關鍵圖表
- Advertisement -
Edge AI助力 2022年智慧製造市場規模逼近3,700億美元
隨著消費端走向客製自主消費、製造端面臨缺工問題日甚，促使製造業須具備能適應快速多變且多元環境的能力，製造系統變得較過往而言更加複雜。而拜新技術成熟發展所賜，製造業現今可藉由部署先進的感測技術並結合AI演算法、導入機器人等科技，進而提高資訊可視化及系統可控性，進一步推升工業4.0智慧製造的發展。根據TrendForce旗下拓墣產業研究院預估，2022年全球智慧製造的市場規模將會逼近3,700億美元，年複合成長率達10.7%。
奠基於虛實整合的基礎，智慧製造在應用端相當多元，從規模較大的智慧工廠、智慧供應鏈、現場災害回復，乃至自動物流車、簡易型機器手臂等皆是使用案例。綜觀2019年產業動態與德國漢諾威工業展(Hannover Messe)等指標性活動，現行智慧製造以協作機器人(Cobot)、數位雙胞胎(Digital Twin)、預測性維護(PdM)、無人機、製造執行系統(MES)、AI應用等為發展焦點，Universal Robots、Siemens、STMicroelectronics、Xilinx、GE等廠商亦持續推陳出新強化布局。
鑒於智慧製造帶出的龐大數據量將排山倒海湧向企業，延遲性與頻寬成本已讓製造業從雲端技術逐漸轉向邊緣運算。而數據海量化、分析精準化以及硬體高效化等三大驅動力也使AI從雲端往終端設備邁進，推升邊緣結合AI的趨勢。
Edge邊緣運算處理是具地緣關係的AI運算，透過於靠近數據產生源處進行收集處理，並結合參數學習等AI技術讓設備能做到缺陷即時偵測、使用狀況預判等用途，讓機器不需時時聯網、減少運算資源，仍能具備部分決策力與即時反應力，成為預測性維護的重要基礎，同時亦可強化工業機器人的即時協作。而將資料留在當地取代回傳雲端，也更能滿足製造業提升數據資安與隱私的需求。
智慧製造與Edge AI的連結為製造業帶來即時決策、降低成本、營運可靠及提高安全等優勢，也使精密機械蛻變為名副其實的智慧系統。現行從晶片大廠NVIDIA、Intel、Qualcomm、NXP，乃至雲端龍頭AWS、Google、Microsoft等皆積極投入該領域。台廠若要切入Edge AI的市場，考量產業優勢及政府資源挹注，晶片仍是最好發揮的著力點，並成為串連上下游廠商的發動機。
從自動化到智動化，TrendForce指出，工業4.0的浪潮持續推動企業數位轉型，物聯網、大數據、機器人等技術也成為打造智慧製造的重要節點。然而，不論是工業物聯網布建、智慧製造的導入、抑或智慧工廠的建置，由於耗時較長且所費不貲，對企業而言皆非一蹴可幾，在佈署及執行過程中可透過工業物聯網聯盟(IIC)等組織提出的工具來評估自身的成熟度，進而調整步調與方向，如根據基礎設施的完成度來選擇被動性維護、預防性維護、以及預測性維護的採用。
全球智慧音箱出貨 2019年Q2飆升96%至3030萬台
根據Strategy Analytics的最新研究，智慧音箱的全球銷量在2019年第二季持續飆升，達到3030萬台，幾乎是2018年同期的兩倍。亞馬遜以21.9%的市占率保持領先品牌，但其市占率已從2018年第二季的29.1%下降。谷歌保持第二、其次是百度、阿里巴巴和小米。與去年同期相比，蘋果的智慧音箱銷售額成長81%，但其市占率略有下降，並保持在第六位。
Strategy Analytics表示，全球所有地區的第二季銷售額皆較去年成長，較2019年第一季也是，亞太地區仍然是最大的市場。中國對智慧音箱需求的持續成長使2019年全年的全球預測略微增加至1.488億部，總計在2019年底全球智慧音箱的安裝量將超過2.6億部。
Strategy Analytics指出，智慧音箱的需求幾乎沒有出現緩和的狀況，即使在像美國這樣已達到30%家庭普及率的市場。在當地語言支援有限的尚未開發地區仍然存在巨大潛力，語言本地化設備在俄羅斯、墨西哥和巴西等大型市場將支持未來幾個月和幾年的需求成長。
