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2021年晶圓廠資本支出可望挑戰680億美元新高
國際半導體產業協會(SEMI)公布2020年第二季更新版「全球晶圓廠預測報告」(World Fab Forecast)，2021年將是全球晶圓廠標誌性的一年，設備支出增長率可望來到24%，達到677億美元的歷史新高，比先前預測的657億美元再高出10%，所有產品部門都將出現強勁成長。記憶體廠設備支出領先全球半導體各部門，預估達300億美元，先進邏輯製程和晶圓代工廠(Logic and Foundry)則以總投資額290億美元位居第二。
3D NAND記憶體為這波支出增長注入強勁動能，今年投資額將激增30%，2021年預計也有17%的高成長。DRAM晶圓廠投資額將於2020年下滑11%後反彈，明年大幅增加50%；而以先進製程為主的邏輯製程和晶圓代工支出也將循類似軌跡發展，惟震盪較小，預估今年下跌11%後再於2021年增長16%。
部分產品別雖然晶圓廠整體設備支出較低，成長變動率之大卻令人印象深刻。影像感測器2020年預估可創下60%的增長，然而2021年仍保有36%的高成長率，讓人驚艷；類比及混合訊號產品2020年成長率達40%，2021年為13%；功率半導體相關投資2020年預估成長率達16%，2021年勁道更強，將大幅躍升至67%。
檢視季度同比(QoQ)支出趨勢，即可看到2020年受到新型冠狀病毒大流行所帶來的影響。全球晶圓廠設備支出2020年首季較前一季下滑15%， 但比2月預測高達26%的跌幅表現來得更好。時序進入3月，一些公司明顯已積累了安全庫存，作為疫情蔓延下的因應對策，世界各地亦紛紛施行居家隔離命令，清空辦公室、購物中心及學校等地以防制病毒擴散。
隨著疫情持續升溫，對筆記型電腦、遊戲主機和醫療照護應用等IT及電子產品的需求也同時激增。另外，市場擔憂針對銷往中國的半導體設備恐受6月下旬生效的禁令影響，部分公司所實施的庫存管理措施預計將持續至第二季。
北美半導體設備市場穩定成長 政治/疫情因素仍有不確定性
國際半導體產業協會(SEMI)公布最新出貨報告(Billing Report)，2020年4月北美半導體設備製造商出貨金額為22.6億美元，較2020年3月最終數據的22.1億美元相比上升2.2%，相較於去年同期19.3億美元則上升了17.2%。
SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸表示，四月份北美設備製造商的銷售額反映出穩定的設備需求，在面臨特殊情況下，整體市場仍表現良好。然受到COVID-19疫情與地緣政治緊張升溫等因素影響，未來市場走向仍充滿變數。
川普擬阻斷華為晶片來源 產業團體強力反對
近日美國傳出將改變晶片出口規範，限制國際晶片廠供貨給華為，但此舉受到美國多個產業組織反對。由美國半導體產業協會(Semiconductor Industry Association)、美國對外貿易委員會(National Foreign Trade Council)、國際半導體產業協會(SEMI)等9個團體聯合致函美國商務部長Wilbur Ross，要求美國政府聆聽大眾意見並做出相應調整，以免引發意外後果。
圖 美國傳出將改變晶片出口規範，限制國際晶片廠供貨給華為。來源：華為
上述產業團體在聯名信中提到，政策轉變可能對全球半導體供應鏈帶來嚴重衝擊，並且擴及相關的科技產業。由其面對近期公共衛生危機，半導體是推動高階醫療設備生產的重要產業，並且具備促成遠距辦公的能力。
