在 2025 年北美技術研討會上，梓豪談芯全球合作單位SemiVosion在第一部分深入探討了台積電的技術路線圖，在第二部分進一步分析了先進封裝技術與綠色製造倡議。進入第三部分，我們將聚焦於台積電對2025 年全球半導體市場的觀察與展望。SemiVision作為近兩年全球崛起最快的半導體專業科研機構，以台灣地區為基礎，掌握晶片製造行業的第一手訊息，如需更為詳細的半導體專業報告，可加入知識星球（半導體大佬的會議室）或直接在SUBSTACK加入SemiVision社群，連接如下https://substack.com/@semivisiontw?r=4i2mv6&utm_medium=ios&utm_source=profile在第三部分，SemiVision 將對台積電對於 2025 年半導體市場趨勢的觀點進行深入分析，並延伸探討以下幾個核心主題：• 從 5G 到 6G 演進中的射頻（RF）元件需求：分析台積電針對下一代無線通訊（RF）應用所提供的製程技術解決方案。• Wi-Fi 技術演進：探討在 Wi-Fi 7 與 Wi-Fi 8 的發展背景下，台積電所提供的對應用製程平台。• 汽車市場解決方案：檢視台積電在汽車領域的製造與封裝策略，涵蓋電動車與高級駕駛輔助系統（ADAS）中的MCU、SoC 和 PMIC 應用。• 矽光子解決方案：介紹台積電在矽光子整合與共封裝光學（CPO）技術方面的最新進展。• 先進封裝技術：更新台積電如何將 3D IC 概念匯入 CoWoS 平台，推動先進封裝應用的發展。此外，台積電在本次研討會上也特別強調特殊製程技術（Specialty Technologies）的重要性，呼應產業“超越摩爾”（More-than-Moore）的發展趨勢。具體領域包括：• 高壓（HV）應用：涵蓋汽車電源管理、工業控制與智慧能源系統。• CMOS 圖像感測器（CIS）技術：提出適用於高解析度、低功耗與高動態範圍（HDR）成像應用的創新解決方案。這些討論不僅呼應了 2024 年北美技術研討會所提出的主題，還在今年進一步深入技術細節與應用場景，進一步展現出台積電在半導體產業各個領域中的全面戰略佈局與持續領導地位。2025年半導體市場展望：健康增長與結構性轉型根據最新預測，2025年全球半導體市場預計將實現約10%的年增長率，持續呈現穩健健康的擴張趨勢。此次增長由高性能計算（HPC）、智慧型手機、汽車電子、物聯網（IoT）以及新興應用等多個領域同步推進所驅動，形成了多元化且具韌性的市場結構。對市場預測的分析顯示，相較於 2024 年，2025 年整體市場規模將持續擴大，應用細分領域的佔比也將出現細微但具有意義的變化：高性能計算（HPC）：增長的主要驅動力高性能計算（包括 AI 訓練、推理加速器、超級計算與高性能伺服器）將在 2025 年成為半導體需求增長的核心引擎。生成式 AI 模型的持續擴張推動了對高運算密度、高頻寬互聯與高速記憶體（如 HBM）的強勁需求，進一步提升了HPC 在整體市場中的佔比。智慧型手機：穩定的市場支柱儘管智慧型手機市場逐漸成熟，但如 AI 最佳化手機、圖像處理能力提升、6G 技術的初步部署，以及可摺疊裝置與沉浸式AR/VR 等新型終端的興起，仍將持續帶動該領域的半導體需求增長，為整體市場的穩定提供支撐。汽車電子：新興支柱產業在自動駕駛技術進步、電動車（EV）普及率上升，以及智慧座艙系統快速發展的推動下，汽車半導體市場預計將在2025 年加速增長。對高性能感測器、汽車 AI 計算平台、電池管理系統（BMS）以及車聯網通訊晶片（V2X）的強勁需求，將持續擴大汽車產業在半導體行業中的重要性。