半導體是當今資訊科技產業快速發展的基礎和驅動力，已高度滲透並融入經濟社會發展的各個領域。其技術水準和發展規模已成為衡量一個國家產業競爭力和綜合國力的重要指標之一。

2020年，受新冠肺炎疫情影響，全球經濟陷入衰退，但受居家辦公、學習和遠距會議等需求的推動，全球半導體市場逆勢成長。 2020年，全球半導體市場規模達4,400億美元，較去年成長6.8%。以記憶體和專用晶片為代表的半導體產品開始進入繁榮期；中國積體電路市場需求依然強勁，全年積體電路市場銷售額達1,633.97億元人民幣，較去年同期成長8.26%。預計2021年市場規模將進一步成長。

「螺旋式上升」發展模式

全球半導體市場的發展呈現「螺旋式上升」模式，在經歷放緩或回落後，將迎來另一次強勁的復甦。 2000年，網路泡沫破裂，導致半導體產業經歷了兩年的調整期。此後，隨著能源的累積和12吋矽片的推出，半導體市場迅速發展。 2008年第四季全球金融危機的爆發，使半導體市場進入了一段短暫的調整期。

自2010年以來，iPhone和iPad等行動終端的興起開啟了行動互聯網時代，半導體市場成長率也達到了歷史新高。隨著記憶體市場的爆發式成長，2017年全球半導體市場規模突破400億美元。 2018年下半年，全球半導體市場再次進入調整期。 2019年，由於固態儲存、智慧型手機和個人電腦的需求成長放緩，產品庫存高企，以及全球半導體需求下降，記憶體市場價格下跌。加上全球貿易摩擦帶來的不確定性增加，2019年全球半導體市場大幅萎縮，跌幅達12.0%，創下近15年來最大跌幅。

2020年，儘管受到新冠肺炎疫情的影響，全球半導體市場依然強勁復甦，市場規模達4,400億美元，較去年同期成長6.8%。以記憶體和專用晶片為代表的半導體產品進入繁榮期。從產業整體來看，邏輯晶片（11.1%）成長最為顯著，其次是感測器（10.7%）和記憶體（10.4%）。

從區域結構來看，中國已連續多年成為全球最大的半導體消費市場。 2020年，中國市佔率達到最高，為34.4%。美國、歐洲、日本和其他市場的份額分別為21.7%、8.5%、8.3%和27.1%。其中，美國市場實現了21.3%的強勁成長，亞太市場成長5.1%，日本市場成長較弱，僅1.3%，而歐洲市場則下降了5.8%。美國市場強勁成長的原因在於，美國市場在2019年經歷了最大幅度的下滑，跌幅高達23.7%，比全球平均高出11.7個百分點；日本市場也下降了10.0%；歐洲、中國和其他地區分別下降了7.4%、9.3%和8.8%。

受疫情影響，遠距辦公、遠距教學等應用迅速發展，帶動下游通訊和電腦產品市場的快速復甦。 2020年，通訊和電腦仍是全球半導體應用最廣泛的領域，市佔率分別達到33.5%和29.1%。受惠於4G和5G應用的普及，通訊晶片市場佔有率從2010年的22.2%成長到2020年的33.5%。同時，個人電腦的市佔率持續被智慧型手機、平板電腦等新興電子產品超越，市佔率從2010年的40.9%下降到2019年的29.1%。

市場競爭日益激烈

對全球半導體市場而言，2020年是值得關注的一年。 IBM開發的新型2奈米晶片特別引人注目。本晶片採用奈米片堆疊電晶體（GAA電晶體）結構。與目前最先進的7奈米晶片相比，此晶片的性能可提升45%，能耗可降低75%。 IBM表示，採用2奈米技術，可以在指甲蓋大小的晶片上整合多達50億個電晶體。

半導體公司的營收狀況也是業界關注的焦點。 2020年全球十大半導體公司中，有6家是美國公司。以總營收計算，這6家美國公司占前十名公司總營收的59.2%，而韓國的2家公司占前十名公司總營收的32.4%。

從產業鏈的角度來看，2020年全球十大半導體公司中，有6家IDM公司，總銷售收入為197.09億美元，佔十大公司總銷售額的78.3%；有4家設計公司，總銷售收入為54.70億美元，佔十大公司總銷售額的21.7%。

2020年，英特爾繼續領先全球半導體公司營收榜。憑藉今年的營收，英特爾持續維持全球最大半導體供應商的地位，半導體營收達70.244億美元，年增3.7%。這主要得益於其核心客戶端和伺服器CPU業務的成長。在2020年全球十大半導體公司中，聯發科的營收年增率最大，其次是英偉達和高通。德州儀器是唯一一家營收下滑的公司。