矽光子元件2024年產業規模突破50億美元
光子積體的潛力在過去的二十年中一直吸引著光通訊行業，根據產業研究機構LightCounting的研究指出，光學積體元件特別是使用矽光子製造的光學元件，已經開始在市場中占據重要比重。基於矽光子(Silicon Photonics)的產品銷售在2014年開始增加，並在2018年達到近10億美元，較2017年高出18%。
使用矽光子技術的成功開發造成2012~2018年的多次合併和高價併購，除了InnoLight之外，所有成功推出的光學元件新創公司都採用了矽光子技術。這些成功案例將繼續吸引這一領域的投資。值得注意的是，迄今為止所有高價的併購都是由交換機和路由器供應商進行的：Cisco、Juniper和Mellanox。這是因為高階交換器和路由器使用了大量的高速光學元件。
交換器和路由器可能是需要這些高數據速率模組的第一個網路設備。光學元件占交換器和路由器總成本的比例越來越大，並且通常是下一代產品的關鍵設計因素。內部採用矽光子技術可以在降低成本和縮短上市時間方面為設備製造商提供優勢。
鑑於目前商業產品成功LightCounting預計未來五年矽光子IC的銷售將大幅成長，從2019年的約10億美元增加到2024年的50多億美元，其中乙太網路設備占比最高。
2030年智慧家庭連網裝置規模挑戰160億個
產業研究機構Strategy Analytics的最新研究證實，Wi-Fi技術的成功促成全球目前有近50億個家用Wi-Fi設備規模。此外，該單位預測新一波Wi-Fi智慧家庭設備即將推動2030年全球家庭設備的規模達160億，將無線家庭作為21世紀初的主要技術趨勢之一。該報告還發現，目前領先的家庭Wi-Fi標準是Wi-Fi 5(802.11ac)，占2019年設備銷售的四分之三。新推出的標準Wi-Fi 6將占2023年設備銷售額的三分之一，可望成為未來主流。
支援Wi-Fi的智慧家庭裝置(如智慧音箱、智慧家電、監視器和恆溫器)的成長將成為無線家庭發展的第三次浪潮。這開始於21世紀初的家用運算設備，隨後是2010年的智慧電視。2019年，智慧電視設備將占所有家用Wi-Fi設備的29%，但到2020年將被智慧家庭裝置所取代，最終將占據使用中Wi-Fi設備的60%以上。
2021年全球增強智慧商業價值將達2.9兆美元 決策支援占鰲頭
產業研究暨顧問機構Gartner預測，2021年全球增強智慧(Artificial Intelligence Augmentation)將創造2.9兆美元的商業價值，並貢獻約62億小時的工作產能。Gartner研究副總裁Svetlana Sicular表示：「增強智慧強調的是人們如何善用人工智慧獲益，但隨著人工智慧技術不斷演進，結合人類和人工智慧能力的增強智慧，將帶給企業最大效益。」
Gartner的人工智慧商業價值預測報告顯示，企業認為所有人工智慧種類中，決策支援/擴增將帶來最高的商業價值，也是初期採用障礙最小的項目。2030年時，該項目會超越其他類的人工智慧專案，成為產出價值最高的類別，占全球人工智慧商業價值44%。
Gartner研究指出，提升客戶體驗是人工智慧商業價值產出的主要來源。增強智慧不但能減少錯誤率，亦能大幅提升客戶便利性並提供更個人化的服務。許多過去僅為少數人提供的服務，現今都能在增強智慧的輔助下大眾化。Svetlana Sicular指出：「增強智慧的目的是讓自動化更有效率，並透過一點人情味和常理來管理自動化決策的風險。現在許多人對於人工智慧工具、服務和演算法抱著高度期待，卻忽略人工智慧的最終目的是讓人類更好、更聰明及更快樂，而非創造一個以機器為中心的世界。增強智慧是透過人工智慧邁向成功的方法，它讓機器和人類皆能達到最佳表現。」
Gartner將增強智慧定義為人工智慧與人類為了增加認知表現(Cognitive Performance)，展開以人為中心的合作模式，包括學習、決策和創造新體驗。
