受到疫情、智慧型手機/車用電子市場回溫、美中貿易戰影響，全球半導體市場2020年下半年起面臨急遽成長的需求，晶片產能供不應求、缺貨已成為市場常態。除此之外，資策會資深產業分析師兼產品經理鄭凱安指出，隨著新興應用持續發展，物聯網晶片AI化、汽車電氣化以及化合物半導體，成為後疫情時代推動半導體產業成長的主要動能。
物聯網晶片AI化
首先，物聯網晶片走向多元發展，從早期雲端運算逐漸走向邊緣運算，邊緣運算不但能減少雲端傳輸負載和功耗，達到去識別化和保密的效果，還能提供終端使用者即時的服務。隨著應用多元化的趨勢下，物聯網晶片也產生不同的運算能力與硬體配置需求，使得RISC-V和Arm等精簡指令集產品架構，成為物聯網晶片開發的主要選擇。
圖1 物聯網晶片走向多元發展
汽車電氣化
汽車產業的變革關鍵字稱為C.A.S.E，代表未來導向的四大領域，包含聯網科技(Connected)、智能駕馭(Autonomous)、共享與服務(Shared & Services)和電能驅動(Electric)。
隨著電氣化，電池和馬達引入驅動系統後，汽車對於電控晶片需求逐漸增加，從內燃機(ICE)到電動車，無論是DC/DC或是AC/DC之間的轉換，皆需要功率半導體支持，這些應用包含變頻、變壓、整流、功率放大、電源管理等，因此半導體的需求隨之增加。
圖2 汽車電氣化帶動車用半導體高度需求
由於自動化、自動駕駛需要更精準的感測與安全，因此雷達、LiDAR攝影機等感測裝置數量與功能需求將持續成長，也是未來市場成長的主要動能。此外，感測裝置後端的訊號分析整理，亦需要半導體晶片支持。
另外，車聯網的三大應用，包含車載資訊娛樂(Infotainment)、車載資通訊(Telematics)和車體狀況監控(Body/Diagnostics)，皆需要聯網裝置的支持，故自駕車具高功率需求，且需特別強化電磁干擾(EMI)防護，避免元件間相互干擾，影響中央運算系統、閘道器對資料收集的精確度和分析判斷，這也驅動汽車市場對高速處理器、感測器、控制器、通訊晶片等元件的強烈需求。
化合物半導體需求
化合物半導體的需求，強調的是第三代寬能隙半導體碳化矽(SiC)和氮化鎵(GaN)，因為材料特性的不同，在應用上也有所區別。碳化矽在導熱性上具備較多優勢，適用於高功率元件應用，如高鐵、電動車和工控等領域；氮化鎵則擁有較高的電子遷移率(Electron Mobility)，開關速度較快，適用於高頻元件應用，如微波射頻、資料中心等。雖然現階段碳化矽和氮化鎵的成本仍高於矽(Si)和砷化鎵(GaAs)元件，但以年平均成長率20%逐步滲透市場。
圖3 化合物半導體逐步滲透新興應用
台廠參與寬能隙化合物半導體元件之生產，以基板、磊晶與晶圓代工為主，磊晶方面，如嘉晶、環球晶、晶成等廠商；代工方面，如漢磊科、晶成、世界先進、台積電等廠商；目前國內廠商發展偏重氮化鎵，基於矽晶圓取得成本較低，初期多聚焦矽基氮化鎵(GaN-on-Si)技術與應用，但近年在SiC晶圓發展下，碳化矽基氮化鎵(GaN-on-SiC)也漸有成果。