做為半導體和電子供應鏈代表，SEMI總裁暨執行長Ajit Manocha上週向美國總統川普表明，此措施將重傷美國每年創造超過200億美元的晶片製造設備出口市場，同時抑制美國長期的投資與創新環境，影響美國在半導體業的國際地位。就現況而言，供應鏈的潛在發展能量是對抗新冠疫情的利器。
除了改變供貨規則，上個月美國官方決定取消例外規定，不再允許特定的美國技術未經許可出口給非軍事單位。另一方面，美國強制國外廠商在部分美國商品二次出口至中國前，必須徵求美國政府同意，且禁止中國軍方獲得某些產品，其中民生物資也在管制範圍。
對此華為表示，北京也可能透過限制美國商品在中國的銷售，以及轉為與中國和南韓的供應商合作，藉以抵制美國限制華為取得晶片的報復性措施。
半導體設備/材料需求維持高檔 新冠肺炎將成短期變數
對半導體產業而言，2019年是有些辛苦，卻漸入佳境的一年。由於前半年各家業者處於庫存調整期，許多元件的銷售報價紛紛受到影響，製造商也因而調整自家的資本支出步伐。到了接近年末之際，庫存調整暫告一段落，廠商又開始增加資本支出，並率先帶動半導體設備業者的營運績效走強。
展望2020年，許多國際研究機構都對全球半導體市場的景氣抱持樂觀態度，但由於新冠肺炎疫情在農曆年前夕爆發，至今仍在東亞各國引發震盪，並衝擊科技供應鏈運作，因此2020年各家科技業者的營運，很可能還是會像2019年般，呈現先蹲後跳的局面。
半導體設備營收強拉尾盤
由於2019上半年全球半導體元件的庫存水位普遍偏高，直到下半年才調整至穩定狀態，因此2019年全球主要半導體廠的設備投資，大多集中在下半年，特別是在2019年11月與12月，更呈現大爆發狀態。也因為市場需求強拉尾盤，使得2019年全球半導體設備市場的表現不若預期悲觀，僅比2018年衰退8%。
全球最大半導體設備業者美商應材近日發表2020年第一財季的財報，截至2020年1月26日為止的第一季，公司營收41.6億美元，較2019年同期成長11%；每股盈餘亦達0.96美元，較去年同期成長20%，營運表現十分強勁。展望第二季，應材預估營收應落在43.4億美元上下，每股盈餘則可望達到0.98~1.10美元之間。
事實上，不僅應材在2019年底表現亮眼，整個半導體設備產業都在2019年最後兩個月強拉尾盤。除了一掃上半年的陰霾外，也使半導體設備市場的全年產值僅比2018年衰退8%，優於原先預期(圖1)。
圖1 半導體設備與材料市場規模
國際半導體產業協會(SEMI)產業研究總監曾瑞榆表示，對半導體設備產業而言，2019年可說是倒吃甘蔗的一年。在2019上半年，由於半導體元件庫存水位偏高，加上中美貿易戰的因素，使得半導體業者在設備投資上都相對保守。但到了下半年，特別是在11月跟12月，在台積電衝刺先進邏輯製程，以及英特爾(Intel)緊急擴增資本支出，以緩解CPU缺貨狀況的帶動下，全球半導體設備的單月出貨金額重新回到20億美元以上。
另一方面，記憶體庫存調整也已接近尾聲，目前NAND Flash業者已重啟設備投資計畫，預料DRAM業者的設備需求也會很快追上。
在邏輯製程需求持續維持高檔，加上記憶體設備需求回穩的情況下，整體來說，2020年全球半導體設備產業將有很不錯的表現，市場規模可望成長8%。
晶片出貨展望大致樂觀 新冠肺炎引發短期波動
至於在晶片銷售方面，由於2019年第四季市況已經明顯好轉，不僅記憶體價格跌勢減緩，邏輯晶片的銷售金額更已重拾成長力道，因此許多國際研究機構都對2020年的半導體市場抱持樂觀態度。根據SEMI彙整各家研究機構的數字，2020年全球半導體市場規模可望成長5.5%~12.5%，平均成長率則為7.7%(圖2)。
圖2 各家研究機構對2020年全球半導體市場的預估成長率
