台積電於日前上傳2019年報,「致股東報告書」由董事長魏德音與總裁劉哲家共同署名,提及2019年是N7製程技術邁入量產的第二年,在行動裝置、高效能運算(HPC)、物聯網(IoT)和車用電子等眾多產品中持續被廣泛採用。新推出的7奈米強效版(N7+)製程技術亦領先全球導入極紫外光(EUV)微影技術進行量產。5奈米(N5)製程技術已廣泛採用EUV技術,將於2020年上半年開始量產。

面對未來展望,台積電認為5G網路在通訊上帶來的顯著進展,將開啟許多不同類型的終端連結裝置間嶄新的應用模式,並且驅動數據量呈指數成長。隨著演算法的持續創新,一個更聰明且更智慧化的社會也應運而生。數位運算如今已逐漸變得無所不在,同時需要大量的運算能力。因此,5G相關及高效能運算應用的發展,將會在未來幾年帶動對於台積公司先進技術的強勁需求。

在年報中,除了針對2019年半導體產業提出彙整報告之外,也針對2020年整體半導體市場做了預估,並提出COVID-19對於半導體產業的影響觀察。以下為重點內容摘要。

■受COVID-19疫情影響 2020年半導體產業將持平
台積公司表示,積體電路製造服務市場的需求與供給積體電路製造服務領域這些年來的成長,主要是由健康的市場需求所驅動。然而,2019 新型冠狀病毒(COVID-19)全球大流行對整體半導體產業的供給與需求造成不確定性,台積公司考慮可能的影響後,預估整體半導體產業(不含記憶體)在2020年將持平或是微幅下跌。

然而,就長期而言,因電子產品採用半導體元件的比率提升,無晶圓廠設計公司持續擴大市佔率,整合元件製造商委外製造的比例逐漸增加,以及系統公司增加特殊應用元件委外製造等因素,自2019年至2024年,積體電路製造服務領域的成長可望較整體半導體產業(不含記憶體)的中個位數百分比年複合成長率更為強勁。

積體電路製造服務領域位居整個半導體產業鏈的上游,其表現與主要產品平台的市場狀況息息相關,包含智慧型手機、高效能運算、物聯網、車用電子與消費性電子產品。

●智慧型手機出貨呈現高個位數百分比衰退 5G手機將縮短整體換機周期
智慧型手機2018年的單位出貨量首次衰退4%,2019年的單位出貨量再次衰退2%,反映許多先進國家和中國市場已趨近飽和。

2020年,隨著5G 商用化開始加速,新的5G 智慧型手機將縮短整體換機周期,然而,COVID-19 全球大流行將可能造成換機延後,台積公司因此預期智慧型手機市場於2020年將呈現高個位數百分比衰退。長期來看,由於智慧型手機加速演進至5G,加上擁有更高性能、更長電池使用時間、生理感應器及更多人工智慧應用,智慧型手機將持續吸引消費者的購買興趣。

低耗電特性的晶片對手機製造商而言是不可缺少的一環,擁有最佳成本、耗電及外型尺寸(晶片面積與高度)潛力的系統單晶片設計,是首選的解決方案,而台積公司在此製程技術方面已居領導地位。對於人工智慧應用、各種複雜軟體運算與高解析度視訊處理的高效能需求,將持續加速先進製程技術的推進。

●高效能運算將呈現中個位數百分比衰退 5G、數據中心、新一代遊戲機需求將續成長
高效能運算平台包括個人電腦,平板電腦,伺服器,基地台,遊戲機等。2019年,主要高效能運算產品單位出貨量下降了4%,主要由於消費類個人電腦的更換週期延長,企業伺服器需求降低以及當代遊戲機進入產品生命週期尾端;而 5G 基地台部署及成長之企業個人電腦需求部份抵消了衰退。

2020年,受到 COVID-19 全球大流行影響,預期高效能運算平台單位出貨量將呈現中個位數百分比衰退。盡管如此,多項因素預期將推動高效能運算平台需求,包括:持續的 5G 基地台部署,增長的數據中心人工智慧伺服器需求以及新一代遊戲機的上市等。這些都需要高效能及高功耗效率的中央處理器、繪圖處理器、 網路處理器、人工智慧加速器與相關的特殊應用積體電路,並將驅使整體高效能運算平台朝向更豐富的半導體內容與更先進製程技術邁進。

●物聯網裝置呈現中十位數百分比的成長 不受COVID-19疫情影響
物聯網平台包含如智慧穿戴、智慧音箱、與網路監視器等各式各樣聯網裝置。2019年物聯網裝置單位出貨量成長 25%,藍牙耳機,智慧手錶與智慧音箱為主要成長動能。

展望2020年,盡管受到 COVID-19 全球大流行的影響,在藍牙耳機,智慧手錶與智慧音箱持續成長,以及其他各式各樣應用持續發展,物聯網裝置單位出貨量將呈現中十位數百分比的成長。伴隨更多的人工智慧功能的加入,物聯網裝置將帶動更多需求於更強大卻更省電的控制晶片、聯網晶片與感測晶片。台積電提供高效能、低功耗的製程技術來強化客戶競爭力以贏得市場。

●車用電子將再次衰退低十位數百分比 電動車,ADAS及資訊娛樂系統需求仍在
2019年,因為全球經濟環境轉弱的影響,汽車單位銷售量衰退5%;2020年,受到 COVID-19 全球大流行與整體經濟持續的不確定性因素影響,預計將再次衰退低十位數百分比。

展望未來,預期電動車,先進駕駛輔助系統及資訊娛樂系統需要更豐富的半導體內容,將帶動處理器、感測器、類比及電源積體電路等需求。台積公司提供各種車用製程技術以幫助客戶在車用市場取得勝利。