物聯網（IoT）：穩定增長的貢獻者物聯網應用——包括智慧家庭、智慧製造與智慧城市——將持續推動對微控製器（MCU）、感測器以及邊緣 AI 晶片的需求。儘管其市場規模相較於高性能計算（HPC）與智慧型手機較小，但 IoT 仍具備穩定的增長潛力，為半導體市場提供關鍵的基礎性支撐。新興應用：潛力逐步釋放增強現實/虛擬現實（AR/VR）裝置、可穿戴裝置、量子計算與智慧醫療等新興領域正在逐步發展。儘管目前的市場佔比較小，但這些領域具備巨大的長期成長潛力，並對先進製程節點、專用感測技術與異質整合平台提出了全新的技術挑戰。總結2025 年全球半導體市場將在“健康增長”的軌跡下持續擴張，其市場結構也將逐步向高性能計算與汽車電子的比重傾斜。這種轉變意味著整個供應鏈的技術門檻將不斷提高，包括對更先進的製程節點、更復雜的封裝技術（如 CoWoS® 與 SoIC®）、異質整合平台，以及日益復雜的系統設計的需求不斷上升。隨著 AI 驅動時代加速演進，半導體產業將在 2025 年迎來一個關鍵的結構性拐點。無線通訊的演進與台積電射頻製程藍圖：為無處不在的智慧連接鋪路隨著全球數位化浪潮加速，無線通訊技術正以前所未有的速度演進，推動社會邁入“無處不在的智慧連接”時代。從3G、4G、5G 到即將到來的 6G，每一代通訊技術不僅帶來了更高的資料傳輸速率，還顯著降低了延遲，持續重塑各行各業以及人們的日常生活。與此同時，Wi-Fi 標準也迅速演進，從 Wi-Fi 4 發展至即將推出的 Wi-Fi 8，不斷拓展頻寬並提升使用者體驗。蜂窩無線通訊技術的演進：• 3G 時代（2000 年代初）：提供約 384Kbps 的資料傳輸速率，延遲超過 100 毫秒，主要支援語音通話和基礎資料服務。• 4G 時代（2010 年代）：資料速率提升至 300Mbps，延遲降至 50 毫秒以下，推動智慧型手機與移動網際網路服務的爆發式增長。• 5G 時代（2020 年代）：實現超過 10Gbps 的資料速率，延遲降低至 10 毫秒以下，使雲遊戲、AR/VR、智慧製造與自動駕駛等新應用成為可能。• 6G 時代（預計 2030 年前後）：有望提供高達 200Gbps 的極高速傳輸與低於 1 毫秒的超低延遲，開啟沉浸式體驗、全球即時互聯與智慧社會基礎設施的新紀元。• Wi-Fi 4（802.11n）：提供最高 300Mbps 的速度，支援高畫質視訊串流和家庭網路連線。• Wi-Fi 5（802.11ac）：速度提升至 1.7Gbps，增強多裝置同時連接的能力。• Wi-Fi 6（802.11ax）：進一步提升至 2.8Gbps，在高密度環境中最佳化網路效能，並支援物聯網與智慧建築等應用。• Wi-Fi 7（802.11be）：目前正加速開發中，目標速度為5.7Gbps，並顯著降低延遲。• Wi-Fi 8（未來標準）：目標達到 10Gbps，以滿足未來AR/VR、智慧工廠與沉浸式娛樂體驗的需求。台積電射頻（RF）製程藍圖為支援無線通訊的快速演進，台積電不斷推進其射頻（RF）製程技術平台。從早期的 0.18μm、N65（65nm）、N28（28nm）節點，逐步邁入 N16（16nm）、N7（7nm），再到現今的 N4P（4nm），並以 N3C（3nm）為基礎，支援未來的 6G 與下一代 Wi-Fi 應用。台積電 RF 藍圖的關鍵特徵包括：• 持續製程微縮：支援更高頻率、更低功耗與更小尺寸的射頻元件設計。• 面向高頻應用的製程創新：尤其針對毫米波（mmWave）與即將到來的 6G 太赫茲（THz）頻段，通過材料與製程最佳化加以突破。