2018~2024年碳化矽CAGR達29%
根據產業研究機構Yole Développement(Yole)碳化矽(SiC)功率半導體市場產值到2024年將達到19.3億美元，該市場在2018年到2024年之間的年複合成長率達到29%。而汽車市場無疑是最重要的驅動因素，在2024年汽車應用約占總市場比重的50%。
主要市場驅動因素是汽車市場，Yole在其SiC報告中宣布。預計2024年汽車市場總量將達到約10億美元，市占率為49%。SiC已經在OBC中使用，並且這種應用將在未來幾年中得到廣泛開發。隨著特斯拉導入SiC技術，市場已經達到了不可逆轉的地步，關於其他汽車廠商是否也會採用的討論是今年的熱門話題。繼特斯拉之後，比亞迪也將發表SiC逆變器。
最近，汽車產業已投入超過3000億美元用於電動車(xEV)的開發，這與傳統內燃機汽車市場形成鮮明對比，xEV市場是Si功率元件的主要市場驅動因素。在採用SiC的背後，Yole的分析師也指出了封裝問題。根據Yole的報告，只有意法半導體和丹佛斯有能力提出他們的專業知識，在SiC供應鏈中仍然存在許多挑戰。
先進封裝不畏逆風 2024年產業規模達440億美元
半導體產業正處於轉折點。CMOS技術發展速度放緩，加上成本不斷上升，促使業界依靠IC封裝來維持摩爾定律的進展。因此，先進封裝已經進入最成功的時期，原因來自對高整合的需求、摩爾定律逐漸失效，運輸、5G、消費性、記憶體與運算、物聯網、AI和高效能運算(HPC)的大趨勢。
市場研究和戰略諮詢公司YoleDéveloppement(Yole)最新研究指出，在經歷了兩位數的成長並在2017和2018年實現創紀錄的營收之後，Yole預計2019年半導體產業將出現放緩。然而，先進封裝將保持成長趨勢，同比成長約6%。總體而言，先進封裝市場將以8%的年複合成長率成長，到2024年達到近440億美元。相反，在同一時期，傳統封裝市場將以2.4%的年複合成長率成長，而整個IC封裝產業CAGR將達5%。
預計2.5D/3D TSV IC，ED(層壓基板)和扇出型封裝的最高收入CAGR分別為26%、49%、26%，以不同市場區隔而言，行動和消費性應用占2018年出貨總量的84%。Yole認為，預計到2024年，年複合平均成長率將達到5%，電信和基礎設施是先進封裝市場成長最快的部分(近28％)，其市場比重將從2018年的6%增加到2024年的15%。在營收方面，汽車和運輸部門在2024年將其市占率從9%增加到11%。
2019年手機3D感測用VCSEL產值達11.39億美元
根據TrendForce LED研究(LEDinside)最新紅外線感測市場報告指出，在2019年智慧型手機整體出貨預估衰退的情況下，手機品牌廠商針對下半年旗艦機祭出規格競賽，3D感測模組成為其中一項重要配備。受此趨勢帶動，預估2019年手機3D感測用VCSEL市場產值有望成長至11.39億美元。
TrendForce表示，2019年除了蘋果iPhone仍將全面搭載臉部3D辨識外，包括三星、華為與Sony也規畫在下半年的旗艦機種搭載後鏡頭3D感測(World Facing 3D Sensing)。到2020年估計將有近10款高階機種可能採用3D感測方案，且部分機種將擴大至前後鏡頭皆採用，進一步拉升VCSEL產值。
目前應用於消費性市場的3D感測方案為結構光與飛時測距(TOF)。結構光是以圖案成像，其深度的準確性極高，然而缺點為成本與運算複雜性高，加上專利主要由蘋果掌握，專利壁壘難以突破。
飛時測距的精度和深度不及結構光，但是反應速度快，辨識範圍也更有優勢。飛時測距分為前鏡頭(Front Facing)和後鏡頭(World Facing)，前鏡頭成本相對較高，後鏡頭則需要功率較高的VCSEL。目前主要VCSEL相關供應商為Lumentum、Finisar、OSRAM旗下Vixar、ams、穩懋、宏捷科、VIAVI Solutions Inc.等。隨著3D感測的市場需求興起，未來的手機3D感測將不再只限於單純的臉部辨識與解鎖用途，將進一步延伸至立體景物的辨識以及模型建構及擴增實境等功能。
