先進製程 : 2兆台幣大商機

2024/05/05閱讀時間約 6 分鐘

半導體市場強勁成場

隨著AI人工智慧、HPC高速運算的快速發展，半導體產業需求持續增加，據工研院數據 (2023.12月) 顯示，全球半導體市場將在2024年恢復成長趨勢，年成長率達16.8%，市場規模達6,240億美元(約台幣18兆)。另根據IDC 預測，到 2032 年全世界的半導體產業產值將達到 1 兆美元。

圖片來源：工研院

展望2024年，台灣半導體產業產值將達4.9兆台幣，相較2023年4.3兆元增幅達14.1%。台灣以先進製程技術引領 AI、5G、HPC等領域發展，推動台灣半導體產業在2024年邁向新高峰。

生成式AI市場受惠

在Bloomberg Intelligence (2023.6月) 報告指出，生成式 AI 市場可望迎來爆發性成長，2032年市場規模有望成長至 1.3 兆美元(約40兆台幣)。

圖表來源：Bloomberg

另外，根據DIGITIMES最新(2024.4月)《生成式AI Special Report》指出，生成式AI市場規模將在2024年達到400億美元，2030年將成長至1.5兆美元，2022~2030年複合成長率(CAGR)達到83%。

AI帶動先進封裝需求

根據 Precedence Research (2023.11月) 全球先進封裝市場預計在2032年將達到684.9億美元(約2兆台幣)，從2023年到2032年，將以8.30%的顯著年複合成長率增長。

圖表來源：Precedence Research

亞太地區在先進封裝市場中佔據主導地位，2022年的市場份額超過65%，亞太地區先進封裝市場規模到2032年將達到410.9億美元 (約1.2兆台幣)，並在2023年至2032年期間以8.30%的年複合成長率增長。

圖表來源：Precedence Research

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為何需要先進封裝？

生成式AI模型ChatGPT、Stable Diffusion、Midjourney、Sora等，由於其結構複雜和高速運算需求，對使用之晶片封裝技術需求極高。這些技術，如2.5D和3D 封裝，可以在更小的空間內整合更多功能強大的處理器(GPU等)和高頻寬記憶體HBM; 能有效提高晶片間的數據傳輸速度，同時降低能耗和延遲，從而讓AI模型更快速和準確地執行學習與推理任務。

隨著技術的發展，如台積電、英特爾和三星等半導體巨頭皆積極投資於InFO、CoWoS、SoIC等先進封裝技術，以支持日益增長的AI應用需求。

台積電具有CoWoS封裝技術，正積極擴充生產能力，於AI晶片代工市場居於領先地位，市佔率接近100%。台積電AI營收佔比為6%，預估到2027年將達到18%。台積電相關產業鏈不僅受益於整體半導體產業復甦，也隨著台積電提高在地化供應鏈比重提升而受惠。

台積電先進封裝技術

台積電於2022年推出「3D Fabric」先進封裝平台，整合了SoIC、InFO、CoWoS等技術。此平台在產品設計上提供極大的靈活性，支持整合邏輯chiplet、高頻寬記憶體(HBM)和特殊製程晶片。

圖表來源：工商時報

台積電CoWoS技術有三大規格，分別為CoWoS-S、CoWoS-R及CoWoS-L，差異在矽中介層材料以及可封裝的高頻寬記憶體HBM數量。

CoWos 技術規格 (圖表來源:CMoney研究團隊整理)

目前市場主流為CoWoS-S，AI伺服器、高效能運算產品如Nvidia H100、AMD MI300皆使用CoWoS-S，但缺點為生產成本較高。

CoWoS-L為目前台積電最新技術，在矽中介層中加入主動元件LSI，提升晶片設計與封裝整體彈性，可以堆疊多達12顆HBM3(更新一代HBM)，成本比CoWoS-S低，預計將於2024年推出，有望成為未來新一代AI晶片CoWoS技術主流。

集邦科技估計，台積電至2024年底CoWoS產能將擴至每月4萬片，較2023年大幅提升逾150%，2025年總產能有可能幾近倍增，其中輝達需求比重將占超過一半水準。

半導體先進製程示意圖

(以下表格為多多獨立完成，若內容有誤請各位先進不吝指教，感恩！)

圖表製作: Instagram 多多學投資

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先進製程廠商

半導體先進製程資本支出中，前段製程(晶圓廠)設備占比高達80-90％，主要由五大設備供應商提供: (這五家公司佔全球半導體設備達70%)

美國應用材料 (Applied Materials )、美國科林研發(Lam Research)、美國科磊(KLA)、東京威力科創(TEL)、荷蘭艾司摩爾(ASML)。

台廠在前段製程設備著墨較少，主要切入點為設備代工、代理商、廠務工程、後段製程設備、零組件維修與通路等業務。

半導體設備市場規模

SEMI國際半導體產業協會台灣區總裁曹世綸表示：「半導體設備市場歷經多年歷史性榮景，2023年出現循環性調整，2024年市場可望回溫，預估2025年受惠於新晶圓廠成立、產能擴張、以及先進技術和解決方案需求看漲的利基下，將迎來強勁反彈，帶動前段和後段製程設備需求成長。」在前段及後段製程推動下，半導體製造設備銷售預期於2024年回升，並在2025年創下1,240億美元新高。