【Kylat Tech】全球半導體危機有多嚴重?從「顯示驅動器」看產能有多缺

不只高階的核心晶片全球缺產能,就算是顯示驅動器這種基礎零組件都供不應求,進而影響到所有需要顯示面板的消費產品製造。
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via 奇景光電官網
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若要了解為何全球總市值高達 4.5 兆的半導體市場會陷入空前的危機,其中一個最有幫助的起始點,就是一塊價格僅有 1 美金的零件-「顯示驅動器」(display driver)。

在廣大的全球半導體產業中,各大廠商持續生產著上百種截然不同的晶片,其中幾個較為高階的類型則是來自高通 (Qualcomm) 以及英特爾 (Intel Corp),這些主要用於高效能電腦以及智慧型手機的晶片在價格落在 100 到 1000 美元不等。相較之下,「顯示驅動器」似乎就顯得比較平凡了一些,其唯一的用途就只有傳遞指令來點亮手機、顯示器或導航系統的螢幕。

然而,晶片產業以及汽車製造商等越來越多的科技公司近年來都開始面臨一個相當嚴峻的問題,那就是這個看似平凡的顯示驅動器出現了供不應求的情況。負責製造這些晶片的公司在產量上無法跟上不斷增加的需求,價格也出現了飆升的情況。這個問題導致了液晶螢幕面板短缺以及漲價,因為這是在製造電視、筆電、汽車、飛機以及高級冰箱等產品時所需的基本零件。

 「你沒有辦法將就於現況。就算在其他所有零件都到齊的情況下,只要少了顯示驅動器,你就無法製造產品」Sanford C. Bernstein 網站的半導體產業分析師 Stacy Rasgon 表示。

現在,這個看似微不足道的零件出現供不應求的情況,也對全球經濟造成了嚴重的衝擊,即使目前許多電源管理晶片也同樣出現了短缺。福特 (Ford)、日產 (Nissan) 以及福斯 (Volkswagen) 等汽車製造商都已經縮減了旗下汽車的產量,導致整個產業在今年出現了高達 600 億美元的損失。然而,這些情況不僅沒有好轉,還出現了一連串更加嚴重的災難。

就在幾個月前,德州爆發了一場百年難得一見的暴風雪災,嚴重衝擊了當地的相關科技產量。日本晶片製造商「瑞薩電子」位於茨城縣的廠房也在 3 月 19 日發生了嚴重的火災。三星電子也警告產業中即將出現「嚴重失衡」的現象,就連台積電都表示即使旗下所有廠房的產能 100% 全開,也無法跟上目前的需求。

「打從公司在 20 年前創立至今,我從來沒有看過這樣的現象。」台灣顯示驅動器供應商奇景光電 (Himax) 創辦人兼執行長吳炳昌表示「所有用途的晶片都出現了短缺。」

導致這次的全球晶片缺貨潮最大的原因之一,就是各界在去年武漢肺炎 (新冠肺炎) 爆發初期時的錯誤估計。當這場世紀病毒的疫情從中國開始擴散到全世界時,許多公司都認為預估感染人數會隨著時間越來越少。

被隔離在家的人們開始購買大量的科技產品,並且持續進行各種消費。他們開始購買更高階的電腦以及更大的顯示器,讓他們可以透過遠端的方式繼續工作,也為了遠距教學為他們的孩子購買新的筆電。他們購買了 4K 電視、遊戲主機、牛奶起泡機、氣炸鍋等各種能夠讓隔離生活變得更加舒適的科技產品。整場疫情彷彿變了一場龐大的黑色星期五購物節。

至於各大汽車廠商也在當時做出了一個錯誤的決定。由於隔離導致沒有消費者能夠前往展示中心購車,相關的需求也降到了冰點,而不少車商也選擇關閉了旗下的廠房,甚至還要求供應商全面停止提供相關零件,其中當然就包含了這些越來越重要的汽車晶片。但就在 2020 年末,由於防疫問題,人們在出門的時候都希望能避開大眾交通工具,也導致了需求再次出現了飆升的趨勢。在那之後,這些車廠重新開啟了旗下的廠房,並開始求助台積電以及三星等晶片大廠。然而,這時全球晶片都已經嚴重的供不應求,而這些晶片商也沒有足夠的生產速度能夠應付這些需求。

來自奇景光電的吳炳昌就因此深陷於這場科技產業的風暴當中。就在今年三月,這位現年 61 歲的晶片商高層就在幾位員工的陪同下,於台北辦公室接受了《彭博社》網站的訪談,一同討論缺貨問題以及背後難以解決的挑戰。

