眺望2025系列｜展应用：半导体芯片创新引领终端应用新商机

工業技術研究院IndustrialTechnologyResearchInstitute展應用：半導體晶片創新引領終端應用新商機2024/10/23©©工業技術研究院權利所有。2全球/臺灣IC設計產業市場3AI技術、晶片與智慧終端趨勢©©工業技術研究院權利所有。1六大半導體應用市場成長趨勢半導體元件市場分布及成長趨勢2全球/臺灣IC設計產業市場3AI技術、晶片與智慧終端趨勢©©工業技術研究院權利所有。2l通膨止緩、供應鏈正常化，再加上巴黎奧運等有利因素，根據Gartner統計2024年全球半導體市場預估約全球半導體市場趨勢(依終端應用別)全球半導體市場趨勢(依終端應用別)YoY—一YoY—一20232024e2025f2026f2027f2028f產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所2023-2028CAGR工業/軍事/航空用電子8.1%5.4%6.3%-O-成長率33©©工業技術研究院權利所有。3運算用電子為2028•運算能力強化帶動產品通訊用電子產品依然為•2024預估成長兩成，2025及•手機仍為AI重要終端裝置、地雲結合AI應用讓通訊用電產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所2nd©©工業技術研究院權利所有。42023-2028CAGR伺服器平板電腦-20%2023-2028CAGR伺服器平板電腦-20%80%-5%25%l伺服器成長強勁，2024年預期年成長率達67%、5年複合成長率為19.8%25%20%其加速卡加速卡顯示卡.外接固態儲存硬體顯示卡 外接顯示器個人電腦0%0%智慧卡20%40%60%2024年成長率產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所伺服器個人電腦平板電腦外接顯示器顯示卡加速卡智慧卡其它計算元件外接固態儲存硬體©©工業技術研究院權利所有。5通用型晶片以記憶體市場占比最高；特定應用晶片則是通用型晶片(General-PurposeIC)和特定應用晶片(ASIC)市場占比分別為59.5%和40.5%通用型晶片以記憶體市場占比最高；特定應用晶片則是2023年全球半導體市場分布(依元件類型)2023年全球半導體市場分布(依元件類型)產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。6General-PurposeIC成長趨勢(依元件類型)(年成長率)2024年成長率2025年成長率2023-2028CAGR6.5%7.8%5.2%4.8%2.7%比IC離式元件光學感測元件般邏輯型IC電元件比IC離式元件光學感測元件般邏輯型IC電元件產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。770%60%50%40%30%20%10% l2024年獨立GPU呈現大幅度成長，其年成長率分別是68.7%ll2024年AI處理器呈現大幅度成長，年成長率為69.1%，其年複合成長率高達48%ll「獨立AP/多媒體處理器」占比最高的，且保持2位數的年複合成長率ll「整合型基頻/應用處理器」回復成長產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所(年成長率)特定應用IC成長趨勢(依元件類型)市場規模最大2024年成長率2025年成長率★大幅度成長48.0%(CAGR)C觸控及顯示驅動整合電源管理有線連接無線連接C觸控及顯示驅動整合電源管理有線連接無線連接獨立GPU★獨立基頻處理器AI★註：數據源自於Gartner於2024年9月所©©工業技術研究院權利所有。82全球/臺灣IC設計產業市場動態3AI技術、晶片與智慧終端趨勢©©工業技術研究院權利所有。9l全球及臺灣IC設計業2024均呈現反彈，其中全球IC設計業受惠於AI晶片市場呈現成長趨勢，但因車用市場不佳致使成長幅度較小。臺灣IC設計產業因奧運與歐洲足球聯賽等有利因素，產值年成長優於全球市場l2024年消費性產品復甦推遲，加上2020年疫情期間購入電腦設備將2025年陸續汰換，2025年將全球及臺灣IC設計業將仍維持高成長-20212022全球IC設計業產值臺灣IC設計業產值全球成長率臺灣年成長率產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。10主要產品2024年H1營收累計營收占2023年營收(%)1輝達(NVIDIA)48,3652高通(Qualcomm)5G(手機處理器、基站)、AI、HPC3博通(Broadcom)49%4超微半導體(AMD)AI、HPC59,92360%66,9297邁威爾(Marvell)2,47045%8瑞昱半導體(Realtek)9聯詠科技(Novatek)44%比特大陸(BitMain)64%產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所註：數據源自於Techinsights於2024年H©©工業技術研究院權利所有。11值預估可達新臺幣1.28兆元，l2025年因為通訊電子產品、消費性產品需求持續回溫、疫情購入的個人電腦與筆記型電腦的換機潮，臺灣IC設計業年產值預測可達新臺IC設計業產值年成長率0\產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。12l美國IC設計業者幾乎壟斷高效能AI晶片，雖然5G與Wi-Fi7規格提升為臺灣IC業者帶來新成長臺灣IC設計業●中國IC設計業●1.NVIDIA：496億美元(全球第1)2.Qualcomm：309億美元(全球第2)3.Broadcom：300億美元(全球第3)1.聯發科：139億美元(全球第6)2.聯詠：35億美元(全球第8)3.瑞昱：30億美元(全球第9)1.紫光展銳：19億美元(全球第10)2.比特大陸：17億美元(全球第11)臺灣居主導地位的系統業者較少，出海口都在國外IC設計新創公司或新題材少人才受到中國公司挖角但人才素質佳，具開發彈性缺乏系統架構人才高階AI晶片開發能力仍不足產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。