อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะเติบโตอย่างมั่นคงในปี 2568 โดยมีปัจจัยสำคัญ ได้แก่ ความต้องการ AI ที่เพิ่มขึ้น เทคโนโลยีขั้นสูง และการลงทุนด้านทุนจำนวนมาก แม้จะเผชิญกับความท้าทายในแต่ละกลุ่มตลาดและห่วงโซ่อุปทานก็ตาม
ข้อมูลเชิงลึก
- คาดว่าอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จะเติบโตถึงระดับประมาณ 697 พันล้านดอลลาร์ในปี 2568 ซึ่งเพิ่มขึ้น 11% จากปีก่อนหน้า ซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้องการที่แข็งแกร่งในศูนย์ข้อมูลและเทคโนโลยี AI
- คาดว่าบริษัทเซมิคอนดักเตอร์จะจัดสรรเงินประมาณ 185 พันล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ให้แก่ค่าใช้จ่ายด้านทุนในปี 2568 เพื่อขยายกำลังการผลิตร้อยละ 7 ท่ามกลางความต้องการที่เพิ่มขึ้น
- ในขณะที่บริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์และ IP เช่น Nvidia และ Broadcom กำลังเติบโต ผู้ผลิตอุปกรณ์และซัพพลายเออร์อุปกรณ์แบบบูรณาการอาจเผชิญกับการหดตัวเนื่องจากการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานและแรงกดดันด้านต้นทุน
- นวัตกรรมด้านบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง วัสดุใหม่ และการผลิตที่ขับเคลื่อนด้วย AI จะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการแก้ไขปัญหา เช่น การใช้พลังงาน และการขับเคลื่อนการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์รุ่นต่อไป
บทสรุปผู้บริหาร
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เติบโตอย่างแข็งแกร่งในปี 2024 โดยมียอดขายเพิ่มขึ้น 19%ซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้องการชิปลอจิกและหน่วยความจำในศูนย์ข้อมูล เซิร์ฟเวอร์ และระบบจัดเก็บข้อมูล แม้จะมีความท้าทายทางเศรษฐกิจมหภาค บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ก็ฟื้นตัวจากยอดขายที่ลดลงเมื่อปีที่แล้ว และทำได้ดีเกินคาดสำหรับปี 2024 คาดว่าโมเมนตัมนี้จะยังคงดำเนินต่อไปในปี 2025 โดยการคาดการณ์ตลาดจะอยู่ที่ประมาณ 697 พันล้านดอลลาร์ ซึ่งเพิ่มขึ้น 11% เมื่อเทียบเป็นรายปี ตามสถิติการค้าเซมิคอนดักเตอร์โลก (WSTS)
คาดว่า ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ จะเติบโตในอัตรา 7-9% ต่อปี ในปี 2025 และจะมีมูลค่าถึง 1 ล้านล้านดอลลาร์ในปี 2030 การขยายตัวนี้ได้รับแรงหนุนจากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับการประมวลผลประสิทธิภาพสูง หน่วยความจำ และเทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนด้วยปัญญาประดิษฐ์ (AI)
WSTS คาดว่าบริษัทเซมิคอนดักเตอร์จะจัดสรรงบประมาณด้านทุนประมาณ 185,000 ล้านดอลลาร์ในปี 2025 เพื่อตอบสนองต่อความต้องการที่เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ คาดว่ากำลัง การผลิตเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกจะขยายตัว 7% นอกจากนี้ อุตสาหกรรมยังต้องรับมือกับความท้าทายทางภูมิรัฐศาสตร์และการขาดแคลนบุคลากรขณะเดียวกันก็ต้องเสริมสร้างห่วงโซ่อุปทานเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของข้อมูลและความสามารถในการทำกำไรที่ยั่งยืน บริษัทที่มีกลุ่มบุคลากรที่แข็งแกร่งและห่วงโซ่อุปทานที่ยืดหยุ่นจะอยู่ในตำแหน่งที่ดีที่สุดในการรับมือกับความซับซ้อนเหล่านี้และขับเคลื่อนความสำเร็จในระยะยาวจนถึงปี 2030
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในด้านวัสดุ บรรจุภัณฑ์ และการออกแบบชิปจะยังคงผลักดันกฎของมัวร์ให้ก้าวหน้าต่อไป โดยช่วยแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การใช้พลังงานสูงในศูนย์ข้อมูลและแอปพลิเคชัน AI เมื่อการปรับขนาดโหนดขนาดเล็กลงมีความซับซ้อนมากขึ้น อุตสาหกรรมจะเน้นย้ำนวัตกรรมบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง มากขึ้น เพื่อขับเคลื่อนการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์รุ่นต่อไป
ในที่สุด AI จะเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เทคโนโลยีดิจิทัลทวินจะช่วยเพิ่มการผลิตและการวิจัยและพัฒนา (R&D) ในขณะที่เครื่องมือวางแผนแบบบูรณาการจะช่วยปรับปรุงการจัดการห่วงโซ่อุปทาน บริษัทที่นำนวัตกรรมที่ขับเคลื่อนด้วย AI มาใช้จะเร่งวงจรการพัฒนา และส่งผลให้ได้เปรียบทางการแข่งขัน
สถานะอุตสาหกรรม
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ประสบกับอัตราการเติบโตที่ไม่เท่าเทียมกันในทุกกลุ่มในปี 2024 บริษัท Fabless และบริษัททรัพย์สินทางปัญญา (IP) เช่น Nvidia และ Broadcom รายงานรายได้และกำไรสุทธิเติบโตอย่างแข็งแกร่งในขณะที่โรงหล่อ เช่น TSMC ยังคงขยายกำลังการผลิตเพื่อตอบสนองความต้องการ ในทางกลับกัน ผู้ผลิตอุปกรณ์แบบบูรณาการ (IDM) และซัพพลายเออร์อุปกรณ์เผชิญกับการหดตัวที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทานและแรงกดดันด้านต้นทุน ในขณะเดียวกัน การรวมกลุ่มอุตสาหกรรมกำลังเร่งตัวขึ้น โดยบริษัทต่างๆ เช่น Synopsys ขยายขีดความสามารถของตนผ่านการซื้อกิจการเชิงกลยุทธ์ ข้อตกลงประเภทนี้มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาการออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ AI วัสดุบรรจุภัณฑ์ และโซลูชันยานยนต์ โดยวางตำแหน่งบริษัทให้พร้อมสำหรับการเติบโตในระยะยาว
ผลการดำเนินงานทางการเงิน
รายได้