吳炳昌在 2001 年與兄弟吳炳昇一同創立了奇景光電,而吳炳昇如今也成為了公司的董事長。他們最初負責為積體電路生產驅動晶片,之後也在筆記型電腦與螢幕市場中打響了名號。到了 2006 年,奇景光電公司也正式上市,並在市場中持續穩定地成長,拓展到了智慧型手機,平板電腦以及觸控面板的領域中。現在他們的晶片分布在各式各樣的產品中,從手機、電視到汽車等。

吳炳昌表示他目前就算繼續努力推動公司內部的人力,也沒有辦法繼續生產更多的晶片。奇景光電主要負責設計顯示驅動器,並且在台積電或聯華電子旗下的廠房中進行生產作業。他的晶片是透過所謂的「成熟製程節點」(mature node) 進行製造,這是一個比現代尖端製程還要落後幾個世代的配備。那些機器的蝕刻線採用了 16 奈米的製程,而一般高階晶片則為 5 奈米。

瓶頸在於就連這些成熟技術應用的產業目前也進入了全面運轉的狀態。吳炳昌表示這場疫情帶來了極為龐大的需求,許多生產夥伴都沒有足夠的時間可以為電腦、電視和遊戲主機的片板製造晶片驅動器,再加上各種其他搭載了顯示面板的產品,像是智慧型冰箱、智慧溫度計以及車內娛樂系統等。

其中汽車所使用的驅動 IC 生產特別受到壓縮,因為這個零件通常都使用 8 吋晶圓,而非 12 吋。日本晶圓製造商領導品牌之一的勝高公司 (Sumco Corp) 旗下 8 吋配備產線在 2020 年的月產量據傳約為 5000 片,低於 2017 年的產量。

以經濟的角度而言,已經沒有人在利用不符合利益的「成熟製程節點」進行生產。現存的產線都已完全折舊,而在經過了微調之後,就能達到近乎完美的產量,這代表基礎顯示驅動器的製造成本可以達到 1 美元以下,即使是較為先進的版本也不會貴到哪裡去。購置新的配備另開一個產量較低的產線必須要支付相當昂貴的花費。

「建立新的產線實在是太昂貴了。」吳炳昌表示。

對此,同樣位於台灣的聯詠科技 (Novatek Microelectronics Corp) 也有著相同的看法。這些原物料短缺問題也反映到了居高不下的 LCD 面板價格上。一台使用在電視上的 50 吋的 LCD 面板價格從 2020 年 1 月到今年 3 月出現了整整一倍的漲幅。《彭博社》 Intelligence 分站的分析師 Matthew Kanterman 預估 LCD 面板的價格將會持續上漲到今年的第三季。除此之外,他也提到了顯示驅動晶片目前短缺到相當危急的地步。

雪上加霜的是,玻璃原料目前也面臨著類似的情況。許多大型玻璃製造業者據傳也在生產站點上遇到了一些意外,包含了日本電氣硝子 (Nippon Electric Glass) 在去年 12 月遇到的大停電,以及 AGC Fine Techno 韓國工廠在今年 1 月的爆炸事件。一直到今年夏季之前,相關產能將會持續受到限制。

到了今年的 4 月 1 日,日本電腦配備大廠艾歐資訊 (I-O Data Device) 將旗下 26 款 LCD 螢幕價格平均調漲了 5000 日圓之多,也是這間公司在 20 年前創立至今最高的一次漲幅。公司發言人表示由於相關組件價格的上漲,他們也必須要做出類似的調漲才能持續營利。

然而,這些現象仍然為產業帶來了許多益處。像是奇景光電的股價從去年 11 月至今就出現了 3 倍的漲幅。而聯詠科技的股份在上週二也獲得了 6.1% 的上漲,打破了公司紀錄,讓公司的年成長超過了 60%。即使如此,吳炳昌也並沒有感到太過高興。這整個產業的核心初衷,就是要滿足消費者需求,因此,在這個非常時期中難以堅持這樣的目標不僅讓他有點失落,他也認為目前在汽車零件上的短缺,在短時間內似乎仍然難以獲得徹底改善。

「我們目前還沒有達到可以看見隧道另一頭那道曙光的位置,」他表示。

責任編輯:Mia
核稿編輯:Anny

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從物流到巡檢!無人機小兵立大功,助產業翻轉應用場景、加速智慧城鄉腳步

隨著科技進步,在推動智慧城鄉的道路上,已發展出應用無人機來縮短城鄉差距、加速產業應用佈局,同時提升民眾的生活品質。
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photo credit:經濟部工業局
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談起無人機會令你想到什麼?對多數消費者而言,第一時間聯想到的或許是結合影音、娛樂的應用場景,藉由飛行優勢捕捉各種畫面、創造更有趣的觀賞體驗,但其實無人機早已升級,在許多我們意想不到的場域裡發揮它的技術,改善我們當前的生活品質。

