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2009年電子產業殺出重圍!
 

【作者: 歐敏銓,籃貫銘,鍾榮峰,王岫晨】   2009年01月07日 星期三

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2009年最具潛力的四大明星技術

目前全球籠罩在由金融風暴而引發的不景氣當中,沒有人能明確說出全球經濟將在何時觸底,然後爬起,但可以肯定的是,迎接而來的2009年不會是個好過的年。對於電子產業來說,又何嘗不是如此:減薪、裁員、無薪休假、工廠停工等等負面的因應措施已接踵而出,這對於向來風光的電子新貴而言,一時恐怕很難適應這種落差。


然而,電子產業會因此進入夕陽落日的停滯狀態嗎?很顯然地,事實不會如此,雖然腳步放慢,但新技術擁有的優勢仍會不停歇地往商業化的方向推進。舉例來說,由iPhone所掀起的多點觸控介面,以及由Wii開啟的MEMS運動感測器使用風潮,都不會在這波不景氣中喊卡,仍會是業者迫不及待想掌握的加值技術。這類的殺手級應用技術,其實還有很多,例如Android開放手機、LED、SSD、DisplayPort、軟性電子等等,以下將從技術發展的角度評析2009年中仍將引領風騷的四項明星技術:


高門檻的多點觸控技術

Apple是在2007年中推出第一代的iPhone,也就是在一年半前就已將多點觸控技術實現在其手機之上,但經過這一段時間,iPhone第二代的3G版本手機都已堂堂上市了,但市場上標榜具有多點觸控功能的手機仍寥寥無幾(如RIM Storm、LG Secret)。為何如此呢?大家顯然並非不想跟進,而是要突破的專利及技術門檻頗高,而且涵蓋的產業環節很廣,需要整合觸控感測控制器、觸控面板(ITO Patterning)以及手機系統和應用程式的開發等,難度確實相當高。


目前觸控控制器的廠商很多,但只有少數聲稱有能力支援多點觸控的感測控制。在觸控面板方面,則需要配合觸控控制器進行客製化的ITO Patterning,以軸交錯式(Axis Intersect)或所有觸點可定位式(All Points Addressable;APA)的感測架構,而且需在投射電容式的面板上來實現多點觸控技術。由於這種作法的成本與面板尺寸息息相關,目前只適合3~4吋以下的手持式面板,而且是高階的智慧型手機才會採用。


歷經多時的摸索,預估在2009年將會看到更多的多點觸控手機出現,而這些採用手指來控制使用介面的手機,勢必得對應用程式做出相應的改變。然而,觸控介面的風潮會擴及更廣泛的手機及手持設備,基於成本及技術的成熟度,電阻式的觸控面板仍會是主流的應用技術。HTC的Diamand即善用此類技術,雖無法做到多點觸控,但仍能實現相當便利的操控功能。


除了手機的市場,直覺性的觸控介面也會在其他領域獲得重視,例如觸控式顯示器螢幕、筆電,以及多人多點的觸控應用等。微軟提出的Surface電腦,即是觸控應用的另一種使用趨勢。Surface電腦採用影像光學式觸控技術實現多人多點觸控,讓幾個人可以同時在一個桌面上一起玩遊戲,或是將手機、數位相機放在桌面即可與電腦交換資訊並立即顯示。


《圖一 iPhone帶起多點觸控螢幕的全新應用》
《圖一 iPhone帶起多點觸控螢幕的全新應用》

MEMS走入消費性市場

微機電(MEMS)已發展近半個世紀,雖然在汽車、工業等垂直市場已有頗多的應用,在列表機(噴墨頭)及投影機(TI DLP)的電腦週邊及影音市場也有嶄獲,但另一個劃時代意義的分水嶺,當屬於MEMS加速度計(又稱g-sensor)開始進入消費性手持設備及遊戲機的市場。這意味著MEMS元件的價格終於降到大眾市場可接受的程度,而功能性也獲得消費者的肯定。


測量線性速度變化的加速度計是一種非常有用的運動感測器,舉凡因墜落、傾斜、移動、撞擊或振動所產生劇烈或微小變化,都能夠偵測出來,並轉化為各種應用。它的應用包括創新的使用介面,如畫面翻轉、地圖/相片瀏覽、玩互動遊戲等,以及遠端搖控、硬碟保護、定位輔助(DR)、計步健身等,不論是手機、PND、PMP等手持式設備,或遊戲機、電視搖控器、數位相機/攝影機,甚至是洗衣機等家電設備,都用得到MEMS加速度計。