但如果進一步看個別應用市場，則可能出現幾家歡樂幾家愁的局面。展望2020年，手機晶片的出貨量仍可望有良好表現，至於個人電腦(PC)與伺服器，則受到英特爾CPU供應有限及雲端服務業者縮減資本支出，而呈現大致持平的局面。但過去幾年被寄予厚望的汽車應用，表現恐將不如預期。
不過，目前仍在發展中的新冠肺炎疫情，可能會對半導體設備市場的短期表現造成衝擊。可以預期的是，中國新冠新芯、長江存儲與武漢弘芯由於位處重災區湖北省，因此短期內機台移入/裝機的作業程序勢必會受到延誤。其他電子零組件供應商及系統組裝廠的復工情況，也會受到疫情影響，使得產業鏈的運作出現問題。倘若疫情影響的時間拉長，全球電子供應鏈的營運都會受到影響。
但如果參考過去SARS時期的經驗，在疫情告一段落後，這些遞延的需求會很快回籠。故曾瑞榆認為，2020年半導體設備市場的狀況不必過度悲觀，很可能呈現先蹲後跳的局面。
Google增加資本支出 可望帶動伺服器訂單回穩
2019年雲端市場的資本支出微幅下滑，連帶影響伺服器廠商的訂單數量。然而日前Google宣布2020年將投資超過100億美元，在美國包括科羅拉多、喬治亞、紐約等11州設立辦公室與資料中心，除了為當地帶來工作機會，同時可望帶動伺服器出貨量回升。
根據國際半導體產業協會(semi)統計顯示，長期而言，市場對雲端服務的需求持續增加，2013~2017年的雲端廠商資本支出皆呈現上升趨勢，但是2019年的雲端廠商資本支出縮水，相比2018年同期呈現明顯下降，因此推估伺服器供應商受此影響，2019年的訂單數量減少。
2019年的雲端廠商資本支出縮水，相比2018年同期呈現明顯下降。圖表來源：semi
而本月26日Google表示，2020年會有超過100億美元的資本支出，主要投注在美國共11州的Google資料中心與辦公室設置。雲端大廠的投資舉動，為去年緊縮的雲端服務市場注入活水，除提供地方更多就業與商業合作的機會之外，也代表伺服器供應市場將同步回穩。
半導體設備/材料需求維持高檔 武漢肺炎將成短期變數
由於2019上半年全球半導體元件的庫存水位普遍偏高，直到下半年才調整至穩定狀態，因此2019年全球主要半導體廠的設備投資，大多集中在下半年，特別是在2019年11月與12月，更呈現大爆發狀態。也因為市場需求強拉尾盤，使得2019年全球半導體設備市場的表現不若預期悲觀，僅比2018年衰退8%。
全球最大半導體設備業者美商應材近日發表2020年第一財季的財報，截至2020年1月26日為止的第一季，公司營收41.6億美元，較2019年同期成長11%；每股盈餘亦達0.96美元，較去年同期成長20%，營運表現十分強勁。展望第二季，應材預估營收應落在43.4億美元上下，每股盈餘則可望達到0.98~1.10美元之間。
事實上，不僅應材在2019年底表現亮眼，整個半導體設備產業都在2019年最後兩個月強拉尾盤。除了一掃上半年的陰霾外，也使半導體設備市場的全年產值僅比2018年衰退8%，優於原先預期。
圖 全球半導體設備與材料市場規模
國際半導體產業協會(SEMI)產業研究總監曾瑞榆表示，對半導體設備產業而言，2019年可說是倒吃甘蔗的一年。在2019上半年，由於半導體元件庫存水位偏高，加上中美貿易戰的因素，使得半導體業者在設備投資上都相對保守。但到了下半年，特別是在11月跟12月，在台積電衝刺先進邏輯製程，以及英特爾(Intel)緊急擴增資本支出，以緩解CPU缺貨狀況的帶動下，全球半導體設備的單月出貨金額重新回到20億美元以上。
另一方面，記憶體庫存調整也已接近尾聲，目前NAND Flash業者已重啟設備投資計畫，預料DRAM業者的設備需求也會很快追上。
在邏輯製程需求持續維持高檔，加上記憶體設備需求回穩的情況下，整體來說，2020年全球半導體設備產業將有很不錯的表現，市場規模可望成長8%。
