本文根據「半導體工業協會(Semiconductor Industry Association;SIA)」最近出爐的報告,分別就半導體元件的不同類別,分析半導體產業本身的未來發展。這些類別包含:離散的主被動元件、光電元件、類比元件、微處理器、微控制器、MOS邏輯元件以及記憶體(DRAM和FLASH)。
離散元件雖然受到SoC集積化趨勢的衝擊,但是在2007年之前,它仍然會持續成長。因受物理特性的嚴格限制,許多需要中型或大型功率的傳統設備至今依然需要離散元件支援。
若排除記憶體,光電元件是目前成長最快速的市場。根據SIA的報告,2004年光電元件的成長率可達37.3%,產值131億美金。這主要歸功於影像感測器(image sensor)的大量需求。影像感測器主要是指CCD和CMOS。此外,TFT-LCD、PDP、OLED、STN,甚至雷射、紅外線等能進行光電訊號轉換的元件,也稱作光電元件。不過,像光纖傳收器之類的元件,雖然在技術上也屬於光電領域,但是它們目前的「商業成就」可比不上CCD、CMOS及TFT-LCD一樣亮麗呢!
類比元件是不可能被數位元件完全取代的。原因很簡單,因為自然界本身是「連續的(continuous)」,唯有類比元件最能夠代表它們。這也是為何取名叫作「類比(analog)」的由來。VCO、RF傳收器、ADC/DAC、環境(例如:溫度、溼度、壓力、速度、重力等)感測元件等都是屬於類比元件。雖然,我們是生活在數位的時代裡,但是類比元件是我們不可或缺的重要成份。因此,類比元件市場的成長率是會和半導體整體產值成正比的。根據SIA的報告,2004年類比元件的成長率是28%。
微處理器是高階電子產品的心臟,負責提供強大的運算能力。不過,其複雜的程式設計技術確實讓許多廠商卻步。若要簡化程式設計的複雜度,首先必須先簡化作業系統軟體的複雜度,不過,這就不再是技術上的問題,而是商業競爭的問題了。目前微處理器儼然是16-bit和32-bit的天下,但是隨著SoC技術的進步,多核心(multicores)、64-bit作業將是未來的設計趨勢。2007年以後,我們也許就可以看到內建2個資料處理核心、4個影像處理核心、4個語音處理核心、2個網路處理核心與2個安全處理引擎的SoC上市。希望這種微處理器的程式設計工作能夠比目前簡單,而不是更複雜。根據SIA的報告,2004年微處理器的成長率是17.7%。
微控制器是低階電子產品的心臟,能提供適度且足夠的運算能力。微控制器的歷史悠久,可以溯及到1975年的Altair 8800微電腦所使用的8080。簡言之,微控制器是指能處理4-bit或8-bit大小的資料和位址的CPU。因為它的成本低、設計容易,所以應用很廣。幾乎在所有的消費性電子產品中,都可以見到它的身影。因此,它的需求也是會和半導體整體產值成正比的。未來,在SoC方面,微控制器也會和微處理器一起發展;在8-bit的SoC裡面,也將會內建數個微控制器和DSP內核。根據SIA的報告,2004年微控制器的成長率是15.9%。
MOS邏輯元件就是我們熟知的數位元件。因為MOS或CMOS製程的成本低廉,所以它一直是電子產品不可或缺的一部份。根據SIA的報告,2004年MOS邏輯元件的成長率是23%。
DRAM是所有半導體元件中價格起伏最不穩定的。原因很簡單,因為每個人都需要它,而且都能買得到它。因此,它就像蔬菜市場一樣,容易物以稀為貴,也容易因供應過多而慘跌。根據SIA的報告,2004年DRAM的成長率是55.8%,不過,到2007年時,預估它會衰退。FLASH的價格就比DRAM高些且平穩,因為FLASH需要軟體驅動程式才行,所以,它的價格可以維持平穩不墬。根據SIA 的報告,2004年FLASH的成長率是48.9%,而且預估它的未來將不會衰退。