除了加速度計外,MEMS運動感測器還有陀螺儀和壓力感測器。陀螺儀用來偵測待測軸向上的角速度變化量,目前最常用到陀螺儀的消費性產品為數位相機,主要用於防手震的影像穩定(image stability)功能。若將陀螺儀和加速度計整合一起運用,可以得到更精確的動作偵測功能,這會是消費性產品所樂見的,但前題是陀螺儀的成本得再降得更低些才可行。不過,遊戲機的市場已率先導入這類整合型的運動感測器。相較之下,壓力感測器的應用必要性較低,它能夠用於測定所在的高度(樓層)、預測天氣變化,或用於入侵偵測的安全保護等。


另一個確定被消費性市場接受的MEMS元件為MEMS麥克風,近來有多家手機大廠已開始採用這種新式的麥克風。MEMS麥克風具有許多的優勢,包括更小的尺寸、低功耗、低雜訊、簡化生產流程和數位化等等,因而成為取代傳統駐極體電容麥克風(ECM)的最佳選擇。這是一個相當龐大的市場,舉凡需要收音的多媒體設備,如手機、數位相機、攝影機、藍牙耳機、NB、Webcam等等,都是MEMS麥克風的應用市場。


除了運動感測器和麥克風外,還有更多的MEMS元件準備冒出頭來,例如MEMS平面顯示元件、微型投影元件、MEMS振盪器、RF MEMS開關等等。這些元件都能提供嶄新的應用功能,例如Qualcomm MEMS Technology(QMT)發表採用MEMS技術的Mirasol顯示器,能夠實現在太陽下的可視性,並因不需要背光源,因而大幅降低功耗表現。另一項由Pixtronix提出的數位MEMS遮光器(shutter),則能讓LED背光的透光率大幅提升十倍。


不過,許多創新的技術在2009年恐怕還進不到商業化的階段,但MEMS振盪器卻已開始搶佔市場。MEMS振盪器包括從傳統石英晶體陣營來的廠商,如Epson Toyocom,以及採用與標準CMOS製程完全相容的矽MEMS振盪器廠商,如SiTime或Discera。矽製程MEMS振盪器強調能整合到今日的每一顆矽晶片當中,成為SoC中的必要單元,但這個設計趨勢不會馬上發生,在2009年兩大陣營仍得以元件的型式在市場上直接競爭。


LED大放異彩

在2009年,LED顯然仍將繼續在市場上發光發熱。LED有兩大應用領域,一是背光顯示,一是照明應用。在背光顯示上,由於LED具有明顯的輕薄、省電和高彩度優勢,因而從小尺寸手持應用面板、NB面板,甚至是液晶電視,一路取代CCFL成為主流的背光源技術。


以Apple推出的Macbook Air為例,就因為採用LED背光模組而能做到厚度僅達4mm的面板,並讓產品的重量降到1.36Kg。由於LED能為產品帶來明顯的差異化特色,即使CCFL背光模組的價格不斷下滑,仍無法抵擋LED背光模組的市場擴張與替代效應。目前Apple的NB機種在2008年已改用LED背光,而Acer與Dell也宣佈在2009年會大幅採用LED背光模組。


在照明應用上,LED的發光效率已達100 lm/W左右,足以運用於多數的照明用途,如室內照明、路燈照明、車燈照明等。目前最大的設計議題在於燈具的可靠性。LED燈具的設計涉及光、機、電、熱,從晶圓、晶粒,到封裝、模組和燈具,每個流程的設計好壞都會影響最終的發光效率、散熱表現,以及使用壽命。


LED的使用壽命一般號稱有二萬小時以上,比起傳統燈具高出許多,但今日實際的使用壽命往往遠低於此一目標值,即是難以克服系統層面的可靠性議題。目前材料上的問題已漸漸克服,封裝技術也在進步中,再加上產業標準也將陸續出爐,預估在2009年的照明應用市場上,LED會有更大的成長性。不過,可惜的是,由於重要的專利技術多已被外商所綁死,台灣LED廠商雖眾,但能獲利的空間卻是相當有限;或只能費盡心思的在專利傘的空隙中求生存。