不過，目前仍在發展中的武漢肺炎疫情，可能會對半導體設備市場的短期表現造成衝擊。可以預期的是，中國武漢新芯、長江存儲與武漢弘芯由於位處重災區湖北省，因此短期內機台移入/裝機的作業程序勢必會受到延誤。其他電子零組件供應商及系統組裝廠的復工情況，也會受到疫情影響，使得產業鏈的運作出現問題。
但如果參考過去SARS時期的經驗，在疫情告一段落後，這些遞延的需求會很快回籠。故曾瑞榆認為，2020年半導體設備市場的狀況不必過度悲觀，很可能呈現先蹲後跳的局面。
2019年全球矽晶圓出貨面積下滑但營收持穩
SEMI國際半導體產業協會之Silicon Manufacturers Group(SMG)公布年度矽晶圓產業分析報告，顯示2019年全球矽晶圓出貨面積較2018年創下的市場高點下降7%。而全球矽晶圓營收較同期降幅2%，整體仍維持110億美元水準以上。
2019年矽晶圓出貨總面積為11,810百萬平方英吋(million square inches; MSI)，然而2018年的出貨總面積為12,732百萬平方英吋。而2018年的矽晶圓營收為113.8億美元，2019年的營收則微幅收斂至111.5億美元。
SEMI表示，2019全球半導體矽晶圓出貨總面積的衰退主要來自於記憶體市場疲軟以及存貨調整。儘管出貨面積呈下滑趨勢，矽晶圓營收仍表現穩定。本統計所引述之數據包含原始測試晶圓 (Virgin Test Wafer)、外延矽晶圓 (Epitaxial Silicon Wafers) 等拋光矽晶圓，以及晶圓製造商出貨予終端使用者之非拋光矽晶圓。矽晶圓為打造半導體的基礎構件，對於電腦、通訊、消費性電子等所有電子產品來說，都是十分重要的元件。矽晶圓經過精密處理後，外觀為薄型圓盤狀，直徑分為多種尺寸 (1 吋到 12吋) ，半導體元件或「晶片」多半以此為製造基礎材料。
武漢肺炎影響 SEMICON Korea 2020宣布取消
由於世界衛生組織(WHO)宣布將新型冠狀病毒(2019 nCoV)列為「國際公共衛生緊急事件」，國際半導體產業協會(SEMI)決定取消原定於2月5號至7號在韓國首爾舉辦的SEMICON Korea 2020。
SEMI表示，SEMICON Korea 2020的參展商和參觀者帶來的不便深表歉意，但為了確保與會者和參觀者的安全，在新型冠狀病毒持續傳播的情況一下，決定取消SEMICON Korea 2020。當然，該協會也正探討SEMICON Korea 2020的應急計劃，並將在做出決定後通知所有SEMICON Korea 2020參與者。
除此之外，SEMI也正評估新型冠狀病毒是否會在其他即將舉行的展覽和會議上造成風險，並將根據具體情況決定是否按計劃進行，像是即將在3月18~20舉辦的SEMICON China 2020也正在評估是否如期舉行，但目前尚未有定論。
物聯網時代資安第一 5G AIoT防護網大張旗鼓
數據驅動一切的未來即將到來，無所不在的資料就像生命要素的空氣一般。如何保護這些珍貴的數據資產不致外流、濫用甚至被惡意竄改，新鮮的空氣使人舒服、心曠神怡，增進身體健康；受到汙染的空氣令人不舒服、不安，嚴重更會危害身體健康，資安危害就像空氣受汙染，嚴重可能形成「國安問題」。
5G AIoT聯網全面擴展 資安威脅如影隨形
進入Internet of Everything的時代，聯網裝置數量急速成長，資策會智慧系統研究所所長馮明惠(圖1)提到，目前每個人身上可能有2~3個聯網裝置，幾年後可能成長到10~20個，所以從IT延伸過來的資安問題在OT領域也日益嚴重與突顯。2019年是全球5G元年，帶動許多新應用發展，尤其是垂直產業的行動網路應用，而要深入了解垂直產業的領域知識與需求，須透過跨領域的合作，其中資訊安全就是所有人都需要共同面對與因應的課題。