บริษัท Fabless และ IP เติบโตอย่างรวดเร็วในปี 2024 ซึ่งขับเคลื่อนโดยการขยายตัวของ AI และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) โดย Nvidia และ Broadcom เป็นผู้นำการขยายตัว (รูปที่ 1) โรงหล่อโลหะยังประสบกับการเติบโตอย่างต่อเนื่อง ซึ่งขับเคลื่อนโดยการขยายกำลังการผลิตและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี โดยเฉพาะที่ TSMC ในทางตรงกันข้าม การเติบโตของรายได้ในกลุ่ม IDM นั้นกระจายอย่างเท่าเทียมกันในแต่ละบริษัท แต่เกิดการชะลอตัวลงเนื่องจากความต้องการที่หยุดชะงักในหลายภาคส่วน รวมถึงอิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์
รูปที่ 1 การเปลี่ยนแปลงโชคชะตาในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ความสามารถในการทำกำไร
ในปี 2024 อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพทางการเงินที่ยืดหยุ่น โดยมาร์จิ้นเฉลี่ยของอุตสาหกรรมเพิ่มขึ้นจาก 23.5% เป็น 28.6% แม้ว่าจะอยู่ในสภาพแวดล้อมเศรษฐกิจมหภาคที่ท้าทาย อย่างไรก็ตาม แนวโน้มผลกำไรของอุตสาหกรรมแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่มย่อย (รูปที่ 2)
ภาคการผลิตแบบไม่มีโรงงานฟื้นตัว โดยบริษัทต่างๆ เช่น Nvidia, AMD และ Qualcomm ได้รับประโยชน์จากความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับ AI ยานยนต์ 5G และเทคโนโลยีคลาวด์ ในขณะที่อุตสาหกรรมการหล่อโลหะต้องเผชิญกับการแข่งขันที่รุนแรงและการปรับกำลังการผลิต ประสิทธิภาพที่แข็งแกร่งของ TSMC ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนอัตรากำไรสุทธิโดยรวมของภาคส่วน ในทางตรงกันข้าม GlobalFoundries กลับประสบปัญหา โดยรายงานการขาดทุนสุทธิและอัตรากำไรที่ลดลง ซึ่งน่าจะกดดันให้ผลกำไรของอุตสาหกรรมลดลง อย่างไรก็ตาม การขยายกำลังการผลิตตามแผนของ TSMC ในอเมริกาเหนือและยุโรปอาจนำไปสู่ต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้น ซึ่งอาจทำให้อัตรากำไรในอนาคตลดลง
IDM มีผลงานดี โดยมีอัตรากำไรเพิ่มขึ้น 5% ถึง 10% ซึ่งขับเคลื่อนโดยการปรับโครงสร้าง การควบคุมต้นทุน และการฟื้นตัวของราคาหน่วยความจำ ผู้ผลิตอุปกรณ์ซึ่งครอบงำโดยบริษัทใหญ่ๆ เช่น ASML ยังคงรักษาอัตรากำไรที่คงที่แม้ว่าการขยายโรงงานจะช้าลง ในขณะเดียวกัน อุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และการประกอบ รวมถึง ASE และ Amkor ประสบกับอัตรากำไรลดลงเล็กน้อย 1% ถึง 2% เนื่องจากความต้องการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่ลดลงและต้นทุนวัตถุดิบที่เพิ่มขึ้น
รูปที่ 2 ผลการดำเนินงานของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในปี 2024
การใช้จ่ายด้านทุนและการวิจัยและการพัฒนา
รายจ่ายด้านทุน (CapEx) ในปี 2024 เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย 5%แตะที่ 180 พันล้านดอลลาร์ บริษัทต่างๆ คำนึงถึงความผันผวนของตลาดและมุ่งเน้นการลงทุนไปที่แผนริเริ่มเชิงกลยุทธ์และใช้ความระมัดระวังในการตัดสินใจใช้จ่าย อย่างไรก็ตาม แนวโน้มในปี 2025 ดูมีแนวโน้มดีขึ้น โดยได้รับแรงหนุนจากเงินทุนและการลงทุนในหน่วยความจำSK Hynix และ Micronคาดการณ์การเติบโตของ CapEx ที่ 75% และ 45% ตามลำดับ แนวโน้มที่มองในแง่ดีนี้บ่งชี้ว่าอุตสาหกรรมนี้พร้อมที่จะฟื้นตัวอย่างแข็งแกร่งเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้น
ในปี 2024 การร่วมทุนได้กลายมาเป็นกลยุทธ์สำคัญในการบรรเทาความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับการลงทุนด้านเซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่ ตัวอย่างที่โดดเด่น ได้แก่ การลงทุนมูลค่า 11,000 ล้านดอลลาร์ของ Apolloเพื่อซื้อหุ้น 49% ในบริษัทร่วมทุนที่เชื่อมโยงกับ Fab 34 ของ Intel ในไอร์แลนด์ และVanguard International Semiconductorที่ร่วมมือกับ NXP เพื่อจัดตั้ง VisionPower Semiconductor Manufacturing Company สำหรับโรงงานผลิตขนาด 300 มม. ในสิงคโปร์ ความร่วมมือเหล่านี้เน้นย้ำถึงแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของความร่วมมือเชิงกลยุทธ์ในโครงการเซมิคอนดักเตอร์ที่มีมูลค่าสูง
นอกจากนี้ ยังมีการจัดตั้ง ศูนย์วิจัยและพัฒนาจำนวนมากกว่าสิบแห่งโดยเน้นที่พื้นที่สำคัญ เช่น เวเฟอร์ขนาด 12 นิ้ว การพิมพ์หินด้วยแสงอุลตราไวโอเลต (EUV) และการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ขับเคลื่อนนวัตกรรมในการผลิตชิป การลงทุนเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนจากรัฐบาล รวมถึงเงินทุนจาก CHIPS Act ของรัฐบาลสหรัฐฯ ตัวอย่างเช่นAmkor ได้รับเงินทุนจาก CHIPS Act จำนวน 400 ล้านดอลลาร์เพื่อพัฒนาบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงและวิทยาเขตทดสอบในแอริโซนา ซึ่งช่วยเสริมความพยายามของสหรัฐฯ ในการเสริมสร้างความแข็งแกร่งให้กับห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์และความเป็นผู้นำด้านเทคโนโลยี
2025 และต่อๆไป: แอปพลิเคชันกระตุ้นการเติบโตของอุตสาหกรรม
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะเติบโตที่อัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้น (CAGR) 9% จากปี 2025 ถึง 2030 และจะไปถึง 1 ล้านล้านดอลลาร์ในปี 2030 ตลาดศูนย์ข้อมูลโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ GPU หน่วยความจำแบนด์วิดท์สูง SSD และ NAND คาดว่าจะเป็นแรงผลักดันการเติบโตหลัก แม้ว่าความต้องการจะอ่อนตัวลงในช่วงปลายปี 2024 แต่คาดว่าภาคส่วนยานยนต์จะยังคงทำผลงานได้ดีกว่าอุตสาหกรรมโดยรวมตั้งแต่ปี 2025 ถึง 2030 โดยคาดว่าจะมี CAGR 8% ถึง 9% ภาคส่วนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคและอุตสาหกรรม รวมถึงโทรคมนาคมคาดว่าจะมีการเติบโตปานกลางที่ CAGR 6%
