘供应链的企业,利用数据中心改变供应链形态,取得了很好的成效。

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趋势:市场的爆发,从晶圆开始

至于未来半导体的市场趋势,Jean-Christophe Eloy认为,要从晶圆的成长讲起。“首先要看晶圆的尺寸,分析尺寸、性能。通过这些了解,我们能够知道晶圆应用到具体的材料和效果。2017年生产出来的晶圆是达到1.1亿;2023年将达到1.87亿。这些数目涵盖了大数据芯片、4寸和12寸的晶圆。我们需要了解它的发展趋势,并且了解晶圆的尺寸,然后相应作出一些调整。”

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“此外,我们还需要更多了解尺寸和性能之间的关系,并把它应用在不同的领域当中,这些都是至关重要的。无论是自动驾驶还是健康领域、感应器、通讯、物联网等,都会产生更多的新应用。通过这些分析会非常有趣,能够知道未来的晶圆和相关的半导体市场趋势。”Jean-Christophe Eloy最后补充道。

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原创
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Momo Zhong
国际电子商情(Electronics Supply and Manufacturing-China)助理产业分析师,专注于PCB、电子工程、移动终端、智能家居等上下游垂直领域。
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