• 與先進封裝整合：結合 InFO、CoWoS 和 SoIC 等平台，提升 RF 模組系統的性能、能效與小型化能力。透過在製程與先進封裝上的持續創新，台積電正積極佈局，成為下一代無線通訊技術的關鍵推動者。未來高性能計算與 AI 技術平台：台積電的異質整合藍圖隨著高性能計算（HPC）與人工智慧（AI）應用對運算性能、頻寬、能效與延遲的需求持續攀升，傳統的單一晶片（Monolithic Die）架構已逐漸無法滿足未來發展所需。對此，台積電推出了新一代技術平台，結合大型中介層（Large Interposer）、三維堆疊（3D Stacking）、先進矽光子（Silicon Photonics）技術以及共封裝光學（Co-Packaged Optics, CPO），提供一套面向未來 HPC 與 AI 系統的高效能異質整合解決方案。核心技術要素1. 基於光罩尺寸的超大 RDL 中介層台積電採用超大型再分佈層（RDL）中介層作為基礎結構，支援多晶粒（Chiplet）與高頻寬記憶體（HBM）的整合。該中介層內嵌主動與被動元件，如局部矽互連（LSI）、整合式電壓調節器（IVR）與深溝電容（DTC），在系統層面顯著提升訊號完整性（SI）與電源完整性（PI）。2. 3D 堆疊與 SoIC™ 技術多個運算晶粒透過台積電 SoIC™ 平台進行互連，實現高速、低功耗的晶粒對晶粒（D2D）通訊。此技術不僅縮簡訊號路徑、提升運算密度與效率，也支援跨製程節點的異質整合，為系統設計帶來更大靈活性。3. 高性能記憶體整合通過側並或 3D 堆疊的方式整合 HBM 模組，使系統可實現超高頻寬與低延遲的資料存取能力，對於 AI 模型訓練與 HPC 密集型工作負載至關重要，也使記憶體成為下一代架構的核心支柱。4. 共封裝光學（CPO）與矽光子技術為解決 AI 叢集與資料中心內部的頻寬與功耗瓶頸，台積電平台匯入 CPO 架構，將矽光子模組直接嵌入封裝內。借助光纖互連，CPO 相較傳統電氣互連可實現更高資料速率與更低能耗，同時有助於緩解散熱挑戰。嵌入式組件在大型中介層中，台積電整合了多種嵌入式元件，包括：• 主動晶粒（Active Die）：用於局部計算與控制的嵌入式晶片。• LSI（局部矽互連）：實現高密度、高速連接的緊湊型矽橋。• IVR（整合式電壓調節器）：靠近晶粒的電壓調節器，提升電力供應穩定性。• DTC（深溝電容）：增強瞬時供電能力並抑制電壓波動的深溝電容。這些整合技術共同確保系統在高運算負載下仍具備卓越的性能、能效與操作可靠性。台積電的未來 HPC/AI 平台不僅展現其在異質整合與系統級創新方面的領導地位，更直接回應了資料密集與計算密集時代的核心挑戰。通過結合大型中介層、3D 堆疊、高性能記憶體整合與矽光子 CPO 解決方案，台積電正在為下一代 AI 訓練中心、超級電腦與雲端基礎設施打造一個高效率、可擴展且能耗最佳化的技術路徑，進一步鞏固其在高算力平台演進中的關鍵地位。汽車半導體邁入新時代：矽含量翻倍，驅動智慧駕駛未來隨著自動駕駛、電動車（EV）與智慧座艙技術的加速發展，汽車正從傳統交通工具轉變為高度智能化、互聯化的平台。根據台積電最新的技術路線圖，每輛車的半導體矽含量預計將實現翻倍增長（約為 2 倍矽含量提升），這一趨勢將推動汽車半導體市場的快速擴張與結構性演進。從結構上看，未來智慧汽車的電子系統可劃分為五大關鍵模組：運算（Computing）、連接（Connectivity）、控制（Controller）、感測（Sensing）與電源管理（Power Management）——每個模組均對應不同的技術節點與專用晶片設計，共同構成一個高度複雜且深度整合的電子網路系統。汽車晶片類型與應用場景1. 