ด้วยแอปพลิเคชันการเติบโตเหล่านี้ (รูปที่ 3) โดยเฉพาะในศูนย์ข้อมูล บริษัทที่ประกอบชิ้นส่วนยานยนต์จะมีโอกาสมากมายตั้งแต่ปี 2025 เป็นต้นไป ซึ่งขับเคลื่อนโดยความต้องการโปรเซสเซอร์ AI และหน่วยประมวลผลแบบกำหนดเอง (XPU) ที่เพิ่มขึ้น โรงหล่อโลหะจะได้รับประโยชน์จากการขยายศูนย์ข้อมูลและภาคส่วนยานยนต์ แม้ว่าจะมีข้อจำกัดด้านกำลังการผลิตและการเติบโตที่ช้าลงในภาคส่วนอื่นๆ คาดว่า TSMC จะยังคงครองความโดดเด่นในตลาดได้ด้วยความสามารถในการผลิตโหนดขั้นสูง
รูปที่ 3 การประยุกต์ใช้งานเพื่อขับเคลื่อนอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ที่มา: สถาบันความรู้อินโฟซิส
แม้จะมีการลงทุนจำนวนมาก แต่ IDM ก็เผชิญกับความท้าทายในการเปลี่ยนผ่านไปสู่โหนดกระบวนการขั้นสูงทั้งโรงหล่อและ IDM ต่างก็ประสบปัญหาโดย Intel ประสบปัญหาความล่าช้าในโหนดขั้นสูง และ Samsung ประสบปัญหาผลผลิตที่โหนด 3nm ปัจจัยเหล่านี้จำกัดความสามารถในการแข่งขันกับ TSMC และก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการคาดการณ์การเติบโตในปี 2025 ในขณะที่ Intel จ้างบุคคลภายนอกในการผลิตชิปบางส่วนให้กับ TSMC IDM จำนวนมากขึ้นอาจนำรูปแบบโรงหล่อไร้โรงงานมาใช้ ซึ่งเป็นสัญญาณของแนวโน้มในการใช้ประโยชน์จากโรงหล่อเฉพาะทางสำหรับกระบวนการขั้นสูง ความสามารถในการทำกำไร และความสามารถในการปรับขนาด
ศูนย์ข้อมูล เซิร์ฟเวอร์ และระบบจัดเก็บข้อมูล
ศูนย์ข้อมูลเป็นผู้ได้รับประโยชน์หลักจากความก้าวหน้าของ AI ยอดขายเซมิคอนดักเตอร์ในตลาดนี้คาดว่าจะเติบโตที่อัตรา CAGR 18%เพิ่มขึ้นจาก 156 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็น 361 พันล้านดอลลาร์ในปี 2030
ตลาดชิปศูนย์ข้อมูลที่ไม่ใช่หน่วยความจำซึ่งมีมูลค่า 13,500 ล้านดอลลาร์ในปี 2023 คาดว่าจะเติบโตที่ CAGR 7.4% จนถึงปี 2032 ในขณะเดียวกัน ตลาด GPU ซึ่งมีมูลค่า27,000 ล้านดอลลาร์ในปี 2024คาดว่าจะเติบโตที่ CAGR 10% ตั้งแต่ปี 2025 ถึง 2033 Nvidia ยังคงเป็นผู้นำตลาดผ่านแผนกศูนย์ข้อมูล ซึ่งผลิต GPU ที่ขับเคลื่อนโมเดล AI เชิงสร้างสรรค์ส่วนใหญ่และสร้างรายได้ 35,600 ล้านดอลลาร์อย่างไรก็ตาม DeepSeek และโมเดล AI ทางเลือกอื่น ๆ คาดว่าจะเพิ่มความต้องการ XPU ที่ปรับแต่งสำหรับงาน AI เฉพาะและอาจแข่งขันกับ GPU ของ Nvidia การเปลี่ยนแปลงนี้อาจกระตุ้นให้ผู้ให้บริการคลาวด์สำรวจโครงสร้างพื้นฐาน AI ทางเลือก
WSTS คาดการณ์ว่ามูลค่าของภาคส่วนลอจิกและหน่วยความจำจะทะลุ 4 แสนล้านดอลลาร์ในปี 2025 โดยคาดว่าลอจิกจะเติบโตขึ้นมากกว่า 17% และหน่วยความจำจะเติบโตขึ้น 13% AI กำลังขับเคลื่อนความต้องการหน่วยความจำแบนด์วิดท์สูง (HBM) ซึ่งเติบโตขึ้น200% ในปี 2024และคาดว่าจะเพิ่มขึ้น 70% ในปี 2025 นำโดยบริษัทต่างๆ เช่นSamsung, Micron และ SK Hynix
Micron และ SK Hynix ได้รับประโยชน์จากความต้องการ DRAM และ NAND ที่เพิ่มขึ้นในระบบคลาวด์คอมพิวติ้ง AI และภาคส่วนยานยนต์ตลาด SSD คาดว่าจะมีมูลค่าถึง 77 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2025 และ 173 พันล้านดอลลาร์ภายในปี 2030 โดยเติบโตที่อัตรา CAGR 17.6% อย่างไรก็ตาม ความไม่แน่นอนของราคาหน่วยความจำ อุปทานส่วนเกิน หรือประสิทธิภาพที่ต่ำกว่ามาตรฐานอาจส่งผลกระทบต่อความพร้อมจำหน่ายและราคาของชิปในภาคส่วนต่างๆ รวมถึงสมาร์ทโฟน เซิร์ฟเวอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ซึ่งอาจทำให้การเติบโตของอุตสาหกรรมหยุดชะงัก
สมาร์ทโฟน, พีซี และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
ตลาดสมาร์ทโฟนและพีซีมีความครบถ้วนสมบูรณ์ โดยมีศักยภาพในการเติบโตที่จำกัดจนถึงปี 2030 ตลาดสมาร์ทโฟนเซมิคอนดักเตอร์คาดว่าจะเติบโตที่อัตรา CAGR ประมาณ 5% ในอีกห้าปีข้างหน้า เพิ่มขึ้นจาก 149 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็น 192 พันล้านดอลลาร์ในปี 2030 ในขณะเดียวกัน ตลาดเซมิคอนดักเตอร์พีซีคาดว่าจะเพิ่มขึ้นที่อัตรา CAGR 4% จาก 92 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็น 112 พันล้านดอลลาร์ในปี 2030
ในทางกลับกัน คาดว่าอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคจะเติบโตในอัตรา 8% ถึง 9% โดยขับเคลื่อนโดยแอปพลิเคชันความจริงเสริมและความจริงเสริมเป็นหลัก แนวโน้มนี้กระตุ้นความต้องการเซ็นเซอร์ขั้นสูงและชิปพลังงานต่ำ นอกจากนี้ การใช้คอมพิวเตอร์แวดล้อมในตลาดบ้านอัจฉริยะ ซึ่งอุปกรณ์ทำงานเบื้องหลังผ่าน AI และชิปพลังงานต่ำ กำลังกลายเป็นพื้นที่การเติบโตที่สำคัญ สิ่งนี้สร้างโอกาสใหม่ๆ สำหรับชิปในอุปกรณ์เอดจ์ประหยัดพลังงาน ผู้ช่วยเสียง และระบบอัตโนมัติภายในบ้าน
อิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรม
คาดว่า ตลาดอิเล็กทรอนิกส์อุตสาหกรรมจะเติบโตจาก 84 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็น 120 พันล้านดอลลาร์ในปี 2030 ซึ่งเติบโตเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ 7% ขณะที่อุตสาหกรรมต่างๆ เร่งใช้ระบบอัตโนมัติและนำเทคโนโลยีขั้นสูงมาใช้ ความต้องการชิปอุตสาหกรรมเฉพาะทางคาดว่าจะเติบโตอย่างมาก การขยายตัวที่โดดเด่นของตลาดนี้ได้รับแรงหนุนจากการเติบโตของการผลิต ยานยนต์ และพลังงาน ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องการชิปประสิทธิภาพสูงเพื่อขับเคลื่อนระบบและกระบวนการที่ซับซ้อนมากขึ้น