軟性顯示器的殺手級應用

如果在2009年出現一款螢幕可折疊或可捲曲的多媒體或智慧型手機,那它要搶掉iPhone或Google Phone的風采而成為市場新寵兒,該是不太困難的事吧。是的,在2009年值得關注的一項技術,正是軟性顯示器的發展,這項技術已發展多時,目前較成熟的是電子紙的應用,如Amazon Kindle、iRex iLid及Sony的電子書閱讀器。


這些電子紙背後的技術,主要是雙穩態的電泳技術,也是目前發展較快的軟性顯示技術。不過,此類技術的限制在於仍處於黑白畫面的顯示階段,只適合文字性的閱讀,而真正要掀起市場革命的,還是需要見到軟性的彩色動態顯示器。其他可行的軟性顯示技術還包括OLED及LCD,其中OLED因結構簡單、高對比且自發光,最適合發展彩色的軟性顯示器,不過目前仍處於樣品階段。


因此,面板業現在又開始將心力放在軟性LCD的開發上,然而,必須克服涵蓋基板、TFT層、LC層、ITO層、背光模組等各個層面的材料開發議題。目前以高分子材料最能符合這些特性要求,但穩定性及成本仍是應用考量的重點。不過,不論採何種技術,在生產製程上皆朝向捲軸式(roll-to-roll)製程發展,相較於此作法平板式(sheet-to-sheet)製程,捲軸式具有連續性生產的低成本優勢。此外,將當紅的觸控技術與軟性顯示器結合,也是可預期的發展趨勢。


《圖二 2009年顯示裝置將有全新風貌!》
《圖二 2009年顯示裝置將有全新風貌!》

結語

除了上述極具潛力的的明星技術外,在不同的應用領域還有多項技術將在2009年浮出檯面,成為電子產業向前發展的重要驅動力。在通訊領域,行動技術將朝HSPA+和LTE發展,逐漸邁向4G的高速傳輸境界。以NTT DoCoMo的Super 3G技術為例,在其戶外實測中,其下行的資料傳輸率已可達250Mbps,上行速度則可達50Mbps,速度相當驚人。值得注意的是,WiMAX能否掙得一席之地,在2009年中將看得更清楚。


在PC、NB的市場,Netbook已殺出了一塊天地,而MID則蓄勢待發,可望在2009年有一番作為。在此同時,因NAND Flash的容量大增而成本下降,造成SSD替代硬碟的趨勢成形,特別適合這類小型化的運算設備。不過,SSD仍面臨可靠性的技術問題,也就是克服使用壽命及不易出錯的現實問題,而突破的關鍵會在控制器對壞區管理(BBM)、平均耗損(wear-leveling)和錯誤修正程式碼(ECC)所提供的演算機制。


另一個值得關注的領域是支援影音多媒體高速傳輸的介面技術,包括有線的HDMI、DisplayPort、SATA(6Gbps)、USB 3.0等等;以及無線的802.11n、Wireless HD和WHDI(基於802.11n技術)等,後兩項無線技術強調能提供高達Gbps等級的無線傳輸率,能夠實現無壓縮的影音傳輸,相當值得期待。從以上的評析可以看出,2009年即使是買氣欠佳的一年,但在技術上的發展動能仍是相當旺盛的。(歐敏銓)


Android平台為行動應用新霸主

Android平台是以獨立的應用框架(Application Framework)為骨幹,是一套完整的行動裝置軟體堆疊架構,Android平台更是一套整合跨程式語言、需要高度整合的產業生態體系。Android平台結合Google Maps、整合各類LBS服務及社群網路應用,藉由Data Mining甚至雲端運算(Cloud Computing)方式,把資料庫中累積龐大的資料轉化為線上廣告營利的商業模式,便是Google積極推廣Android平台開放應用設計的關鍵所在。


《圖三 由Google主導的Android平台標籤》
《圖三 由Google主導的Android平台標籤》

2009年Android平台開放應用模式將席捲全球

由台灣宏達電(HTC)代工、全球電信巨頭T-Mobile銷售、以Google所主導的Android平台為基礎的G1手機,在去年9月底正式亮相推出後,引起市場業界高度關注。今年Android平台旋風正席捲而來,相關手機產品也將如雨後春筍般湧現。T-Mobile和HTC合作的第二代Android G2手機預計將在今年Q1~Q2推出;全球PND大廠台灣國際航電(Garmin)不僅已加入Google主導的開放手機聯盟(Open Handset Alliance;OHA),同時也考慮開發Android和Linux兩大平台,首款Garmin Android手機預計最快將於今年下半年亮相。華碩也投入開發Android手機系統行列,最快今年首季將可推出相關產品;手機大廠Motorola的Android平台手機上市時間則預估在今年年底左右。


