06 瞄準備受期待的「新半導體市場」!
一般預測,半導體市場在二○二○年起的十年內,會擴大至兩倍,規模達九千億美元(九十五兆日圓)。在這個急遽擴大的半導體市場中,究竟有哪些半導體產品的需求會大幅增加呢?以下讓我們來看看幾個可能的候選產品。
「DX」進一步推動了半導體需求
目前,個人生活、社會生活、產業用途等各個領域,都隨著DX(數位化轉型)的進展而大幅改變。
這個趨勢未來會逐漸加速。同時,傳統型半導體的需求也會隨之增加。舉例來說,為了流通、處理、儲存更多資料,雲端設備與資料中心所使用的現有半導體,或者是它們的進化版,需求想必也會跟著增加(圖1-6-1)。
「元宇宙」與現實的融合
未來,隨著AR/VR技術的發展,人們得以體驗到與現實世界不同的三維虛構空間,也就是所謂的「元宇宙」。元宇宙與現實空間的融合,可以激發出各式各樣的火花,改變每個人的行動、思考,以至於生活型態。而實現元宇宙的AR/VR技術,便須要融合先進的半導體微小化技術,以及超高解析度的顯示技術,開發出能將半導體與顯示器一體化的新型元件。
即時進行「自動駕駛」的條件
目前日本將自動駕駛分成5個等級(國土交通省資料)。等級1為簡單的駕駛輔助,等級2為特定條件下的部分自動駕駛,等級3為特定條件下的自動駕駛,等級4為特定條件下的完全自動駕駛,等級5則是完全自動駕駛。
目前開發出來的自動駕駛車位於等級2到等級3之間。若要在未來五到十年內,發展出等級3、4、5的自動駕駛車,就必須提升自動駕駛的方便性、舒適性、安全性。自動駕駛車須在瞬息萬變的道路環境中,即時蒐集、處理各式各樣的資訊,迅速做出最恰當的判斷,反映在駕駛上。
為了做到這些,須建設5G(第五代行動通訊技術)或者效能更好的B5G(beyond5G)等高速大容量通訊網,並提升各種感應器半導體、資訊處理半導體的性能。
擴大中的「IoT技術」
未來,IoT(InternetofThings,物聯網)技術很可能會普及、擴張到社會上的每個地方。
於此同時,新型半導體感測器、無人機、機器人使用的半導體需求想必也會跟著提升。為了蒐集、處理、保存大量資料,各家公司不僅須擴充網路上的資料中心,還要設法增加邊緣運算,也就是將伺服器分散配置在靠近裝置的地方,盡可能在裝置附近(邊緣)處理資訊,處理不完的資訊再上傳到網路上,以降低上位系統的負荷,提升處理速度與處理效率。因此,新型半導體的需求會持續被推升(圖1-6-2)。
「AI」(人工智慧)需要高性能晶片
近年來,包含醫療、社福、娛樂在內,產業與生活的各個領域皆引入了AI(人工智慧)技術,並持續擴大、改善。特別是在引入深度學習後,已有超越人類智能的AI出現。那麼未來人類還能做什麼呢?相關討論也在增加中。
一九五六年起,人們開始認真研究AI,一開始的研究主題是「如何以人工方式實現人類的智慧」。AI在一九七○年代出現第一次熱潮,一九八○年代出現第二次熱潮,二○○六年以後至今則是第三次熱潮。
在這段期間內,AI有許多變革、改善、突破。現在提到AI時,會分成不同層次討論。不同層次的AI,使用方法與概念也不一樣,如圖1-6-3所示。
這裡的機器學習(machinelearning)是讓電腦經過「監督式」或「非監督式」的機械式反覆學習,最後學會如何執行某種任務。因此,學習的基準(規則)由人類賦予,機器則遵從這個規則,為事物做出最適當的分類、識別、預測、判斷等智慧性的行動。
另一方面,深度學習(deeplearning)則是模仿人類神經網路的功能,輸入大量資料,由機器自動定義資料的特徵,再依照這些特徵自行做出判斷。也就是說,判斷基準(規則)並非由人類賦予,而是由機器自行設定。因此,在許多深度學習的例子中,人類並不曉得「為什麼機器會這樣判斷」。不過單從結果來看,有時候不得不承認,機器的判斷結果比人類還要適當。
隨著深度學習的問世,以及高性能電腦技術的發展,AI已進化成名副其實的「人工智慧」,現在已經可以在許多領域中輔助人類的活動,甚至凌駕人類的表現。
支撐AI進化的源頭,就是半導體技術的進步,以及電腦技術的進步。因此,AI的發展需要更高性能的半導體晶片。同時,相對於目前的左腦式電腦,未來人們將試著開發在硬體上模仿神經網路的新型神經網路晶片半導體,使其以右腦式的方式工作,並投入應用。