ชิปโทรคมนาคมและระบบเครือข่าย
คาดว่าตลาดชิปโทรคมนาคมจะเติบโตจาก 53 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็น 70 พันล้านดอลลาร์ในปี 2030 ซึ่งเติบโตในอัตรา CAGR 6% การขยายตัวของชิปเซ็ต IoT และ 5G ยังคงผลักดันการเติบโตและนวัตกรรมในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ การปรับโครงสร้างพื้นฐาน 6G รวมถึงสถานีฐานและส่วนประกอบเครือข่าย คาดว่าจะเพิ่มความต้องการเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงในที่สุด อย่างไรก็ตาม ยังไม่แน่ชัดว่าการนำ 6G มาใช้จะเกิดขึ้นก่อนปี 2030 หรือไม่ และจะส่งผลต่อการเติบโตตามที่คาดไว้หรือไม่ เนื่องจากขั้นตอนการปรับใช้ในปัจจุบัน
ตลาดชิป IoT บนมือถือคาดว่าจะเติบโตจาก 12,770 ล้านดอลลาร์ในปี 2024 เป็น 78,730 ล้านดอลลาร์ในปี 2032 ด้วยอัตรา CAGR 25.5% บริษัทที่มีชื่อเสียง เช่น Qualcomm, Intel และ MediaTek เป็นผู้นำตลาดชิปเซ็ต 5G ในปัจจุบัน ในขณะที่ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกมีแนวโน้มที่จะเป็นผู้นำตลาดชิป IoT ซึ่งอาจช่วยลดต้นทุนและเพิ่มความพร้อมใช้งานของเทคโนโลยี IoT แต่การเติบโตอย่างรวดเร็วอาจทำให้การขาดแคลนบุคลากรแย่ลงได้ ส่งผลกระทบต่อภูมิภาคที่มีชื่อเสียง เช่น สหรัฐอเมริกาและไต้หวัน รวมถึงตลาดเกิดใหม่ เช่น อินเดียและมาเลเซีย ซึ่งมีความต้องการแรงงานที่มีทักษะในการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง การออกแบบชิป และการผลิต บริษัทต่างๆ กำลังตอบสนองต่อการขาดแคลนบุคลากรด้วยการวางแผนกำลังคนอย่างคล่องตัว การสรรหา และการพัฒนาบุคลากร รวมถึงการใช้การขาดแคลนการผลิตและความตึงเครียดในห่วงโซ่อุปทานเซมิคอนดักเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการจัดหาวัสดุที่สำคัญและการจัดการกำลังการผลิต
ยานยนต์
ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ยานยนต์ชะลอตัวลงในช่วงปลายปี 2024 แต่คาดว่าจะเติบโตขึ้น โดยรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ระบบจัดเก็บพลังงาน และสถานีชาร์จกำลังกลายมาเป็นผู้บริโภคเซมิคอนดักเตอร์รายใหญ่ ตลาดอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ EV คาดว่าจะเติบโตที่อัตรา CAGR 30% ตั้งแต่ปี 2025 ถึงปี 2030 โดยได้รับแรงหนุนจากนวัตกรรมในการจัดการพลังงาน โครงสร้างพื้นฐานการชาร์จ และประสิทธิภาพด้านพลังงาน
นอกจากนี้ ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ยานยนต์ระดับโลกคาดว่าจะเติบโตจาก 51 พันล้านดอลลาร์ในปี 2025 เป็น 102 พันล้านดอลลาร์ในปี 2034 ด้วยอัตรา CAGR 8% การเติบโตนี้ขับเคลื่อนโดยการใช้พลังงานไฟฟ้า การขับขี่อัตโนมัติ และระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการเติบโตของตลาดขึ้นอยู่กับความต้องการและโครงสร้างพื้นฐานของรถยนต์ไฟฟ้าเป็นอย่างมาก การชะลอตัวหรือความล่าช้าของกฎระเบียบใดๆ อาจส่งผลกระทบเชิงลบต่อความต้องการชิป โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับบริษัทต่างๆ เช่น NXP และ STMicroelectronics ซึ่งพึ่งพาภาคส่วนยานยนต์เป็นอย่างมาก
พื้นที่การเติบโตที่กำลังมาแรงคือการสื่อสารระหว่างยานพาหนะกับทุกสิ่งซึ่งต้องใช้ชิปที่มีแบนด์วิดท์สูงและความหน่วงต่ำ ชิปยานยนต์ที่รองรับ 5G ซึ่งช่วยให้สื่อสารแบบเรียลไทม์ระหว่างยานพาหนะและโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ไฟจราจรและป้ายจราจร คาดว่าจะเติบโตแบบก้าวกระโดด แต่ยังไม่ได้รับการยอมรับเพียงพอในพยากรณ์ของเซมิคอนดักเตอร์กระแสหลัก
ความท้าทายทางการตลาด
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์กำลังเผชิญกับความท้าทายหลายประการที่เกิดจากภูมิรัฐศาสตร์ ความพยายามในการพัฒนาอย่างยั่งยืน การขาดแคลนบุคลากร และความกังวลด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ ด้านล่างนี้คือปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อวิวัฒนาการและความยืดหยุ่นของอุตสาหกรรม (รูปที่ 4)
ภูมิรัฐศาสตร์
ความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์ โดยเฉพาะระหว่างสหรัฐอเมริกาและจีน กำลังเปลี่ยนรูปโฉมการค้าโลกและห่วงโซ่อุปทานของเซมิคอนดักเตอร์ การผลักดันของจีนให้พึ่งพาตนเองด้านเทคโนโลยีและการควบคุมการส่งออกเทคโนโลยีขั้นสูงของสหรัฐฯ กำลังเพิ่มความเสี่ยงในห่วงโซ่อุปทาน นักวิเคราะห์คาดการณ์ว่าการลงทุนด้านเซมิคอนดักเตอร์อาจเปลี่ยนมาสู่สหรัฐฯโดยคาดว่าจะมีโรงงานผลิตมูลค่า 190,000 ล้านดอลลาร์ภายในปี 2030 ความตึงเครียดยังทวีความรุนแรงมากขึ้นเนื่องจากจีนห้ามวัสดุชิปบางชนิดเพื่อตอบโต้ข้อจำกัดของสหรัฐฯ ที่มีต่อชิป AI ของจีน การซ้อมรบของจีนเมื่อไม่นานมานี้ใกล้กับไต้หวันยังเป็นสาเหตุของความกังวลในระดับนานาชาติ เนื่องจากไต้หวันมีบทบาทสำคัญในฐานะผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำ เพื่อตอบสนองต่อเรื่องนี้ ประเทศต่างๆ จึงเพิ่มความพยายามในการขยายการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศ ซึ่งเป็นการเคลื่อนไหวที่สัญญาว่าจะทำให้เศรษฐกิจเติบโต แต่ก็ก่อให้เกิดความท้าทาย เช่น ต้นทุนที่สูงและการขาดแคลนแรงงาน