●消費性電子產品持續下滑 4K/8K電視出貨將達到正成長
2019年,消費性電子產品單位銷售量衰退7%,電視及機上盒銷售量受全球經濟環境的不確定因素影響而降低,而MP3 播放器、數位相機市場則持續受到智慧型手機的侵蝕,銷售量皆呈現下滑。

展望2020年,整體消費性電子產品出貨量預計將維持下滑,但是其中的 4K 及 8K 超高解析度電視出貨將達到正成長。此外,電視上使用人工智慧技術來提高畫面品質、語音控制等功能已成為未來趨勢。

預期台積公司將掌握此波趨勢,以廣泛的先進製程技術以滿足客戶對市場趨勢之需求。

■台積公司策略
台積公司深信,差異化的競爭優勢將使台積公司更能把握未來積體電路製造服務領域的成長機會。因應智慧型手機、高效能運算、物聯網及車用電子四個快速成長的主要市場,及客戶需求從以製程技術為中心轉變為以產品應用為中心,台積公司已經分別建構四個對應的技術平台,提供客戶最完備且最具競爭優勢的邏輯製程技術、特殊製程技術、矽智財,以及封裝測試技術,協助客戶縮短晶片設計時程及加速產品上市速度。這四個技術平台分別為:智慧型手機平台、高效能運算平台、物聯網平台、車用電子平台。

●智慧型手機平台
台積公司針對客戶在頂級(Premium) 產品的應用,提供領先的 5 奈米鰭式場效電晶體(5nm FinFET, N5)、6 奈米鰭式場效電晶體(6nm FinFET, N6)、7 奈米鰭式場效電晶體強效版(7nm FinFET Plus, N7+),及 7 奈米鰭式場效電晶體(7nm FinFET, N7)等邏輯製程技術以及完備的矽智財,更進一步提升晶片效能、降低功耗及晶片尺寸大小。針對客戶在主流產品的應用,則提供領先的12 奈米鰭式場效電晶體 FinFET 精簡型(12nm FinFET Compact, 12FFC)、16 奈米鰭式場效電晶體精簡型(16nm FinFET Compact, 16FFC)、28 奈米高效能 精簡型製程技術(28nm High Performance Compact, 28HPC)、28 奈米高效能精簡型強效版製程技術(28nm High Performance Compact Plus, 28HPC+),和 22奈米超低功耗(22nm Ultra-Low Power, 22ULP)等不同邏輯製程選項以及完備的矽智財,滿足客戶對高效能、低功耗晶片產品的需求。此外,不論頂級、高階、中階或低階產品應用,也提供客戶領先業界且最具競爭力的射頻、嵌入式快閃記憶體、新興記憶體、電源管理、感測器、顯示晶片等特殊製程技術,以及包括領先產業的整合型扇出(InFO) 的多種先進封裝技術。

●高效能運算平台
台積公司提供領先的 N5、N6、N7 和 12/16 奈米鰭式場效電晶體等邏輯製程技術,以及包括高速互連技術等完備的矽智財,來滿足客戶對資料高速運算與傳輸的需求。台積公司也提供涵蓋 CoWoS®、InFO 和3D IC 的多種先進封裝技術,能夠完成異質和同質晶片整合,以滿足客戶對運算效能、功耗以及系統設備空間的需求。台積公司將持續優化高性能運算平台,協助客戶贏取由海量數據和應用創新所驅動的市場成長。

●物聯網平台
台積公司提供領先、完備,且高度整合度的超低功耗(Ultra-Low Power, ULP)技術平台來支持物聯網及穿戴式裝置的產品創新。台積公司領先業界的 55奈米ULP技術、40奈米ULP技術、28奈米ULP技術, 以及22 奈米ULP / 超 低 漏 電(Ultra-Low Leakage, ULL)技術,已被各種物聯網和可穿戴應用廣泛採用。台積公司更進一步擴展其低操作電壓(Low Operating Voltage, Low Vdd)技術,以滿足極低功耗(ExtremeLow Power)產品應用。同時,為了支援物聯網邊緣計算和無線連網不斷增長的需求,台積公司也提供客戶最具競爭力且最完備的多樣RF 射頻、強化版類比元件、嵌入式快閃記憶體、新興記憶體、感測器和顯示晶片等特殊製程技術,以及包括領先的整合型扇出(InFO)技 術的多種先進的封裝技術。

●車用電子平台
台積公司提供客戶領先的車用技術,滿足車用電子產業中的三大應用趨勢:更安全、更智慧,和更環保。同時,也領先業界推出堅實的車用矽智財生態系統,從16 奈米鰭式場效電晶體製程技術起,擴展到N7 及N5,以滿足汽車產業中兩個最需大量運算需求的先進駕駛輔助系統(Advanced Driver Assistance Systems, ADAS)和先進座艙系統(In Vehicle Infotainment, IVI)。除了先進邏輯技術平台外,台積公司亦提供廣泛而且具競爭力的特殊製程技術,包括28 奈米嵌入式快閃記憶體,28 奈米、22 奈米,和 16 奈米毫米波射頻,高靈敏度的互補式金氧半導體影像感測器(CMOS Image Sensor, CIS)/光學雷達(Light Detection and Ranging, LiDAR)感測器和電源管理晶片技術。新興的磁性隨機存取存儲器(Magnetic Random Access Memory, MRAM)正在順利開發中,以滿足汽車 Grade-1 標準的要求。這些技術均符合台積公司基於美國車用電子協會(Automotive Electronic Council, AEC)AEC-Q100 汽車等級製程規格驗證標準。

台積公司將繼續強化其核心競爭力,適切規劃公司長短 期技術及業務發展策略,並協助客戶因應電子產品週期 快速汰換以及市場上激烈競爭的挑戰,以達成投資報酬率與成長目標。