一般預測,半導體市場在二○二○年起的十年內,會擴大至兩倍,規模達九千億美元(九十五兆日圓)。在這個急遽擴大的半導體市場中,究竟有哪些半導體產品的需求會大幅增加呢?以下讓我們來看看幾個可能的候選產品。
「DX」進一步推動了半導體需求
目前,個人生活、社會生活、產業用途等各個領域,都隨著DX(數位化轉型)的進展而大幅改變。
這個趨勢未來會逐漸加速。同時,傳統型半導體的需求也會隨之增加。舉例來說,為了流通、處理、儲存更多資料,雲端設備與資料中心所使用的現有半導體,或者是它們的進化版,需求想必也會跟著增加(圖1-6-1)。
「元宇宙」與現實的融合
未來,隨著AR/VR技術的發展,人們得以體驗到與現實世界不同的三維虛構空間,也就是所謂的「元宇宙」。元宇宙與現實空間的融合,可以激發出各式各樣的火花,改變每個人的行動、思考,以至於生活型態。而實現元宇宙的AR/VR技術,便須要融合先進的半導體微小化技術,以及超高解析度的顯示技術,開發出能將半導體與顯示器一體化的新型元件。
即時進行「自動駕駛」的條件
目前日本將自動駕駛分成5個等級(國土交通省資料)。等級1為簡單的駕駛輔助,等級2為特定條件下的部分自動駕駛,等級3為特定條件下的自動駕駛,等級4為特定條件下的完全自動駕駛,等級5則是完全自動駕駛。
目前開發出來的自動駕駛車位於等級2到等級3之間。若要在未來五到十年內,發展出等級3、4、5的自動駕駛車,就必須提升自動駕駛的方便性、舒適性、安全性。自動駕駛車須在瞬息萬變的道路環境中,即時蒐集、處理各式各樣的資訊,迅速做出最恰當的判斷,反映在駕駛上。
為了做到這些,須建設5G(第五代行動通訊技術)或者效能更好的B5G(beyond5G)等高速大容量通訊網,並提升各種感應器半導體、資訊處理半導體的性能。
擴大中的「IoT技術」
未來,IoT(InternetofThings,物聯網)技術很可能會普及、擴張到社會上的每個地方。
於此同時,新型半導體感測器、無人機、機器人使用的半導體需求想必也會跟著提升。為了蒐集、處理、保存大量資料,各家公司不僅須擴充網路上的資料中心,還要設法增加邊緣運算,也就是將伺服器分散配置在靠近裝置的地方,盡可能在裝置附近(邊緣)處理資訊,處理不完的資訊再上傳到網路上,以降低上位系統的負荷,提升處理速度與處理效率。因此,新型半導體的需求會持續被推升(圖1-6-2)。
「AI」(人工智慧)需要高性能晶片
近年來,包含醫療、社福、娛樂在內,產業與生活的各個領域皆引入了AI(人工智慧)技術,並持續擴大、改善。特別是在引入深度學習後,已有超越人類智能的AI出現。那麼未來人類還能做什麼呢?相關討論也在增加中。
一九五六年起,人們開始認真研究AI,一開始的研究主題是「如何以人工方式實現人類的智慧」。AI在一九七○年代出現第一次熱潮,一九八○年代出現第二次熱潮,二○○六年以後至今則是第三次熱潮。
在這段期間內,AI有許多變革、改善、突破。現在提到AI時,會分成不同層次討論。不同層次的AI,使用方法與概念也不一樣,如圖1-6-3所示。
這裡的機器學習(machinelearning)是讓電腦經過「監督式」或「非監督式」的機械式反覆學習,最後學會如何執行某種任務。因此,學習的基準(規則)由人類賦予,機器則遵從這個規則,為事物做出最適當的分類、識別、預測、判斷等智慧性的行動。
另一方面,深度學習(deeplearning)則是模仿人類神經網路的功能,輸入大量資料,由機器自動定義資料的特徵,再依照這些特徵自行做出判斷。也就是說,判斷基準(規則)並非由人類賦予,而是由機器自行設定。因此,在許多深度學習的例子中,人類並不曉得「為什麼機器會這樣判斷」。不過單從結果來看,有時候不得不承認,機器的判斷結果比人類還要適當。
隨著深度學習的問世,以及高性能電腦技術的發展,AI已進化成名副其實的「人工智慧」,現在已經可以在許多領域中輔助人類的活動,甚至凌駕人類的表現。
支撐AI進化的源頭,就是半導體技術的進步,以及電腦技術的進步。因此,AI的發展需要更高性能的半導體晶片。同時,相對於目前的左腦式電腦,未來人們將試著開發在硬體上模仿神經網路的新型神經網路晶片半導體,使其以右腦式的方式工作,並投入應用。