運算（Computing）核心計算平台將採用先進製程節點製造，應用處理器（AP）將基於 N3A（3nm Automotive）或 NSA（N3 Superior Automotive）技術打造。這些高性能運算晶片將負責感測器資料處理、路徑規劃與 AI 推理任務，是ADAS（高級駕駛輔助系統）與自動駕駛系統的關鍵中樞。2. 連接（Connectivity）隨著車內外連接需求日益增長，車輛將採納多種通訊與資料傳輸技術：• 基帶（BB）晶片：採用 N2 或 N3 製程，支援 5G/6G 車聯網（V2X）通訊與高速資料傳輸。• 射頻（RF）晶片：採用 N4 或 N7 節點，用於無線通訊與雷達系統。• SerDes 晶片：使用 N16 節點，支援感測器、車載娛樂系統與中央計算平台之間的高速影音與資料傳輸。3. 控制（Controller）微控製器（MCU）仍是汽車電子系統的基礎，特別適用於即時控制與安全關鍵任務。未來的 MCU 將廣泛採用 N12 或 N22 節點，並整合 MRAM 或 RRAM 等非揮發性記憶體技術，以提升資料安全性、系統穩定性與可靠性。4. 感測（Sensing）智慧汽車仰賴完整的感測系統實現 360 度環境感知，包括：• 影像感測器（CIS）：採用 N22 或 N45 製程，提供高解析度視覺資料。• 雷達感測器（Radar RF）：基於 N16 技術，支援近、中、遠距雷達探測。• MEMS 感測器：如加速度計與陀螺儀，用於姿態偵測、導航與安全輔助。5. 電源管理（Power Management）電動車與智慧車輛對電源管理技術的需求日益復雜：• 高壓電源管理器件：使用 0.13μm 製程，支援馬達控制與電池管理。• 氮化鎵（GaN）功率元件：具備高頻率與高能效特性，適合用於快充系統與高功率模組。隨著汽車成為下一代智慧終端，矽含量的翻倍不僅意味著晶片數量的增長，更代表對更高計算能力、更強連結性與更高可靠性的根本性轉型。憑藉其全面的先進製程節點、特殊應用製程技術與異質整合能力，台積電正積極賦能汽車產業，邁向更智慧、更安全與更節能的移動未來，加速智慧交通的新時代。顛覆未來 HPC 與 AI 資料傳輸：台積電矽光子平台戰略隨著人工智慧（AI）、巨量資料分析和高性能計算（HPC）對頻寬與能效的需求持續攀升，傳統的銅線（Cu Wire）互連技術正面臨功耗高、延遲大、頻寬受限等瓶頸。為突破這些限制，台積電正積極推動矽光子技術的商業化與平台整合，旨在重新定義下一代資料中心與超級電腦的內部資料傳輸架構。台積電提出的技術演進路線圖從傳統銅線逐步推進至 PCB 上的光引擎（OE on PCB，可插拔光引擎）、基板上的光引擎（OE on Substrate），最終邁向 中介層上的光引擎（OE on Interposer）。每個階段都顯著提升了能效並降低了延遲，支援實現超高速、低功耗的互連。• 銅線階段（Cu Wire Phase）：傳統銅線互連的功耗效率超過 30pJ/bit，延遲基準為 1X，傳輸距離大於 100 毫米。需額外配置重定時晶片（Re-Timer）以補償訊號損耗，進一步增加系統功耗與延遲，並使整體架構更加復雜。• PCB 上光引擎階段（OE on PCB Phase）：通過將光引擎模組（EIC + PIC）以模組化方式插接在 PCB 上，傳輸距離仍維持在 100 毫米以上，但功耗效率改善至優於10pJ/bit，頻寬與能效顯著提升。• 基板上光引擎階段（OE on Substrate Phase）：光引擎直接整合在封裝基板上，傳輸距離縮短至約 10 毫米，功耗效率優於 5pJ/bit，延遲降低至 0.1X 以下，在系統層面帶來明顯性能優勢。