TrendForce公布2023年十大科技行业趋势

在这份新闻稿中,TrendForce详细介绍了预计将在科技行业的各个领域发生的10大趋势,如下:

先进代工工艺进入晶体管结构过渡期,成熟工艺聚焦多元化专业化发展

从16nm节点开始,纯代工工艺从平面晶体管过渡到FinFET一代。随着7nm工艺的发展和EUV光刻技术的引入,FinFET结构在3nm节点遇到了物理极限。从那时起,这两家先进制造工艺领域的领导者就出现了分歧。台积电在2H22量产的3nm产品中继续采用FinFET结构,并将于1H23正式发布,量产规模将逐季增加。2023年,台积电3nm产品将包括PC CPU和智能手机SoC。三星电子开始引进以gaafet为基础的3nm mbcet(多桥通道场效应晶体管)结构,该工艺将于2022年开始量产。其第一代产品是加密货币挖矿芯片。到2023年,三星电子将把重点放在第二代3nm工艺上,目标是量产智能手机soc。在3nm量产的初始阶段,两家公司仍然专注于高性能计算和智能手机平台,因为这些产品对提高性能、降低功耗和缩小芯片面积有更高的要求。

对于28纳米以上的成熟工艺,代工厂专注于特殊工艺的多样化开发,并从逻辑工艺开发了HV (High Voltage)、Analog、Mix-signal、eNVM、BCD和RF等技术平台。它们用于专业生产智能手机、消费电子、高性能计算、汽车和工业计算领域所需的电源管理ic、驱动ic、微控制器(MCU)和RF(射频)等外围ic。随着5G通信、高性能计算、新能源汽车、汽车电子等应用迎来特种半导体元器件消耗增加的趋势,这些应用必须依靠多种专业化工艺的支持,才能实现各个领域所需的特殊用途。

发展趋势聚焦汽车集成电路设计,第三代半导体崛起

全球汽车行业正朝着C-A-S-E的方向发展,这推动了汽车半导体的强劲需求。汽车半导体基本上分为两类:IDM和无晶圆厂。作为传统的汽车芯片供应商,idm提供了相当完整的各种ecu选择,并逐渐从传统的分布式架构发展到域控制单元(DCU)和区域控制单元(ZCU)架构。另一方面,无晶圆厂继续专注于车辆高性能计算领域,并开发车载远程信息处理系统和用于自动驾驶计算的soc。由于汽车功能的复杂性,32位MCU型ECU已成为市场上的主流规格。2023年,其渗透率将超过60%,市场价值将达到74亿美元,并将向28nm以下(含)制程发展。此外,自动驾驶汽车需要高性能计算AI soc,并继续向5nm(含)以下的先进工艺发展,计算能力达到1000 TOPS,这些产品将与mcu一起加速全球汽车产业的升级。

随着800V汽车电驱动系统、高压直流充电桩、高效绿色数据中心的迅速兴起,SiC、GaN功率元件进入快速发展阶段。TrendForce预测,从2022年到2026年,SiC和GaN功率器件市场的复合年增长率将分别达到35%和61%。随着电动汽车对快速充电和更好动态性能的需求日益迫切,预计在2023年之前,将有更多车企将SiC技术引入主逆变器,其中高可靠、高性能、低成本的SiC MOSFET是竞争焦点。GaN进入了低功耗消费电子应用的红海市场,三星电子在2022年推出了首款45W GaN快速充电器,再次激发了市场的热情。随着技术和供应链的不断成熟以及成本的下降,GaN功率元件正在向中大功率储能、数据中心、家用微型逆变器、通信基站和汽车等领域扩展。在欧盟严苛的能效要求和中国东西向数据中心规划的背景下,数据中心电源和服务器厂商明显意识到了氮化镓技术的重要性。氮化镓功率元件预计将在2023年大规模发布。