Android平台手機的問世,代表著智慧型手機市場已進入Android平台手機、Apple的iPhone以及Nokia大力支持的Symbian手機三國鼎立激烈競爭的階段。為因應智慧型手機開放平台的發展趨勢,Nokia已出資4.1億美元收購Symbian其他52%的股權,擁有Symbian所有股份,目標便是要把Symbian轉為開放的行動平台,迎接Android平台的直接挑戰。


《圖四 由T-Mobile所銷售、台灣宏達電(HTC)所代工的Android G1手機(資料來源:美聯社)》
《圖四 由T-Mobile所銷售、台灣宏達電(HTC)所代工的Android G1手機(資料來源:美聯社)》

Android平台是以獨立的應用框架(Application Framework;AF)為骨幹,是一套完整的行動裝置軟體堆疊架構,Android平台更是一套整合跨程式語言、需要高度整合的產業生態體系。Android軟體平台具劃時代的開放性設計,主要便是在應用軟體(Apps)、應用框架(AF)和Libraries均具備開放性的修改設計空間。有別於一般傳統嵌入式架構思維,Android平台突破性創新設計便是把應用框架層獨立出來,作為聯繫Apps與Libraries的幕後主架構,可讓軟硬體產業開創多重面向和多重整合的發揮空間。


未來智慧型手機包括Android平台裝置在內,應用功能將以觸控螢幕、GPS導航和Internet接取功能作為主軸。專為行動裝置設計開放支援行動上網(Mobile Internet)的Android平台,也會側重於支援2D/3D繪圖和多媒體上網瀏覽(web browsing)功能,進一步強化Android軟體平台支援多媒體功能的特性,讓Android平台手機使用者方便地應用web browsing功能,且能順暢地在不同的web browsers之間輕易轉換,擁有如同在PC或NB端一般的使用體驗。



《圖五 Android平台軟體堆疊組件層示意圖》
《圖五 Android平台軟體堆疊組件層示意圖》

社群網路(Social Networking)結合GPS定位導航的LBS服務(Location-Based Service),是Android平台應用軟體的兩大發展重點,E-mail、即時通(IM)和電子月曆等通常是必備功能,至於多媒體及遊戲的設計後勢也備受看好。Google正希望藉由Android平台上的社群網路和LBS應用,深化Google Maps的滲透率,並進一步搭配即時資訊更新分享和Google Account等功能,Android平台的開放性設計,也是強化Google其他產品和解決方案影響力的重要媒介。


Android平台可被視為是Google欲一統服務、作業系統、應用平台的政略方案,開放軟體平台架構、突破手機軟體平台多屬於專屬封閉型架構的窠臼、提供更多元具有加值服務的機會,藉由加值型服務創造更多的營收利基,才能促進Google在行動廣告、搜尋定位等加值服務的獲利條件。


Android平台不失為一種可讓開放社群協作參與的新商業模式。開發Android手機平台,在授權金、可客製化程度、UI介面多樣性、軟硬體開放彈性開發設計等層面,均有相關優勢。不過開放式的Android平台並非代表完全免費,從樣品形成到產品問世的過程,都需要以更高度整合能力強化軟體平台功能,測試驗證也必須更為成熟,具有商業獲利條件且功能穩固的軟體平台才能被業界所認可。


Android平台要成為成熟化的商業模式,那麼兼具開放性和安全性的軟體應用架構是重要前提。這種發展趨勢對於IC設計廠商來說,設計負擔更為沈重,驗證測試由誰來領頭,會是相關產品能否順利縮短Time to Market非常重要的關鍵。若採用垂直整合、後端代工製造的方式,來縮短客戶從開放資源到產品成型的成本,可能是目前主要的獲利模式。