แม้จะมีอุปสรรคเหล่านี้ แต่การผลักดันให้พึ่งพาตนเองได้กำลังปรับเปลี่ยนอุตสาหกรรมนี้ ในปี 2025 การลงทุนเพื่อย้ายฐานการผลิตกลับประเทศและการกระจายความเสี่ยงจะยังคงดำเนินต่อไป ควบคู่ไปกับความเสี่ยงทางภูมิรัฐศาสตร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างสหรัฐฯ และจีนและไต้หวัน แม้ว่าความซับซ้อนเหล่านี้จะก่อให้เกิดความไม่แน่นอนในระยะสั้น แต่คาดว่าจะมีเสถียรภาพในระยะยาวเมื่อมีศูนย์การผลิตแห่งใหม่พัฒนาขึ้น
รูปที่ 4 ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ที่มา: สถาบันความรู้อินโฟซิส
ห่วงโซ่อุปทาน
ความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์กำลังส่งผลกระทบต่อห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก ส่งผลให้เกิดอุปสรรคทางการค้า การควบคุมการส่งออก และการเปลี่ยนลำดับความสำคัญของการผลิต ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนมีความไม่แน่นอนและเพิ่มขึ้น ความท้าทายในต้นน้ำ เช่น การขาดแคลนก๊าซนีออนและโลหะหายาก รุนแรงขึ้นจากความเสี่ยงทางภูมิรัฐศาสตร์ ตั้งแต่สงครามในยูเครนไปจนถึงข้อจำกัดในการส่งออกของจีน นอกจากนี้ ความล่าช้าในการก่อสร้างโรงงานแห่งใหม่เช่น โรงงานของ TSMC ในอริโซนา ซึ่งขณะนี้มีกำหนดการผลิตใหม่ในปี 2028 ได้ทำให้ความกังวลด้านอุปทานทวีความรุนแรงมากขึ้น
ส่งผลให้ความพยายามในการบรรเทาผลกระทบดังกล่าวเร่งตัวขึ้น บริษัทต่างๆ กำลังกระจายห่วงโซ่อุปทานสร้างความร่วมมือเชิงกลยุทธ์และใช้ประโยชน์จากการคาดการณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI ในขณะเดียวกัน การเน้นการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศก็เพิ่มมากขึ้น ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงนี้เปิดโอกาสให้เกิดความยืดหยุ่นและนวัตกรรม แต่ก็ทำให้เกิดความเสี่ยงของการแตกแขนงและความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์ด้วยเช่นกัน เนื่องจากห่วงโซ่คุณค่าของเซมิคอนดักเตอร์ครอบคลุม 25 ประเทศคำถามยังคงอยู่: จะสามารถบรรลุการพึ่งพาตนเองได้อย่างแท้จริงในอุตสาหกรรมที่มีการโลกาภิวัตน์นี้หรือไม่
ความพยายามด้านการใช้พลังงานและความยั่งยืน
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เป็นอุตสาหกรรมที่ใช้ทรัพยากรอย่างเข้มข้น โดยโรงงานผลิตใช้พลังงานและน้ำเป็นจำนวนมาก คาดว่าความต้องการไฟฟ้าทั่วโลกจะสูงถึง 237 เทระวัตต์ชั่วโมงภายในปี 2030 ส่งผลให้การปล่อยก๊าซเรือนกระจก (GHG) เพิ่มขึ้น ในปี 2024 การใช้ไฟฟ้าเติบโตขึ้น 2%โดยมีการคาดการณ์การเติบโตที่คล้ายคลึงกันสำหรับปี 2025 และ 2026 TSMC, Intel และ Samsungมุ่งมั่นที่จะใช้พลังงานหมุนเวียน 100% แต่เป้าหมายอาจไม่บรรลุจนกว่าจะถึงปี 2030-2040 นอกจากนี้Onsemiตั้งเป้าที่จะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง 59% (ขอบเขต 1 และ 2) และ 35% (ขอบเขต 3) ภายในปี 2034
ความต้องการ AI และศูนย์ข้อมูลที่เพิ่มขึ้นส่งผลให้ทรัพยากรไฟฟ้าตึงตัวมากขึ้น โดยการใช้ศูนย์ข้อมูลจะเพิ่มเป็นสองเท่าเป็นมากกว่า 1,000 TWh ภายในปี 2026 Satya Nadella ซีอีโอของ Microsoft เน้นย้ำเมื่อไม่นานนี้ว่าบริษัทของเขาไม่ได้ถูกจำกัดด้วยอุปทานของชิปอีกต่อไป แต่กลับเผชิญกับข้อจำกัดด้านพลังงาน ซึ่งเน้นย้ำถึงความท้าทายที่เพิ่มมากขึ้นของการใช้พลังงานในเวิร์กโหลด AI ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการใช้เทคโนโลยีที่ยั่งยืน การออกแบบที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงาน พลังงานหมุนเวียน และนวัตกรรมในระบบระบายความร้อนและฮาร์ดแวร์เพื่อจัดการกับการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นและลดปริมาณการปล่อยคาร์บอน
การคัดเลือกคนเก่ง
คาดว่าแรงงานในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จะเติบโตจากประมาณ 345,000 คนในปัจจุบันเป็นประมาณ 460,000 คนภายในสิ้นทศวรรษนี้ ซึ่งเพิ่มขึ้นร้อยละ 33อย่างไรก็ตาม อาจมีตำแหน่งงานใหม่ประมาณ 67,000 ตำแหน่ง (ร้อยละ 58 ของตำแหน่งงานใหม่ทั้งหมด และร้อยละ 80 ของตำแหน่งงานด้านเทคนิคใหม่) ที่ยังไม่ได้รับการเติมเต็มเนื่องจากอัตราการสำเร็จการศึกษาในสาขาวิชาเทคนิคต่ำ
การขาดแคลนบุคลากรส่งผลกระทบต่อภูมิภาคที่ก่อตั้งขึ้นแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกาและไต้หวัน รวมถึงตลาดเกิดใหม่ เช่น อินเดียและมาเลเซีย ซึ่งมีความต้องการแรงงานที่มีทักษะในด้านการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง การออกแบบชิป และการผลิตเพิ่มมากขึ้น บริษัทต่างๆ กำลังตอบสนองต่อการขาดแคลนบุคลากรด้วยการวางแผนกำลังคนอย่างคล่องตัว การสรรหา และการพัฒนาบุคลากร รวมถึงการใช้ AI เชิงสร้างสรรค์เพื่อลดอคติในการจ้างงาน ในสหรัฐอเมริการัฐแอริโซนาได้ร่วมมือกับสถาบันการศึกษาเพื่อฝึกอบรมนักศึกษาในด้านการศึกษาที่เน้นด้านเซมิคอนดักเตอร์ ในขณะที่Arm ซึ่งเป็นบริษัทเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำได้ร่วมมือกับมหาวิทยาลัยต่างๆ เพื่อพัฒนาโปรแกรมการฝึกอบรมที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรม ซึ่งช่วยสร้างกลุ่มบุคลากรที่มีทักษะ