圖1 資策會智慧系統研究所所長馮明惠提到，5G垂直產業應用發展需要跨領域合作。
2020~2030年5G與IoT時代來臨，人們日常生活接觸到的許多裝置都將陸續導入聯網功能，台灣資通產業標準協會秘書長周勝鄰(圖2)以車輛為例，過去僅止於電腦的資安危害若是延伸到汽車，造成的危害嚴重性不言可喻，因此，資訊安全已從需要變成必要，資通產業標準協會發展已經投入如IP Camera、智慧路燈等的資安標準制定，希望可以為5G、物聯網的資訊安全發展盡一份心力。
圖2 台灣資通產業標準協會秘書長周勝鄰指出，物聯網時代，資訊安全已從需要變成必要。
5G資訊安全防護 建立安全框架不可免
5G是未來10年最重要的產業發展趨勢，也將帶動網路應用質與量的全面成長，台灣思科系統大中華區數據中心事業部首席技術顧問錢小山(圖3)表示，質的部分就是網路流量的成長，量的部分就是聯網裝置數量的爆發。根據統計，2022年行動用戶將成長到57億，聯網裝置總數達123億個，平均聯網速度達28.5Mbps，79%的流量來自行動影音，每個消費者每月平均流量達13.3GB。另外，M2M模組將占全球設備和連接總數的51%，達146億個，並占全球IP總流量的6%，約25.3EB，但阻斷服務攻擊(DDoS)攻擊規模與流量也將持續增加。
圖3 台灣思科系統首席技術顧問錢小山表示，5G將帶動網路應用質與量的全面成長。
面對5G時代的的聯網進展，整體網路規模將較過去倍數擴大，可能產生更多安全漏洞，因此5G標準在制定時也針對資訊安全訂出相關規範，電信技術中心副執行長林炫佑(圖4)指出，在標準層面，3GPP已經制定多項安全架構，包括：統一可擴展認證協議(Extensible Authentication Protocol, EAP)框架、改善漫遊狀況下的安全風險、強化用戶隱私、提供用戶訊息完整性保護、網路互聯安全性等。另外網路維運層面的安全與垂直應用安全也是重點，其中又以垂直應用安全的複雜與困難度最高。
圖4 電信技術中心副執行長林炫佑認為，資安事件不可避免，應該針對資安危害建立應變機制。
有鑒於網路資安很難做到百分之百，駭客永遠都在找尋新的漏洞，因此資安防護是一個永續的工作，林炫佑認為，既然資安事件不可避免，除了積極的防範之外，也應該針對資安危害建立應變機制，例如在識別接取安全管理與合規行為稽核管理階段應設立異常判斷準則；而在網路運作安全管理階段則建立偵測與隔離機制；在端點威脅偵測階段，應快速應變威脅。
面對5G垂直應用的資安威脅，林炫佑建議，透過下列四個步驟建立安全框架，威脅建模(Threat Modeling)、漏洞檢測(Vulnerability Testing)、滲透測試(Penetration Testing)、影響分析(Impact Analysis)。錢小山也表示，Manufacturer Usage Description(MUD)可以協助物聯網安全保護，確保區域內的網路訊務留在本地，協助網路營運商各自讓網路更健全，以形成良性循環讓網路運作順利。
硬體資安防護 確保系統穩定性
在5G時代被寄予厚望的專業垂直領域應用，就產業本身而言，當然希望透過聯網技術來提升產業效率，但是網路安全的挑戰又讓產業充滿疑慮，發生於2018年的台積電駭客事件震驚全球科技業，SEMI資安標準工作小組共同主席卓傳育(圖5)說，半導體製造業在此一事件的影響下，對於資安挑戰更高度關注，畢竟半導體設備一直以來以產能為優先，生產機台由於成本動輒數十億甚至上百億元，生命週期長達10~30年，通常作業系統老舊，安全防護薄弱；要透過停機進行全面性的安全更新有難度，況且進行更新也需要進行測試與驗證，可能徒增設備的不穩定性。