• 中介層上光引擎階段（OE on Interposer Phase）：矽光子電路（PIC）與電子電路（EIC）垂直堆疊於中介層（Interposer）上，傳輸距離縮短至小於 0.1 毫米，功耗降低至約 2pJ/bit，延遲降至 0.05X 以下，實現超高速的XPU-to-XPU 光互連，系統整體能效提升超過 10 倍。通過 EIC 與 PIC 的垂直整合，從電路板層級、封裝層級到中介層的多層異構整合，以及領先的能效表現，台積電的矽光子平台正為 AI 超算與下一代資料中心提供關鍵技術支援。隨著生成式 AI、大規模模型訓練與資料密集型工作負載的快速增長，矽光子與光引擎平台正成為未來資料傳輸架構的核心基礎，推動 HPC 與 AI 產業邁入更高速、更節能的新紀元。台積電特殊技術平台：連線字世界與物理世界的橋樑透過其特殊技術平台（Specialty Technology Platform），台積電正積極推動多種應用領域與現實世界場景的深度整合。該平台以邏輯製程技術為核心，延伸至多種專業製程與解決方案，涵蓋汽車電子、物聯網（IoT）、影像感測、無線通訊、嵌入式非揮發性記憶體（eNVM）、高壓驅動器（HV Driver）以及電源管理晶片（Power IC），全面支援智慧城市、智慧交通、智慧製造與智慧生活的發展需求。主要應用領域汽車電子（Automotive）台積電的汽車平台融合高性能與高可靠性設計，支援先進駕駛輔助系統（ADAS）、自動駕駛與車載 AI 計算等應用。所有解決方案皆符合汽車級標準（如 AEC-Q100），確保長期穩定運行與安全性。超低功耗與物聯網（ULP & IoT）針對可穿戴設備、智慧家居與工業物聯網（IIoT）應用，台積電提供超低功耗（ULP）製程，具備高靈敏度與高度整合能力，滿足感測器、小型計算單元與長效電池壽命的需求。無線通訊（Wireless Communication）在無線通訊領域，台積電的 RF CMOS 平台支援從 2G 到5G 的通訊技術，並正向未來 6G 應用擴展。相關解決方案已廣泛應用於智慧型手機、基地台、Wi-Fi 設備與物聯網終端，透過高度整合的 RF 前端設計，實現更高通訊性能與更低系統功耗。嵌入式非揮發性記憶體（eNVM）台積電提供多代嵌入式快閃記憶體技術，以及如 MRAM 與RRAM 等新型記憶體解決方案，支援微控製器（MCU）、智慧卡、安全模組與汽車控製器等應用，提升資料保持能力與系統安全性。高壓驅動器（HV Driver）在高壓驅動領域，台積電專注於高電壓、高可靠性製程，應用於顯示面板驅動器（如 OLED 驅動器）、功率放大器與快充模組，滿足新世代顯示技術與電源應用的需求。影像感測器（Image Sensors）台積電提供業界領先的 CMOS 影像感測器（CIS）技術，支援智慧手機相機、汽車影像系統與 AR/VR 應用，並持續在解析度、低光表現與高動態範圍（HDR）等方面持續創新與升級。電源管理晶片（Power IC）在電源管理方面，台積電提供涵蓋低壓至高壓的多樣化平台，支援行動裝置、數據中心、工業自動化與電動車等應用，實現更高能效與更小體積的系統設計。透過特殊技術平台，台積電不僅將邏輯技術擴展至多元的專業應用領域，更實現了數位計算與現實應用之間的系統級整合。這一策略性基礎使台積電處於建構智慧社會基礎架構的前沿地位，並持續推動全球半導體創新與產業成長。台積電以差異化先進射頻技術加速無線通訊與邊緣AI新時代的到來台積電正通過其差異化的先進射頻（Advanced RF）技術，積極推動下一代無線通訊與邊緣AI應用的發展。