2023年中國發展智慧城市技術支出達389億美元
產業研究機構IDC日前發表智慧城市研究預測，2023年全球智慧城市技術相關投資將達到1894.6億美元，中國市場規模將達到389.2億美元。中國市場的三大重點投資領域依次為彈性能源管理與基礎設施、資料驅動的公共安全治理以及智慧交通。在預測期間內(2018~2023年)，三者支出總額將持續超出整體智慧城市投資的一半。
智慧城市的建設和發展為新興技術提供了大量的應用，這為技術提供商帶來了極大的發展空間。IDC希望通過智慧城市支出指南説明技術提供商瞭解各個細分領域的情況，探尋不同地區的市場機會並推出具有前瞻性的市場解決方案。在本次預測期間內，中國市場支出金額占比前三的應用與其重點投資領域保持一致，依次為智慧電網、固定智慧視訊監控以及智慧公共交通系統。2019年，三類應用的投資規模約占支出總額的43%，而到2023年，這一比例將下降至37%。隨著智慧城市相關技術的發展，應用將呈現多樣化趨勢，成長快速的新應用影響力將會逐漸擴大。在預測期間內成長最快的應用依次為數位雙胞胎、V2X(車聯網)技術以及開放資料。
縱覽全球各地區的城市資料，由於Virtual Singapore專案的驅動，2019年新加坡將持續保持其在智慧城市投資的領先地位，之後依次為紐約、東京和倫敦。北京和上海則並列第五。前五的6座城市在智慧城市相關的總投資將在2020年超過10億美元。從區域來看，美國、西歐和中國在2018~2020年將囊括70%的全球智慧城市支出。日本、中東和非洲則是成長速度最快的地區，2年複合年均成長率(CAGR)將達到約21%。
在中國內地的城市中，除了2019年智慧城市相關支出投入最多的北京和上海之外，緊隨其後的依次為深圳、廣州和重慶。從投資的增速來看，2年CAGR最快的城市為深圳、北京和上海。智慧城市技術相關的投入與該城市GDP和政府預算密切相關，在智慧城市技術的發展階段，一線城市的支出將持續領先。
2020年GaAs射頻元件產業規模達64.92億美元
根據TrendForce旗下拓墣產業研究院報告指出，由於現行射頻前端元件製造商依手機通訊元件的功能需求，逐漸以GaAs晶圓作為元件的製造材料，加上隨著5G布建逐步展開，射頻元件使用量較4G時代倍增，預料將帶動GaAs射頻元件市場於2020年起進入新一波成長期。
拓墣產業研究院指出，由於射頻前端元件特性，包含耐高電壓、耐高溫與高頻使用等，在4G與5G時代有高度需求，傳統如HBT和CMOS的Si元件已無法滿足，廠商便逐漸將目光轉移至GaAs化合物半導體。而GaAs化合物半導體憑藉本身電子遷移率較Si元件快速，且具有抗干擾、低雜訊與耐高電壓等特性，因此特別適合應用於無線通訊中的高頻傳輸領域。
由於4G時代的行動通訊頻率使用範圍已進展至1.8~2.7GHz，對傳統3G的Si射頻前端元件已不敷使用，加上5G通訊市場正步入高速成長期，其使用頻段也將更廣泛(包含3~5GHz、20~30GHz)，因此無論是4G或5G通訊應用，現行射頻元件都將逐漸被GaAs取代。
若以目前市場發展來看，受到2018年下半年手機銷量下滑、中美貿易戰影響，衝擊GaAs通訊元件IDM廠營收表現，預估2019年IDM廠總營收將下滑至58.35億美元，年減8.9%。然而，隨著5G通訊持續發展，射頻前端元件使用數量將明顯提升，如功率放大器(PA)使用量，由3G時代的2顆、4G的5~7顆，提升至5G時代的16顆，將帶動2020年整體營收成長，預估GaAs射頻前端元件總營收將達64.92億美元，年增11.3%。
整體而言，隨著各國持續投入布建5G基地台等基礎設施，預估在2021、2022年將達到高峰，將可望帶動IDM大廠Skyworks(思佳訊)、Qorvo(科沃)新一波營收成長動能，而台廠射頻代工製造業穩懋、宏捷科及環宇等，也將隨著IDM廠擴產而取得訂單，逐漸擺脫營收衰退的陰霾。