การกระจายอำนาจในการออกแบบ การผลิต และการดำเนินการของเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งขับเคลื่อนโดยปัจจัยทางภูมิรัฐศาสตร์ จะทำให้ภูมิภาคใหม่ๆ ต้องปลูกฝังและจัดหาบุคลากรที่มีความสามารถเฉพาะทาง เพื่อเชื่อมช่องว่างนี้ การใช้ประโยชน์จากบุคลากรจากทั่วโลกและการแก้ไขนโยบายการย้ายถิ่นฐานจะเป็นสิ่งสำคัญในการอำนวยความสะดวกในการเคลื่อนย้ายผู้เชี่ยวชาญที่มีทักษะ อย่างไรก็ตาม พลวัตทางภูมิรัฐศาสตร์ที่เปลี่ยนแปลงไปและกฎหมายการย้ายถิ่นฐานที่พัฒนาขึ้นอาจทำให้การขาดแคลนบุคลากรรุนแรงยิ่งขึ้น ส่งผลให้การวางแผนกำลังคนและการเติบโตของอุตสาหกรรมมีความซับซ้อนมากขึ้น
การรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์และการปกป้องทรัพย์สินทางปัญญา
การคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญาถือเป็นสิ่งสำคัญในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากมีการลงทุนด้านงานวิจัยและพัฒนาเป็นมูลค่าหลายพันล้านดอลลาร์และอาจส่งผลกระทบต่อความมั่นคงของชาติได้ วิธีมาตรฐานในการคุ้มครองทรัพย์สินทางปัญญาคือการจดสิทธิบัตรแบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยให้บริษัทต่างๆ สามารถสร้างรายได้จากการออกแบบและเทคโนโลยีได้ พร้อมทั้งรักษาตำแหน่งทางการตลาดเอาไว้ได้
อย่างไรก็ตาม การจดสิทธิบัตรเพียงอย่างเดียวไม่สามารถขจัดความเสี่ยงของการขโมยทรัพย์สินทางปัญญาได้ เนื่องจากผู้โจมตีทางไซเบอร์มักจะโจมตีบริษัทเซมิคอนดักเตอร์มากขึ้นการโจมตีทางไซเบอร์ครั้งล่าสุดต่อ AMDซึ่งเป็นครั้งที่สองของบริษัทในปี 2024 ส่งผลให้ข้อมูลพนักงานที่ละเอียดอ่อนและการสื่อสารภายในถูกบุกรุก ในอีกกรณีหนึ่ง ผู้บริหารชาวเกาหลีใต้ถูกกล่าวหาว่ารั่วไหลเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ของ Samsung Electronicsเพื่อตอบโต้ เกาหลีใต้ได้นำมาตรการรักษาความปลอดภัยที่เข้มงวด มา ใช้ รวมถึงการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่เพื่อตรวจจับการรั่วไหล ขยายกรอบกฎหมายที่มีบทลงโทษที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับการละเมิดความลับทางการค้า และนำระบบรวบรวมหลักฐานมาใช้เพื่อช่วยในการสืบสวน
ภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นนี้จำเป็นต้องมีมาตรการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ขั้นสูง เช่น การเข้ารหัสแบบครบวงจร การตรวจสอบหลายปัจจัย ระบบตรวจจับภัยคุกคามที่ขับเคลื่อนด้วย AI และความปลอดภัยของห่วงโซ่อุปทานที่ใช้บล็อคเชน นอกจากนี้ ความร่วมมือระหว่างประเทศที่เข้มแข็งขึ้นยังมีความจำเป็นต่อการปกป้องทรัพย์สินทางปัญญาที่มีค่าและป้องกันการโจรกรรมทรัพย์สินทางปัญญา การใช้โปรโตคอลความปลอดภัยหลายชั้น การฝึกอบรมพนักงานอย่างครอบคลุม และการจัดการความเสี่ยงเชิงรุกจะมีความสำคัญอย่างยิ่งในการป้องกันภัยคุกคามทางไซเบอร์และลดการละเมิดที่เกิดจากข้อผิดพลาดของมนุษย์
เทคโนโลยีสำคัญที่กำหนดรูปลักษณ์ของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์กำลังเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญซึ่งขับเคลื่อนโดยนวัตกรรมในบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง วัสดุใหม่ และการผลิตและการออกแบบที่ใช้ AI (รูปที่ 5) การพัฒนาเหล่านี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และความแม่นยำในการผลิต ตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของ AI การประมวลผลประสิทธิภาพสูง และเทคโนโลยีใหม่ ๆ ด้านล่างนี้ เราจะสำรวจความก้าวหน้าสำคัญที่กำหนดอนาคตของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์
รูปที่ 5 นวัตกรรมที่มีอิทธิพลต่ออุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์
ที่มา: สถาบันความรู้อินโฟซิส
บรรจุภัณฑ์ขั้นสูง
ตามที่เน้นย้ำใน Infosys Semiconductor Outlook 2024บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงยังคงได้รับความสำคัญ เทคนิคต่างๆ เช่น การซ้อน 3 มิติ ระบบในบรรจุภัณฑ์ และบรรจุภัณฑ์ระดับเวเฟอร์แบบพัดลมยังคงเป็นผู้นำในกลุ่มนี้ โดยให้การกระจายความร้อนที่มากขึ้น แบนด์วิดท์ที่สูงขึ้น และความหนาแน่นที่ดีขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องลดขนาดทรานซิสเตอร์ ความก้าวหน้าเหล่านี้ซึ่งให้ประสิทธิภาพเซมิคอนดักเตอร์ที่ดีขึ้นและประสิทธิภาพด้านพลังงานได้พิสูจน์แล้วว่ามีความจำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น AI การคำนวณประสิทธิภาพสูง 5G ยานยนต์ไร้คนขับ และ IoT
บรรจุภัณฑ์แบบดั้งเดิมนั้นต้องดิ้นรนเพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้และสร้างโอกาสให้กับโซลูชันบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงBroadcom และ TSMCได้ร่วมมือกันเพื่อแนะนำบรรจุภัณฑ์ 3.5D F2Fสำหรับการคำนวณ AI ในขณะที่ TSMC, Samsung, ASE และ Intel กำลังพัฒนาเทคโนโลยีที่คล้ายคลึงกันอย่างแข็งขัน ในขณะที่ความต้องการอุปกรณ์ที่มีขนาดกะทัดรัดและทรงพลังมากขึ้นนั้นเพิ่มขึ้น บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงจึงกลายมาเป็นสิ่งจำเป็นในการเอาชนะความท้าทายด้านประสิทธิภาพและการบูรณาการในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อมองไปข้างหน้า การออกแบบชิปขั้นสูง รวมถึงชิป AI สถาปัตยกรรมแบบหลายได และเทคนิคพลังงานต่ำ จะเป็นกุญแจสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพไว้ บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงจะมีบทบาทสำคัญเพิ่มมากขึ้นในการพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์รุ่นต่อไป ซึ่งเป็นการเปลี่ยนแปลงจากยุคก่อนปี 2020 ที่การบรรลุโหนดที่ล้ำสมัย (2 นาโนเมตร 3 นาโนเมตร และ 5 นาโนเมตร) มีความสำคัญมากกว่า