其最新推出的 N4C RF 平台 相較於傳統的 16FFC RF 技術，在功耗與晶片面積方面均實現 超過 60% 的提升，展現出顯著的技術領先優勢。具體而言，N4C RF 工藝在功耗方面的縮放係數達到0.37X，晶片面積的縮放係數達到 0.39X，均優於上一代 N6 RF+ 工藝（功耗縮放 0.55X，面積縮放 0.52X）。這使得N4C RF 能以更低的能耗與更小的晶片尺寸，有效滿足 5G-Advanced、Wi-Fi 7/8、未來 6G 技術研究 及多種 低功耗、高頻寬的邊緣AI裝置需求。為進一步提升系統性能，台積電在該平台中匯入 模擬/射頻設計與技術協同最佳化（Analog/RF DTCO），提供多項專屬技術強化，包括：• 高性能模擬電路單元• 支援整合式功率放大器（PA）的 3.3V LDMOS 元件• 支援超低電壓（低於 0.5V）操作的設計選項• 針對低 1/f 噪聲特性所最佳化的器件這些技術創新不僅讓未來 RF SoC 在功耗與面積上獲得大幅下降，還能實現更高的系統整合度、更低的系統噪聲，以及更廣泛的應用支援。整體而言，N4C RF 平台結合 DTCO 的系統化最佳化，奠定了支援下一代無線通訊標準與智能邊緣裝置的堅實技術基礎，加速萬物互聯與智能時代的全面到來。台積電 LOFIC CMOS 圖像感測器技術：引領新一代高動態範圍成像台積電 LOFIC CMOS 圖像感測器技術：加速高動態範圍成像邁向智能與真實新時代台積電的 LOFIC（橫向溢出積分電容，Lateral Overflow Integration Capacitor）CMOS 圖像感測器（CIS）技術，通過在每個像素內整合高密度電容，顯著提升了高動態範圍（HDR）記錄條件下的成像性能。此項創新支援 超過100dB 的 HDR 視訊拍攝，即使在高速影格率錄製時仍能提供超清晰、穩定的成像表現，為智慧型手機帶來卓越視覺體驗。核心技術亮點增強型高動態範圍（HDR）表現依託最佳化的橫向溢出結構，LOFIC 技術在強光環境下仍能維持卓越的動態範圍表現。相較傳統 CMOS 感測器，LOFIC 可實現 超過 150dB 的 HDR 性能，同時提升圖像解析度並減少色彩失真，呈現更生動、細膩且高度逼真的畫面。LED 閃爍抑制LOFIC 感測器可有效消除 LED 燈光引起的閃爍偽影，在 高級駕駛輔助系統（ADAS） 等汽車應用中尤為關鍵。該特性可顯著提升車輛在復雜、多變光照環境中的感知精準性，增強自動駕駛系統的安全性與可靠性。解析度與像素尺寸演進在移動裝置應用中，LOFIC 技術推動圖像感測器解析度從5000 萬像素擴展至 2 億像素，像素尺寸從 1.6μm / 1.2μm 縮小至 0.6μm，實現優異畫質與裝置小型化兼得，特別適用於高端智慧型手機與 AR/VR 裝置。在 ADAS 應用方面，感測器解析度從 3/5/8MP 提升至18MP，像素尺寸從 3.0 / 2.1μm 縮小至 1.4μm，提升遠距離環境偵測精度，加強道路識別與行車決策能力。無閃爍 HDR 成像能力在 LED 照明條件下，LOFIC 感測器仍可提供 超過 120dB 的無閃爍 HDR 影像品質，進一步提升都市夜間行駛與智慧交通場景下的成像穩定性與可靠性。總體而言，台積電的 LOFIC CMOS 圖像感測器平台透過在HDR 能力、解析度演進與 LED 閃爍抑制方面的技術突破，為智慧型手機、AR/VR 裝置及自動駕駛系統提供新一代高性能、高可靠性的成像解決方案。隨著智能視覺需求的持續增長，LOFIC 技術正加速推動成像技術邁向更真實、更智能的未來。 (以上為semiVision原文) (梓豪談芯)