13(人)臺灣半導體產業研發人數變化0產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所2023年臺灣半導體產業研發人員占比©©工業技術研究院權利所有。142全球/臺灣IC設計產業市場動態3AI技術、晶片與智慧終端趨勢市場趨勢與驅動因子資料中心晶片生成式AI技術進展AI終端趨勢©©工業技術研究院權利所有。15•全球AI半導體市場2023年市場規模約537億美元，Gartn•AI訓練市場規模穩定每年約為180億美元。市場成長的動能來自AI推論需求，預計在2028年AI推論市場預計達0市場規模(百萬美元)年成長率©©工業技術研究院權利所有。160mn市場規模(百萬美元)-●-年成長率202320242025202620272028北美地區亞太地區亞太地區中東與非洲中東與非洲©©工業技術研究院權利所有。17AI應用通常需要多個工作負載加速器晶片平行運作，才可滿足即時回應時間需求。大型AI模型進步持續推動高算力AI晶片成長。資料中心佈署AI技術和模型,除了提供AI應用服務外，也調整資料中心運算力之組成。AI應用的接觸點在於終端設備，如PC、手機。透過SLM和具備AI應用加速指令單元或NPU，優化終端設備的體驗。利用由各種終端設備，提供並增強的使用者體驗。透過SLM小語型AI模型，輔助識別應用、回應本地語音命令、識別串流影音物件產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。18帶來新需求資料中心晶片百花期放消費產品AI終端場域©©工業技術研究院權利所有。19•模擬人類解題過程，一步步思考，逐步解決問題，以提升帶來更多推論ChatGPTChatGPTo1正在思考，可展開看思考過程產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。20GoogleAI筆記與研究應用程式，提供AudioOverview功能–摘要使用者提供的資料–透過AI將摘要資料轉換為2位AI虛擬主持–過語音生成以自然的對話方式的音檔，•生成的音訊可以隨時重新載入，若無產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。21Meta開發的MOVIEGEN生成影片AI工具產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。22帶來新需求資料中心晶片百花期放消費產品AI終端場域•AI晶片新架構受關注產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。23–NVIDIA和AMD均指出將每年推出新的伺服器，透過發展資料中心AI算力解決產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©工業技術研究院©工業技術研究院權利所有。24產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。25AndesRISC-VCPU加速指令集已追近A100效能373mm²421mm²產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。26AI新創Cerebras估值達40億美元，申請那斯達克上市中E晶片結構CerebrasWSE-3電晶體E晶片結構CerebrasWSE-3電晶體46,225mm²826mm²產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。27帶來新需求資料中心晶片百花期放消費產品AI終端場域©©工業技術研究院權利所有。28產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。29產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。30支援Thunderbolt4、PCI產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。31>>推出時間LunarLake45ArrawLake36(Desktop)、99(Laptop)2024Q4、2025Q1AMDRyzen8040AMDRyzenAI30048預計2024年底推出SnapdragonXElite45Apple預計2024Q4©©工業技術研究院權利所有。32NPU效能均有40%提升，效能超過45TOPS聯發科天璣9400高通Snapdragon8EliteCPU架構•採用Armv9.2架構，第二代全大核CPU架構•1xCortex-X925@3.62GHz、3xCortex-X4、4xCortex-A720•採用Armv8指令之自制第二代OryonCPU•2x6雙大核心配置，2個超大核@4.32GHz、6個大核@3.53GHzGPU•Immortalis-G92512核心GPU、光追技術•AdrenoGPU、硬體加速光追技術•第八代NPU890、首創AgenticAI引擎•支援多模態AI，提示詞優化•HexagonNPU、QualcommAIEngine•支援多模態AI和個性化製程技術影像處理器•Imagiq1090AI-ISP、全焦段HDR影像錄製•SpectraAIISP、超光拍攝、AI補光•3GPPR175G數據機•SnapdragonX805GModem-RFWi-Fi•Wi-Fi7•Wi-Fi7Bluetooth•Bluetooth5.4•Bluetooth5.4、SnapdragonSound套件遊戲特性•HyperEngine遊戲引擎、支援遊戲倍幀2.0、光線追蹤和絲滑變焦技術•支援UnrealEngine5.3、AdrenoFrameMotionEngine2.0•AI指向收音技術•指向收音技術•功耗節省可達40%•整體SoC功耗節省27%產業科技國際策略發展所資料來源：工研院產科國際所©©工業技術研究院權利所有。33特性分類技術亮點硬體設計•鎂金屬鏡框•微型感應器•創新導熱管理技術舒適性•輕量化結構設計•人體工學的鏡架設計顯示技術•碳化矽材料的衍射型光波導•JBD三片式全彩LEDoS方案•微型LED投影器•70度視野範圍無線技術•高效能低延遲無線傳輸感測技術•微型化相機與感應