台灣廠商在手機平台測試驗證的開放資源較為不足,可藉由產業培訓與技術交流方面著手,廠商若要藉由平台整合彼此優勢,產業鏈的合作便非常重要。不過台灣廠商仍要積極尋找參與全球開放手機聯盟(OHA)的可能性,才能深入開放資源的核心。(鍾榮峰)


IC設計需求減緩 積極佈局新市場

2009年對所有產業來說都是非常嚴峻的一年,IC設計當然也不例外。一方面除了必須因應需求減緩的問題,一方面也得佈局下一代的市場,這兩相權宜的事,成為目前各大廠得慎思應對的麻煩事。雖然來年的市場發展可能很有限,同時變數也還層出不窮,但仍是有些重點值得關注,以下就是2009年幾個IC設計產業的發展趨勢。


3D IC持續發展

經過2008年一整年的熱烈討論與廣泛研究,3D IC作為下一代晶片設計最關鍵技術的地位已經是無庸置疑。而在2009年中,3D IC技術也將持續的發展,同時應用的範疇也會逐漸開拓。但由於明年半導體產業受景氣衝擊的影響相當大,設備端的採購支出將會明顯緊縮,甚至有可能暫停採購新設備。因此,封裝與晶圓代工廠大規模採購TSV生產設備的可能性並不高,而這也將造成3D IC步入高量產的速度將會減緩。但相關技術的研發計畫並不會停滯,尤其是市場領導廠商,仍會積極佈局相關市場。


目前3D IC的技術已經普遍運用在CMOS Sensor上,如何進一步擴大其應用範圍將是發展重點,諸如記憶體與處理器的堆疊,先進RF元件的堆疊等,都是各廠的發展重心。由於3D IC具有低功耗、低雜訊及高傳輸頻寬等優勢,加上40奈米以下的SoC晶片開發瓶頸難以克服,因此轉向以堆疊方式進行生產是目前業界普遍認可的發展趨勢。


《圖六 經過2008年一整年的熱烈討論與廣泛研究,3D IC作為下一代晶片設計最關鍵技術的地位已經是無庸置疑。》
《圖六 經過2008年一整年的熱烈討論與廣泛研究,3D IC作為下一代晶片設計最關鍵技術的地位已經是無庸置疑。》

在2008年7月時,工研院與國內外9家半導體公司共同組建了一個「先進堆疊系統與應用研發聯盟(Advanced Stacked-System Technology and Application Consortium;Ad-STAC)」,包括力晶、南亞科、矽品、茂德、漢民、旺宏、巴斯夫(BASF)、布魯爾科技與台灣應材等公司均已表態加入,而台積電、日月光和聯發科等業界龍頭也可望在日後參與相關的研發工作。而此聯盟預計在2009年下半年時,推出第一個以3D IC技術堆疊的SSD產品。


CMOS-MEMS產品進入市場

「低價化」是2009年所有廠商的一致目標,如何能在既有的產品架構下取得較低成本的解決方案,將有助於在來年的不景氣中,度過一個較平穩的一年。而這正是採用CMOS晶圓製程生產的CMOS-MEMS技術的絕佳機會點,2009年將是其最有機會大幅成長的一年。


相對而言,使用傳統特殊製程的MEMS產品,在經過2007與2008連續兩年的高潮後,似乎也開始出現「退燒」的狀況。再加上經濟風暴直接衝擊消費市場,預料2009年的消費性電子產品銷售將大不如前,而包含汽車與PC市場也同步萎縮的狀況下,預計2009年的MEMS市場將面臨嚴重的挑戰。市場研究公司Yole Developpement就表示,受全球經濟衰退的影響,2008年全球MEMS市場規模將縮小至76億美元,而2009年還會更進一步減少。顯見在景氣影響下,原本就屬高價位的MEMS產品,將面臨嚴峻的考驗。


《圖七 依照目前CMOS-MEMS的發展進度來看,2009年上半年就會開始有少量的產品進入市場,而至下半年時,在其技術與設計經驗增加後,將有希望更進一步擴大規模。》
《圖七 依照目前CMOS-MEMS的發展進度來看,2009年上半年就會開始有少量的產品進入市場,而至下半年時,在其技術與設計經驗增加後,將有希望更進一步擴大規模。》資料來源:MEMSMART