新一代DRAM成形,200+层NAND闪存加速发展

就DRAM而言,随着企业数字化转型的加速,不仅服务器出货量更多地集中在数据中心,而且还允许新型内存模块合并,特别是基于CXL规范的模块。由于服务器系统中的RDIMM插槽数量有限,因此使用CXL可以使整个设备在执行高速计算时避免这种限制,同时增加系统可以使用的DRAM数量。2023年,不仅英特尔Sapphire Rapids和AMD Genoa等服务器cpu将支持CXL 1.0, DRAM模块也将采用DDR5。此外,为了有效地运行AI和ML(机器学习)操作,某些服务器gpu将引入新一代HBM3规范。因此,在存储器制造商和众多xPU供应商的规划中,新一代存储器逐渐组织起来,预计将在2023年获得市场份额。

在NAND闪存方面,堆叠层的数量将在2023年加速增长,预计有四家供应商将转向200层以上的技术。一些制造商甚至将大规模生产PLC (Penta Level Cell),希望随着单位增长进一步优化,未来有机会取代服务器上的HDD应用。在SSD传输接口方面,随着2023年Intel Sapphire Rapids和AMD Genoa的量产,企业SSD将进一步升级支持PCIe 5.0传输,传输速率将提升到32GT/s,以满足AI/ML等高速计算需求,同时也有助于企业SSD平均容量的快速提升。

随着辅助驾驶普及率的提高,汽车MLCC发展加速

目前,先进驾驶辅助系统(ADAS)正逐渐成为新车的标配。L1/L2是现阶段市场上的主要配置级别,使用了大约1800 ~ 2200辆汽车mlcc。随着半导体IDM开发的ADAS专用mcu、传感器ic等日益成熟,从2023年开始,l3级ADAS系统将成为许多豪华车制造商为其高端车型寻求的核心升级,导致MLCC消费量跃升至3000~3500台。在mlcc中,0402的尺寸正好满足一个车载侧监控模块的有限空间,成为主要的应用尺寸规格。

电动汽车动力核心已成为各汽车制造商的主要研发重点之一,以响应消费者对提高电池寿命的需求,以及优化充放电效率和电力回收系统。逆变器、电池管理系统和直流电源转换器是构成车辆灵魂的三个子系统,利用大约2000 ~ 2500个高容量(10u以上)和高温(X7S/R)汽车mlcc。日本村田制作所将于2022年初正式量产可达22v ~ 16V的新型高电容高压1206尺寸汽车产品。TDK、Taiyo Yuden、三星、Yageo等企业也在积极进军市场。

碳中和加速电动汽车转型,随着补贴减少,成本问题重新浮出水面,电池之战愈演愈烈

俄乌战争爆发后,汽车制造所需的各种原材料的成本都有所上升。尤其是与电池相关的材料成本大幅增加,并迅速转嫁到汽车标价上。再加上长达两年的汽车半导体短缺,加强供应链的韧性、弹性和稳定性已成为汽车制造商的首要任务。汽车制造商希望缩短电池供应链,以避免供应链分离。各国出于政治考虑,正在积极推进电池供应链的国产化。一方面,他们提出了优惠的投资条件,同时,他们还要求一定比例的汽车零部件国产化,作为一种胡萝卜加大棒的方式,吸引电池厂在全球投资。随着一些国家开始减少或取消对电动汽车的购车补贴,成本问题重新浮出水面。考虑到安全性和性能,必须生产具有成本竞争力的车型,因此电池的发展是不可避免的,并有望朝着统一、多样化和一体化的方向发展。电池组装统一,加强电池生产管理,提高通用性。根据车辆等级使用不同类型的电池可以分散供应风险并降低成本。 Integrating designs through cell-to-pack (CTP), cell-to-chassis (CTC) and other highly consolidated methods improve the modularity of battery and chassis.