根據 DRONEII.Com 的報告指出,全球無人機市場將從 2018 年 140 億美元、一舉躍升到 2024 年 430 億美元,其中能發揮無人機應用的場景除了熟悉的娛樂、拍攝外,勘/救災、預警系統、資料蒐集與分析與環境監測等,亦是無人機可著力之處。

看準無人機所具備的這些優勢,讓經濟部工業局在「普及智慧城鄉生活應用計畫」中,善用無人機的價值,讓它得以跳脫娛樂拍攝場景,以物流、巡檢等角色走入偏鄉,為在地民眾以科技力注入創新活水。

看無人機如何從物流到巡檢,翻轉智慧城鄉

「智慧城鄉的目的就是要透過科技力,讓偏鄉地區的民眾也能同步享受等同於都會區的資源與生活品質。」作為國內長期投入研發無人機的中光電智能機器人王仲平協理觀察,這也是為什麼中光電加入「普及智慧城鄉生活應用計畫」後,選擇以物流、巡檢等場景作為起手式,希望藉由技術的輔助讓偏鄉地區的生活體驗可以再升級。

攤開 Google 地圖,從新竹火車站前往尖石鄉的路程接近 3 小時,途中更是九彎十八拐,也常因天災造成道路坍方,切斷輸送物資的主要管道。「但這趟路對無人機而言僅需 10 分鐘」在天氣許可下,無人機能垂直飛行加速物資運送,讓偏鄉在資源需求上邁進了一大步。當然,王仲平也解釋,這樣的場景是需要串接地方政府、物流業者乃至於零售業者都缺一不可,中光電發揮在無人機的技術與專業,攜手夥伴們才能讓智慧城鄉的發展被實現。

而這項技術也已輸出海外、與日本樂天合作。王仲平透露,目前已在白馬山進行試飛,在高低落差近 1600 公尺、往返距離約 10 公里的地區,以無人機方式將貨物運送至目的地。讓過去需要耗費車程、人力約 7 小時的路途,如今只需要 10 分鐘就能解決,不只能運送物資上山、也同時能將山上的垃圾運下來,藉由無人機創造雙向價值、提升偏鄉的生活體驗。

除了物流場域,巡檢應用也同樣能發揮無人機效益。王仲平表示,電塔維護關係著偏鄉居民的生活及維修人員的生命財產安全,過去動輒爬上高處修繕或需要跨域的奔波,不僅耗時耗力、也可能有人為無法判斷的疏漏發生。如今在無人機的輔助下,不僅大範圍的檢測不成問題,因不受空間影響、更能 360 度的徹底檢查,即便在環境惡劣的山區也難不倒它。

photo credit:經濟部工業局

用「眼睛」跟「大腦」,讓無人機更智慧地徜徉在場域中

無人機之所以能實現如此多應用場景、強化偏鄉地區生活品質與智慧水準,全仰賴技術上的突破,「你就想像現在的無人機其實是台會飛行的掃地機器人,」王仲平生動地解釋。傳統無人機因缺乏人工智慧的導入,讓任務執行依舊需要耗費大量人力監控,也可能因人為操作而發生意外,而這也是為什麼中光電在研發無人機的第一天起,就希望能賦予智慧設計,讓無人機能具有思考與判斷能力。

首先,要能被稱作為智能機器人就需要配置影像辨識系統,王仲平表示這讓無人機如同人眼一般,能捕捉外界影像,讓它在執行任務時能採集需要的資訊,同時透過 SLAM 避障技術,協助無人機判別外界的障礙物,無論在運輸或是巡檢的過程中,更加順利。

此外,智能機器人也需要具備良好的運算平台、就像是大腦一樣,能將捕捉到的影像進行分析、並且建立模型,以利未來在同一條路徑上的飛行時,可以更加熟悉、也讓這台無人機得以減少對人為操作的依賴,加速對偏鄉服務的提供效率。

偏鄉需求大,無人機應用潛力無窮

「其實物流體系的成本有 75% 都是耗費在最後一哩路。」王仲平說,若能借重無人機的技術突破瓶頸,相信在偏鄉的民眾生活品質將會有大幅度邁進,同時為加快腳步,他認為每個物流節點都需要擁抱數位工具、面臨數位轉型,才能攜手翻轉當前的應用場景。

展望未來、王仲平更是滿心期待,他相信還有很多場域正等著無人機發揮技術突破現有框架,「你能想像如果我們有空中計程車的時候嗎?那將會是航空界的革命性發展,也將為偏鄉居民的醫療帶來全新的體驗。」短程的載人運送服務將可能為偏鄉居民、甚至是因登山發生意外的狀況,有了更即時與效率的幫助。藉著這次的計畫,王仲平相信在攜手產官學一同合作打造可落地的應用,就能讓更多人看見無人機的價值、也才能加速偏鄉擁抱智慧科技。

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