วัสดุใหม่
ซิลิกอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์ได้ปฏิวัติวงการอิเล็กทรอนิกส์กำลังและการใช้งานความถี่สูง นวัตกรรมทางเทคโนโลยีในกราฟีนและเซมิคอนดักเตอร์ III-Vกำลังถูกสำรวจถึงศักยภาพในการปรับปรุงความเร็ว ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และการสื่อสาร ใน AI ความต้องการชิปประสิทธิภาพสูงที่ใช้พลังงานต่ำเป็นแรงผลักดันความก้าวหน้าของวัสดุ วัสดุตัวนำยิ่งยวดกำลังได้รับความสนใจเนื่องจากความสามารถในการลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพในฮาร์ดแวร์ AI Intel และGraphene Flagshipกำลังศึกษาวิจัยกราฟีนเพื่อดูศักยภาพในการสร้างทรานซิสเตอร์ที่เร็วขึ้น ในขณะที่ASML กำลังพัฒนาการพิมพ์หินแบบโฟโตนิกส์และ EUV
งานวิจัยล่าสุดยังระบุวัสดุใหม่ 3 ชนิดที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำยิ่งยวด ซึ่งอาจนำไปสู่โครงข่ายไฟฟ้าที่ไม่สูญเสียพลังงานและยานพาหนะที่ลอยตัวด้วยแม่เหล็กได้ แม้ว่าจะยังอยู่ในขั้นทดลอง แต่สารตัวนำยิ่งยวดก็สัญญาว่าจะประมวลผลได้เร็วขึ้น ลดการใช้พลังงาน และก่อให้เกิดความร้อนน้อยลงสำหรับเวิร์กโหลดของ AI
การผลิตและการออกแบบที่ใช้ AI
งานวิจัยกำลังก้าวหน้าในการใช้ AI และการเรียนรู้ของเครื่องจักร (ML) เพื่อปรับปรุงความแม่นยำในการตรวจจับข้อบกพร่อง ความเร็ว และการปรับให้เหมาะสมที่สุดในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการแบบเรียลไทม์และการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ช่วยให้การผลิตมีประสิทธิภาพมากขึ้น ลดเวลาหยุดทำงานลง คาดว่าผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์จะนำ ML มาใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในปี 2025 นอกจากนี้การบูรณาการกับฝาแฝดทางดิจิทัลยังช่วยให้ปรับเปลี่ยนได้แบบเรียลไทม์และปรับเวิร์กโฟลว์ให้เหมาะสมที่สุด
นอกเหนือจากการผลิตแล้ว AI ยังเปลี่ยนโฉมเครื่องมืออัตโนมัติสำหรับการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ ขับเคลื่อนประสิทธิภาพ ความแม่นยำ และความเร็วในการออกแบบเซมิคอนดักเตอร์ด้วยการปรับให้งานสำคัญต่างๆ เหมาะสมที่สุด รวมถึงการวิเคราะห์เวลา การกำหนดเส้นทางเค้าโครง และการตรวจจับข้อบกพร่อง ซึ่งช่วยให้เปลี่ยนจากแนวคิดไปเป็นต้นแบบได้เร็วขึ้น ในขณะที่ AI ยังคงพัฒนาต่อไป อุตสาหกรรมก็พร้อมสำหรับนวัตกรรมการออกแบบชิป เพิ่มเติม จากผู้พัฒนาเครื่องมืออัตโนมัติสำหรับการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น Cadence, Synopsys และ Ansys
ความจำเป็นเชิงกลยุทธ์
อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มีแนวโน้มที่จะเติบโตถึง 1 ล้านล้านดอลลาร์ภายในปี 2030 โดยได้รับแรงผลักดันจาก AI อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ และการขยายตัวของ 5G อย่างไรก็ตาม ความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์ ภัยคุกคามทางไซเบอร์ และการขาดแคลนบุคลากรเป็นความท้าทายที่สำคัญ แม้จะมีอุปสรรคเหล่านี้ AI จะเข้ามามีบทบาทในการเปลี่ยนแปลง โดยช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการวิจัยและพัฒนา เพิ่มประสิทธิภาพการผลิตด้วยเทคโนโลยีฝาแฝดดิจิทัล และปรับปรุงการจัดการห่วงโซ่อุปทานผ่านการวางแผนแบบบูรณาการขั้นสูง
เพื่อขับเคลื่อนมูลค่าอย่างต่อเนื่อง บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ควรจัดการกับสิ่งสำคัญเชิงกลยุทธ์ 5 ประการ
1. ปรับขนาด AI เพื่อลดต้นทุนการวิจัยและพัฒนาและการผลิต
AI และฝาแฝดทางดิจิทัลช่วยให้สามารถจำลองคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างซับซ้อน ส่งผลให้การพัฒนาเร็วขึ้น 30% การผสาน AI เข้ากับการออกแบบ การทดสอบ และการผลิตช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์และการจัดการผลผลิต เครื่องมือออกแบบที่ขับเคลื่อนด้วย AI จะทำให้กระบวนการทำงานเป็นอัตโนมัติ ช่วยเพิ่มความแม่นยำ และเร่งความเร็วในการสร้างนวัตกรรมชิป
อัลกอริธึมการทดสอบ AI ช่วยเพิ่มการตรวจจับข้อบกพร่องและการวิเคราะห์เชิงคาดการณ์ ช่วยลดเวลาในการนำสินค้าออกสู่ตลาด ในระหว่างการผลิต AI ช่วยให้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการแบบเรียลไทม์ ปรับปรุงการตรวจจับข้อบกพร่อง และลดของเสียให้เหลือน้อยที่สุด บริษัทต่างๆ เช่น Intel และ TSMC กำลังใช้ประโยชน์จาก AI เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ลดต้นทุน และเร่งวงจรผลิตภัณฑ์ การผสานรวม AI มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาการเติบโตทางการค้า การรักษาความสามารถในการแข่งขัน และตอบสนองความต้องการชิปขั้นสูงที่เพิ่มมากขึ้น
2. เสริมสร้างและสร้างความชาญฉลาดให้กับห่วงโซ่อุปทานทั่วโลก
เทคโนโลยี AI และ ML มีความสำคัญต่อการสร้างการวางแผนห่วงโซ่อุปทานแบบบูรณาการและชาญฉลาดในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เทคโนโลยีเหล่านี้ช่วยสร้างห่วงโซ่อุปทานที่มีความยืดหยุ่นมากขึ้น โดยการปรับปรุงการคาดการณ์ความต้องการ การจัดการสินค้าคงคลัง และการเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต โมเดล AI และการวิเคราะห์ข้อมูลช่วยเพิ่มความแม่นยำในการคาดการณ์ความต้องการ ลดความเสี่ยงของการมีสินค้ามากเกินไปหรือสินค้าหมดสต็อก