圖5 SEMI資安標準工作小組共同主席卓傳育說，半導體業希望透過制定產業標準，降低資訊安全危害。
對於半導體製造資訊安全的威脅與挑戰，半導體產業協會SEMI與國內業者積極合作，希望可以制定產業化標準，降低資訊安全危害，卓傳育進一步說明，半導體設備的作業系統EOS不僅是版本的選擇，周邊控制界面對最新作業系統的資源，可能才是標準落地最主要的限制；而端點及網路防護機制將顯著增加設備成本，採用解決方案等級與量化防護機制有效性將是標準可否驗證的主要挑戰。早期防護機制的建立，可以有效降低危害發生機率，透過多層次的防護，可以最小化潛在受攻擊面。
面對無形、無所不在的網路攻擊，硬體晶片供應商英飛凌(Infineon)與意法半導體(ST)專長都是透過硬體強化安全性。硬體面對網路攻擊，在某些層面的防護上更加有效，英飛凌科技數位安全解決方案事業處經理江國揚說明，隨著許多物聯網裝置被放置在暴露的網路環境中，保持裝置本身安全更為重要，即便在可信賴執行環境(Trusted Execution Environment, TEE)，物聯網的攻擊還是層出不窮，晶片硬體防護相對可靠並可提供晶片主動防護、記憶體內部加密、資料獨立加密執行、隨機數學運算、內部狀態一致性檢查、電壓篡改/隔離電源軌、內部時脈產生、安全測試方法、沒有除錯探針點與測試墊等安全功能。
因應IoT安全需求，在進行各項資料傳輸與交換的過程中，採用認證金鑰確保過程的安全是常見的作法，意法半導體技術行銷經理閻欣怡(圖6)說，在身分認證時常採用非對稱式加密(Asymmetric Cryptography)，而應用在資料傳輸時，則採用對稱式加密(Symmetric...
SEMI：2020年國際晶圓廠設備支出再創新高達580億美元
SEMI(國際半導體產業協會)公布2019年全球晶圓廠預測報告，經歷上半年衰退態勢後，在下半年因記憶體投資激增所挾帶的優勢，預估2019年全球晶圓廠設備支出將上修至566億美元。報告指出，2018年至2019年，晶圓廠設備投資僅下滑7%，相較於先前所預測降幅18%獲得顯著改善。
SEMI全球行銷長暨台灣區總裁曹世綸表示，晶圓廠設備支出成長主要來自於先進的邏輯晶片製造與晶圓代工業者對於記憶體，尤其是3D NAND的投資挹注持續成長。SEMI同時修正2020年晶圓設備投資預測，總金額上修至580億美元，整體市場轉趨樂觀。
由圖黃色趨勢線可見，記憶體設備支出力道是扭轉全球晶圓廠設備支出放緩趨勢的關鍵。整體設備支出分別在2018下半年及2019上半年下降10%及12%，其中下滑主因便來自全球記憶體設備支出萎縮。在2019上半年記憶體設備投資下滑幅度達38%，降至100億美元的水平之下；其中又以3D NAND的設備投資下滑幅度最為慘烈，衰退57%；DRAM的設備投資也在2018下半年及2019上半年分別下滑各12%。
在台積電與英特爾(Intel)的引領下，先進邏輯晶片製造與晶圓代工業者的投資預計在2019下半年攀升26%，而同一時期3D NAND支出則將大幅成長逾70%。儘管今年上半年對於DRAM的投資仍持續下降，但自7月份以來的下降幅度已較和緩。
報告進一步顯示，2020上半年，受到索尼(Sony)建廠計畫的帶動，影像感測器投資預期將成長20%，下半年增幅更將超過90%，達16億美元高峰；另外，由於英飛凌(Infineon)、意法半導體(ST Microelectronics)和博世(Bosch)皆發表相關投資計畫，電源管理元件的投資預計大幅成長40%以上，下半年將維持成長態勢，再度上升29%，金額上看近17億美元。