而對新興的CMOS-MEMS技術來說,因其能使用目前既有的半導體產線進行量產,無需尋求特殊的產線生產,故能提供相當低價的MEMS解決方案,對於身陷消費市場低迷狀況下的系統商而言,的確是具有一定的吸引力。但由於CMOS-MEMS的技術穩定度仍待考驗,能否廣為市場接受也得持續的觀察。但單就其發展策略來看,絕對是條正確的路。依照目前CMOS-MEMS的發展進度來看,2009年上半年就會開始有少量的產品進入市場,而至下半年時,在其技術與設計經驗增加後,將有希望更進一步擴大規模。


40奈米晶片設計需求放緩

一般來說,製程越先進的晶片,其開發成本也就越高,再加上先進製程的晶圓生產良率通常不高,因此,其整體的研發費用也會更加龐大。以65奈米製程來說,其研發的成本是90奈米的2倍,更遑論下一代的40奈米,動輒數百萬美元是基本的研發門檻。因此,一家公司若沒有龐大的財力支援以及明顯的獲利市場,並不會貿然投入先進製程晶片的生產。特別是在目前景氣急凍的狀況下,快速投產40奈米晶片生產似乎不是個明智的選擇,預料2009年40奈米的設計專案與投產數量將會明顯的放緩。


雖然台積電在去年3月就已宣佈,其浸潤式微影技術已能達到40奈米製程,並在10月完成40奈米製程的認證工程,開始具備接單量產的能力。隨後NVIDIA、AMD、Altera,Broadcom、Marvell、NetLogic、LSI及ST等公司也表態,有意投入40奈米的晶片生產,並最快在2009年的第二季開始導入。但隨著金融風暴在9月後開始強力衝擊全球市場,包含消費性電子、汽車及PC等市場無一倖免,連高成長的手機也呈現衰退。因此,預料2009年的半導體需求將會降至谷底,即便在下半年景氣好轉,但市場的買氣並不會即刻反應出來,因此這些大廠很可能會延後推出40奈米晶片的時程,直到全球經濟出現明顯的復甦。


《圖八 經濟情勢不利於先進製程的推進,是否利用此停滯期搶進40奈米製程,則成為半導體公司十分頭痛的問題。》
《圖八 經濟情勢不利於先進製程的推進,是否利用此停滯期搶進40奈米製程,則成為半導體公司十分頭痛的問題。》

日前英特爾和少數幾家記憶體廠已經宣布,將在2009年進入30奈米的製程,但目前市場上仍是以90和65奈米的製程為主。加以經濟情勢不利於先進製程的推進,是否利用此停滯期搶進40奈米製程,則成為半導體公司十分頭痛的問題。但專門承接大廠晶片設計專案的IC設計服務商就透漏,客戶對40奈米製程的開發態度已不若先前積極,有明顯的放緩甚至擱置的情形。


低功耗設計當道

在行動化與環保節能的兩大潮流帶動下,電子產品的低電耗需求也節節升高。加上新一代環保節能法規的陸續實施,也迫使家電和各類消費性電子必須在電耗上進行改良,才得以在全球各市場上銷售,而位居上游的半導體廠同樣也必須在晶片解決方案上達成低功耗的規定,已符合系統商的需求。


在2008年中,低功耗的話題已經延燒整整一年,許多的IC設計規範和新製程也紛紛提出且被應用在產品上。包含晶圓製造端的Low Power先進製程、EDA工具端的CPF與UPF格式、IC設計端的漏電管理、動態電源管理、DVFS、Multiple Supply Voltage、Gate level Optimizations及Clock gating等技術,這些技術在2009年中也將會持續的發展,同時應用會更加廣泛。不單單只是在行動裝置上,新一代的智慧家電也會陸續採用低功耗的晶片解決方案,作為其系統設計的基礎。


展望2009年,以低功耗為訴求的晶片市場規模將會更加龐大,即便在經濟衝擊之下,也能有一定的成長。包含低功耗的MCU、低功耗的FPGA方案、低功耗記憶體及各類低功耗的連結晶片等,都將在來年有不錯的成績。(籃貫銘)


不受景氣衝擊 類比產業一枝獨秀

過去十年間,通用類比元件主導整個半導體產業,使全產業更專注於推動將基礎的分離式元件內建於晶片中的方向,而放大器、資料轉換器等元件市場也不斷成長。現今晶片整合多功能開發ASSP產品,使得類比產品改以專用標準IC的形式問世,並使得通用類比產品的競爭更形激烈。有能力開發類比技術與高效能產品的廠商不再只有少數大廠,技術門檻的降低使得類比廠商蓬勃發展,而類比廠商也藉由過併購方式來獲取新技術來源並推動營收成長。