另一方面,在全球净零碳排放目标的推动下,作为电动汽车核心的动力电池需求迅速增长,促使相关企业加快产能扩张。2023年,全球动力电池产能将突破太瓦时(TWh, 100万兆瓦时)门槛,产值接近1200亿美元。目前,动力电池产业链的快速扩张受到锂、钴、镍等先锋矿产资源扩张周期的制约,导致近年来动力电池制造成本不断上升。磷酸铁锂电池凭借其性价比优势,预计到2023年全球市场份额将超过三元电池。

产能和技术保障,中国面板制造商扩大在小尺寸AMOLED市场的影响力

随着中国柔性AMOLED产能的逐步扩大,小尺寸手机市场的发展影响力逐渐增大。此前,韩国面板制造商和品牌在旗舰型折叠手机市场上一直处于领先地位。然而,随着中国国内手机品牌开始陆续推出可折叠手机,中国面板制造商生产的可折叠AMOLED面板出现了机会。通过供应链本地化战略,中国本土手机品牌有望逐步扩大使用从中国面板工厂采购的可折叠AMOLED面板。为了减少大规模柔性AMOLED产能,面板制造商正在积极优化成本。AMOLED驱动IC有望转换为无ram架构,以降低成本。随着柔性AMOLED面板结构的调整,一些柔性AMOLED面板产品的成本和报价可以降低到标准的刚性AMOLED面板的成本和报价,目标是占据更大市场份额的中档机型。

另一个中型市场是笔记本电脑。预计到2022年,AMOLED笔记本电脑将占整个笔记本电脑市场的约1.2%,到2023年约占1.7%。在AMOLED面板方面,加速中型市场发展的决定性关键在于苹果未来对iPad和Macbook系列产品的计划,因为苹果已经开始考虑使用AMOLED面板。目前流行的AMOLED面板仍然受到生产线规模的限制,目前仍在第六代,这在切割效率方面不是很经济。此外,笔记本电脑的使用寿命比标准手机更长。对当前AMOLED面板结构寿命的质疑领导对串联(双堆叠发光层)架构的发展。预计未来1-2年,面板制造商将继续以现有的生产能力和技术,专注于中型笔记本电脑产品的开发,这将成为未来更大代产能开发的基础。同时,将对8.5代RGB气相沉积AMOLED产能和技术进行相关的讨论和规划。

微型LED多元化应用,电视和汽车显示驱动微型LED背光渗透

到2022年,Mini LED背光显示器的总出货量将达到约1680万台,同比增长74%,其中电视应用将占品牌投资的最大份额。主要有三个原因。首先,Mini LED技术是提高LCD对比度的最佳解决方案。其次,由于OLED产能有限,预计到2023年,超过95%的平板电视将保留使用LCD技术。迷你LED为液晶电视提供了改进规格和使产品焕发活力的最佳途径。最后,中国制造商正在积极投资于Mini LED产品的上、中、下游。通过数量定价策略,制造商可以利用更高的成本效益来加速Mini LED背光在电视市场的渗透。到2023年,迷你LED电视的出货量预计将达到440万台,年增长率约为13%。

车载显示屏是Mini LED背光应用的另一个孵化温床。与消费显示器相比,汽车显示器对亮度、对比度和可靠性有更高的要求。Mini LED背光的相关特性有助于提高驾驶安全性。受新能源汽车(NEV)对更强大显示效果的动态追求和数字化仪表趋势的刺激,Mini LED背光也将优先扩大在新能源汽车中的应用。到2023年,预计将出货约30万个Mini LED汽车显示屏,年增长率约为50%。

2023年,可穿戴智能手表将成为Micro LED继大型显示屏之后的下一个量产应用,并以高价健身追踪器为起点。未来,设计将以结合柔性背板的微型led为中心。在将微显示器应用于透明AR智能眼镜方面,虽然非常小尺寸(小于5um)的Micro LED必须首先克服全彩解决方案和红光芯片的外部量子效率等难题,但通过LED行业整体奠定的坚实技术基础,有机会加速Micro LED微显示器的发展。