今年，從全球半導體研發支出來看，排名前十的半導體公司的研發投入成長了11%，總額達43.5億美元，佔產業總額的64%。這表明，市場領導者的集中度進一步提高，市場競爭更加激烈。

2020年下半年，全球半導體領域共發生5起大型併購案和10多起小型併購案，總金額達創紀錄的1,180億美元。 2020年由此成為半導體併購史上交易金額最高的一年。然而，上述併購案尚未完成全部交易和審批流程。全球半導體產業併購數量的激增主要源自於各領域巨頭廠商之間強大的聯盟關係。

先前，類比晶片製造商ADI宣布將以210億美元收購類比訊號/混合晶片公司Maxim Integrated Products；顯示卡巨頭英偉達（Nvidia）於2020年9月宣布將以400億美元收購處理器架構協議供應商Arm。此前，Arm由日本軟銀控股。此外，美國英特爾宣布將以90億美元的價格將其在中國營運的NAND快閃記憶體業務和300毫米晶圓廠出售給韓國SK海力士；美國AMD於2020年10月29日宣布將以約350億美元收購FPGA供應商賽靈思（Xilinx），該交易將於年底完成； Electronics宣布將以100億美元的現金加股票收購矽谷積體電路供應商Inphi。該交易也將在2021年下半年完成。上述交易尚未完成，仍在接受相關監管機構的審查。

後摩爾時代的顛覆性技術

異質整合是後摩爾時代的典型發展技術，主要應用於封裝領域。如果需求滿足，晶片組技術可以快速有效地實現晶片功能。該技術還具有設計難度低、製造方便、成本低等優點。

這個方向使得晶片研發不再盲目追求降低耗電量和提升效能，而是更務實地滿足市場需求。許多公司都制定了「核心粒子」計畫。例如，英特爾推出了可對邏輯晶片和記憶體晶片進行3D封裝的Foveros技術；台積電推出了可實現晶圓間鍵結的多晶片堆疊SOIC技術。同時，這項技術也是後摩爾時代中國半導體產業的關鍵發展技術。

RISC-V架構的MCU將改變MCU市場格局。 RISC-V基於標準的寬鬆BSD許可，允許使用者自由地使用其設計的CPU，開發並添加自訂擴充指令集，並可選擇公開發布、商業銷售、替代其他許可協議，或完全閉源使用。 RISC-V目前最適合AIoT應用，可望與ARM架構處理器競爭，並在中國形成RISC-V生態系統，而MCU是RISC-V的最佳應用領域之一。憑藉開源、低功耗和低成本的優勢，RISC-V架構的MCU將對ARM架構的MCU產生影響，並為市場帶來新的變革。

光子晶片或將成為晶片發展的新方向。光子晶片是指利用光訊號進行資料擷取、傳輸、運算、儲存和顯示的晶片。目前，光子晶片主要應用於光通訊領域，尤其是在資料中心基礎設施建設的推動下。矽光子技術將光學元件整合到矽晶片上，充分利用了CMOS元件低成本、可擴展以及易於製造和組裝等優勢。與電子驅動的積體電路相比，光子晶片具有超高速和超低功耗的特性。理論上，光子晶片的尺寸可以進行調製，而且光的特性本身就非常適合線性計算，包括高密度平行計算。隨著人工智慧的快速發展，光子晶片的矩陣乘法效率可望比現有電子晶片提升數百倍甚至數千倍，這吸引了學術界和產業界競相探索光子運算帶來的機會。

受「碳中和」趨勢的影響，能夠提升能源轉換效率的第三代半導體產業正在加速發展。隨著新冠肺炎疫情影響的逐漸減弱，逆變器、變頻器等工業能源轉換元件以及通訊基地台等設備的需求也趨於穩定。隨著特斯拉Model 3電動車逆變器逐步轉向碳化矽（SiC）元件製造工藝，第三代半導體在汽車市場也逐漸受到更多關注。

以氮化鎵（GaN）和碳化矽（SiC）為代表的第三代半導體具有耐高溫、耐高壓、高頻和高功率等優點。與矽元件相比，它們可以降低50%以上的能量損耗，並縮小設備體積75%以上。它們是節能減排、實現「碳中和」目標的重要發展方向。目前，第三代半導體的應用範圍已擴展到資料中心、新能源汽車等許多關鍵領域。整個第三代半導體產業正在蓬勃發展，有望成為綠色經濟的中流砥柱。

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