一般IC電子元件可區分成兩大類,分別為數位IC及類比IC。由訊號處理方式來區分,類比IC主要處理為連續訊號,例如光、聲音、溫度等;而數位IC則以非連續訊號(以0與1表示)為主。根據WSTS(World Semiconductor Trade Statistics)定義,類比IC可區分為標準型類比IC與特殊應用標準類比IC。WSTS歷年統計顯示,類比IC產業佔整體半導體市場比重約為12~16%,估計2008年類比IC產值為410億美元。


而隨著環保與節能議題持續發酵,節能科技也成為目前重要發展課題之一,電源管理IC正扮演著關鍵性角色。此外,強調低耗電、省電的消費性電子產品日趨普及,例如NB、手機、DSC等。根據iSuppli調查,2006~2010年全球電源管理IC市場年複合成長率為6.75%,預估2008年產值可達276億美元,2010年達322億美元,將佔全球類比IC產值70%以上。


面對2009年,類比技術有哪些發展的新局,可觀察以下幾點。


《圖九 可攜式醫療電子產品將大幅帶動類比產業發展》
《圖九 可攜式醫療電子產品將大幅帶動類比產業發展》

醫療電子是成長關鍵

由於全球人口老化趨勢逐漸成形,用於監測並改善人體健康狀況的醫療設備正蘊藏著無限商機。藉由各式醫療電子設備可持續為不同狀況的病人進行監測,至於可攜式醫療電子設備則更便利使用者隨身攜帶,並可透過無線通訊技術將病歷資料傳送至醫師處,以便進行遠端醫療監控。


汽車電子依賴性強

人們對於行車環境舒適度和安全性的需求不斷追求,因此汽車對半導體元件的依賴度也越來越強,這一熱門的汽車電子產業應用包括車載資訊娛樂(Infotainment)、遠距資訊(Telematics)系統、汽車安全系統,以及胎壓監測系統等。


《圖十 汽車電子對類比IC的依賴性強》
《圖十 汽車電子對類比IC的依賴性強》

遊戲、視訊、行動、網路市場持續成長

此外,包括遊戲平台、視訊系統、行動網路及消費應用等,這些領域都是類比產業未來主要的成長市場。例如視訊應用便是個蓬勃發展的機會點,因為DisplayPort介面將很快取代筆記型電腦的VGA與DVI連接器。


全球電源管理IC發展趨勢

電源管理IC大致可區分為電壓調整(Voltage Regulators)、訊號界面(PM Interface)、標準/特殊應用電源管理(PM ASIC/ASSP)、整流與電源二極體(Rectifiers and Power Diodes)、閘流體(Thyristors)及功率電晶體(Power Transistor)。


iSuppli調查指出,就產值成長性來看,以電壓調整類元件年複合成長率最高約12%,其中又以交換式元件(Switching Regulators)為主要成長源,年複合成長率約17%,預估2009年產值將達50億美元。交換式元件大幅成長原因主要為:


環保節能需求

由於消費性電子產品需求環保節能,使得可攜式消費性電子產品對於電能轉換率與功耗要求提高,需要具有省電、高效率、小體積及散熱佳的電源管理IC元件,交換式元件正具有以上特色。


電源轉換率高

由於交換式元件之電源轉換效率比起線性元件來得更高,實際可運用於升壓、降壓與反相等功能。


設計彈性高及節省空間

行動裝置除了輕、薄、短小之外,待機時間長與節能需求逐漸成為另一重點。採用交換式元件有助於電源管理設計者在電路設計時更方便,製造時更省空間,目前行動裝置大多以採用DC/DC Converter元件為主。


消費性電子產品為電源管理IC最大應用市場

電源管理IC的前三大應用市場分別為消費性電子約31%、資料處理約19%及無線通訊市場約18%,合計共佔整體市場68%。消費性電子市場主要成長力道來自於LCD/PDP TV產品,TRI預估年複合成長率介於10~17%;資料處理市場的驅動力來自於NB,年複合成長率約17%;無線通訊市場成長來自於手機,年複合成長率為10~15%。(王岫晨)


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