在车载显示器方面,为了让驾驶员沉浸在一个为人机界面交互而打造的高度智能的座舱中,车载显示器的发展涵盖了大尺寸、曲面、透明显示、高动态对比度,甚至结合更多的传感组件来实现智能功能。Micro LED非常适合在高端汽车环境中应用。在平视显示器(HUD)应用方面,HUD将仪表盘和导航系统信息集成并投射到前挡风玻璃上,减少驾驶员低头看的机会,以确保驾驶安全。具有主动驱动解决方案的微型led也可以直接显示在透明玻璃背板上,实现HUD功能。2023年是相关厂商开始产品设计和验证的关键时期,为Micro LED汽车智能驾驶舱和透明显示屏的长期发展奠定基础。

展望2023年,5G智能手机占比有望提升至60%

从智能手机发展的角度来看,之前的重点一直是提高硬件规格。然而,随着近年来创新的下降,智能手机品牌更多地致力于软件算法和周边服务的推广,例如与光学巨头蔡司和徕卡在视频算法领域的合作,以及提供支付和视频流服务。除了突出品牌之间的差异外,该策略还通过增加外围服务来实现收入的双赢。展望2023年,5G智能手机占比有望正式突破50%。随着显示技术的进步,预计2022年OLED折叠手机的渗透率将达到1.1%。随着智能手机品牌陆续推出新款旗舰折叠设备,在规格改进和价格更具竞争力的推动下,预计2023年渗透率将达到1.8%。这是一个为市场注入新鲜空气的机会,在这个市场上,通胀导致消费者信心低迷,并推动折叠式手机成为主流。

AR/VR产品成为绿色生产的基石,加速超现实普及

Metaverse将促使品牌制造商加快对AR/VR产品开发的投资,并在2023年推出更多产品。同时,厂商也将积极推广各种虚拟实境应用服务,通过平台服务带动AR/VR硬件市场的需求,进而利用硬件设备提供的虚拟交互体验,提升虚拟实境应用的效益。在消费市场,制造商将专注于虚拟社区、游戏、虚拟人物直播(VTubers)等应用,而商业远程会议和远程教育可以通过Metaverse平台提供比2D视频更多样化的通信和交互功能。在用户尝试了这些互动性和娱乐性的应用程序后,对视觉和人机交互的需求将逐渐增加。

因此,Metaverse也将推动新型显示器和光学元件的采用,如Micro OLED、MiniLED和Pancake透镜。操作也将从原来的控制器配置向图像识别或可穿戴设备应用方向发展,导致安装更多的图像传感和MEMS组件,通过对人体数据的分析实现自然的人机界面。这种效应促使许多制造商投资开发与操作设计和分析算法相关的技术和专利。此外,AR/VR应用也将在智能制造、智能交通、智能城市等领域发挥重要作用,特别是考虑到节能减排等绿色产业趋势。Metaverse平台的虚拟仿真功能可以减少实际测试和使用中产生的浪费,包括产品设计和检验、生产线管理和试运行、交通模拟和规划以及城市设施的虚拟游览。在人工智能应用和计算性能的帮助下,虚拟模拟将降低企业和政府的运营成本,也将增加采用和加速虚拟世界普及的意愿。

2023年5G FWA全球大规模商用,加速家庭宽带普及

由于5G FWA可以支持家庭和商业应用,并提供更大的带宽和更低的延迟连接,因此它已成为固定宽带连接的替代方案。目前,全球已有超过45个国家和地区的83家运营商推出了符合3gpp标准的5G无线宽带业务。FWA运营商需要以尽可能低的总拥有成本(TCO)提供数据,同时确保网络连接和整个广阔生态系统的未来发展。2023年,全球运营商纷纷投资发展宽带建设。此外,监管机构将无线视为有线连接的替代品。运营商也在考虑扩大无线宽带业务的部署,加速宽带互联网服务的提供,并通过无线通信技术提高传输速率。部署5G无线宽带业务可以缩短上市时间,降低成本。因此,运营商可以通过整合5G技术,在更短的时间内提供高速、低延迟的宽带服务。此外,提供多频段的新频谱和家庭逐渐负担得起的服务将成为2023年5G FWA发展的驱动因素。

2022微型LED自发光显示屏趋势及供应商策略分析
上映日期:2022年5月31日/ 11月30日
语言:繁体中文/英文
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