การบูรณาการข้อมูลแบบเรียลไทม์ระหว่างซัพพลายเออร์ โรงหล่อ และสายการประกอบช่วยเพิ่มการมองเห็นและความคล่องตัว ทำให้ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของความต้องการได้เร็วขึ้น การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์และการจัดการสินค้าคงคลังอัจฉริยะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพรอบการผลิต ลดระยะเวลาดำเนินการและต้นทุน เมื่อความต้องการทั่วโลกเติบโตขึ้น ห่วงโซ่อุปทานอัจฉริยะจะรองรับความสามารถในการปรับขนาด ประสิทธิภาพ และความยืดหยุ่นต่อการหยุดชะงัก
3. การพัฒนาบุคลากรอย่างตรงเป้าหมายและเพิ่มประสิทธิภาพ
เพื่อเร่งการพัฒนาบุคลากรท่ามกลางความท้าทายทางภูมิรัฐศาสตร์ในปัจจุบัน บริษัทเซมิคอนดักเตอร์สามารถขยายกลุ่มบุคลากรของตนได้โดยจับมือเป็นพันธมิตรกับมหาวิทยาลัยและสมาคมวิชาชีพระดับโลก นอกจากนี้ บริษัทยังสามารถเพิ่มคุณค่าของพนักงานได้โดยเน้นที่การพัฒนาอาชีพ ความหลากหลาย ความเท่าเทียม และความคิดริเริ่มในการรวมเข้าไว้ด้วยกัน รวมถึงการฝึกอบรมอย่างต่อเนื่องในขณะที่ใช้ประโยชน์จาก AI เพื่อการจ้างงานที่มีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ การส่งเสริมวัฒนธรรมการทำงานที่สนับสนุนด้วยการจัดการที่ยืดหยุ่น การสนับสนุนด้านสุขภาพจิต และความร่วมมือระดับโลกผ่านการร่วมทุนและความร่วมมือด้านการวิจัยสามารถช่วยดึงดูดและรักษาบุคลากรที่มีความสามารถไว้ได้ กลยุทธ์เหล่านี้สามารถช่วยให้แน่ใจว่ามีกลุ่มบุคลากรที่มีความแข็งแกร่งและลดความเสี่ยงด้านภูมิรัฐศาสตร์
4. เพิ่มความปลอดภัยข้อมูลและ IP
เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยของข้อมูลและ IP บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ควรใช้มาตรการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่แข็งแกร่ง เช่น การเข้ารหัสขั้นสูงและการตรวจสอบปัจจัยหลายประการ นอกจากนี้ ยังควรรักษาความปลอดภัยห่วงโซ่อุปทานด้วยการบังคับใช้โปรโตคอลพันธมิตรที่เข้มงวด ลงทุนในการฝึกอบรมพนักงานเป็นประจำ และนำหลักการการออกแบบที่ปลอดภัยมาใช้ในระหว่างการพัฒนาผลิตภัณฑ์
นอกจากนี้ การตรวจสอบภัยคุกคามด้วยระบบตรวจจับขั้นสูง การจัดทำแผนการตอบสนองต่อเหตุการณ์ และการทำงานร่วมกับพันธมิตรในอุตสาหกรรมเพื่อแบ่งปันข้อมูลภัยคุกคามสามารถเสริมสร้างความปลอดภัยให้แข็งแกร่งยิ่งขึ้น
5. ยอมรับความยั่งยืนและเปิดใช้งานการใช้พลังงานต่ำ
การขับเคลื่อนการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในทั้งกระบวนการต้นน้ำและปลายน้ำ และการลดการปล่อยก๊าซจากกระบวนการควรยังคงเป็นจุดเน้นเชิงกลยุทธ์เพื่อบรรลุเป้าหมายความยั่งยืนสุทธิเป็นศูนย์ที่อุตสาหกรรมกำหนดไว้ บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ควรลงทุนในแหล่งพลังงานหมุนเวียนสำหรับการดำเนินงานของตน และนำแนวทางการผลิตที่ยั่งยืนมาใช้ รวมถึงการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การใช้น้ำ และสารเคมี
นอกจากนี้ บริษัทต่างๆ ยังสามารถปรับปรุงความพยายามด้านความยั่งยืนได้โดยการปรับปรุงห่วงโซ่อุปทานให้เหมาะสมเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เทคนิคการออกแบบพลังงานต่ำ เช่น การจำกัดพลังงาน การปรับขนาดแรงดันไฟฟ้า และการจำกัดสัญญาณนาฬิกา สามารถลดการใช้พลังงานของชิปได้อย่างมาก
สิ่งสำคัญที่ต้องจดจำ
- การฟื้นตัวในปี 2024:อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์เติบโตขึ้น 19% ในปี 2024 โดยได้รับแรงหนุนจากความต้องการชิปหน่วยความจำและลอจิกใน AI และการประมวลผลบนคลาวด์ บริษัท Fabless และ IP เติบโต 20% กำไรลดลง 5% ถึง 10% เนื่องจากต้นทุนที่สูงขึ้นและการลงทุนลดลง 2%
- แนวโน้มปี 2025 และปีต่อๆ ไป:อุตสาหกรรมนี้คาดว่าจะเติบโต 11% ในปี 2025 โดยขับเคลื่อนโดย AI และการประมวลผลบนคลาวด์ หลังจากปี 2025 คาดว่าภาคส่วนนี้จะเติบโต 7% ถึง 9% ต่อปี และจะแตะ 1 ล้านล้านดอลลาร์ในปี 2030 โดย AI และยานยนต์จะเป็นตัวขับเคลื่อนการเติบโตที่สำคัญ
- ภูมิรัฐศาสตร์และบุคลากร:ความตึงเครียดทางภูมิรัฐศาสตร์กำลังผลักดันการลงทุนในประเทศ โดยคาดว่าจะมีมูลค่า 1 ล้านล้านดอลลาร์ระหว่างปี 2025 ถึง 2030 ความท้าทายในห่วงโซ่อุปทานและการขาดแคลนบุคลากร (มีตำแหน่งงานว่าง 25,000 ตำแหน่งในปี 2024) ทำให้บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ต้องปรับตัวและรักษากลุ่มบุคลากรที่มีความหลากหลาย
- วัสดุและบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง:กราฟีน เซมิคอนดักเตอร์ III-V การซ้อน 3 มิติ และชิป AI ถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงจะมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีในอนาคต
- AI เพื่อประสิทธิภาพ: AI และดิจิทัลทวินส์สามารถเร่งการวิจัยและพัฒนาได้ 30% ช่วยปรับปรุงการออกแบบและการจัดการผลผลิต AI ในการวางแผนห่วงโซ่อุปทานจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการพยากรณ์ สินค้าคงคลัง และการผลิต ทำให้ภาคอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์มีความยืดหยุ่นและประหยัดพลังงานมากขึ้น
แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ
Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit : https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/@naichangmashare
TikTok : https://www.tiktok.com/@naichangmashare
