В этом пресс-релизе TrendForce публикует прогнозы на 2020 год по 10 ключевым направлениям в отрасли информационных и коммуникационных технологий.
Спрос со стороны производителей решений на основе технологий искусственного интеллекта (ИИ) и 5G, а также отрасли автомобилестроения, поможет в некоторой степени нивелировать проблемы на мировом рынке полупроводников.
Мировой рынок полупроводников в этом году резко снизил свои показатели из-за последствий торгового спора между США и Китаем. По-прежнему неясно, как изменится спрос в 2020 году, тем не менее, TrendForce ожидает, что рынок будет постепенно восстанавливаться на фоне роста спроса со стороны производителей решений на основе технологий искусственного интеллекта (ИИ) и 5G, а также отрасли автомобилестроения. Стратегии компаний по разработке микросхем в следующем году будут главным образом основываться на внедрении IP-ядер следующего поколения и расширении возможностей, связанных с индивидуализацией чипов и разработкой специализированных микросхем (ASIC). Компании-разработчики микросхем также ускорят внедрение технологий нового поколения, в том числе 7 нм EUV и 5 нм.
Что касается тенденций в области производства, в течение 2020 года технологии 7 нм будут получать все более широкое распространение. Кроме того, планы массового производства 5-нм чипов и НИОКР в области 3-нм технологий получат более четкие очертания. Новейшие технологии обеспечат большую долю в общем объеме производства в следующем году.
Кроме того, все большее внимание будет уделяться разработке и применению сложных полупроводниковых материалов, таких как SiC, GaN и GaAs. Эти материалы отличаются высокой устойчивостью к воздействию напряжения, высокой частотой переключения и низким сопротивлением. Поэтому они идеально подходят для силовых дискретных компонентов, радиокоммутационных микросхем и других продуктов, которые набирают обороты в цепочках поставок в области производства 5G-устройств и электромобилей.
Наконец, постоянное стремление к миниатюризации элементной базы и повышению вычислительной мощности стимулирует переход к SiP при разработке передовых технологий сборки микросхем. Архитектура SiP более эффективна с точки зрения удовлетворения требований ИИ, 5G и автомобильной промышленности, поскольку она обеспечивает большую гибкость и меньшие затраты по сравнению с архитектурой SoC.
Технологии DRAM будут продвигаться в направлении EUV и DDR5/LPDDR5; появится возможность размещения более 100 слоев в NAND Flash укладке.
Производство DRAM приближается к физическому пределу в соответствии с законом Мура, поскольку технологические процессы переходят в класс 10 нм (то есть 1X-нм, 1Y-нм и 1Z-нм). Дело не только в том, что дальнейшее уменьшение матриц больше не приводит к значительному увеличению объема поставок. Снижать затраты также становится все труднее. Поставщики DRAM сейчас работают над удвоением плотности чипов с 8 ГБ до 16 ГБ, используя технологии 1Y-нм и 1Z-нм. Это, в свою очередь, поможет постепенно увеличить проникновение на рынок модулей высокой плотности.
EUV-машины также смогут обеспечить поддержку технологий 1Z-нм и заменить существующие методы формирования двойной структуры. В 2020 году также произойдет смена поколений на рынке DRAM с появлением DDR5/LPDDR5. Несмотря на то, что модули DDR5/LPDDR5 будут находиться только в самом начале этапа первоначального внедрения и тестирования образцов, такие преимущества по сравнению с DDR4/LPDDR4, как меньшее энергопотребление и более высокая скорость передачи данных, сразу же заставят обратить на них внимание.
На рынке флеш-памяти NAND Flash поставщики будут пытаться преодолеть порог в 100 слоев при разработке технологии укладки в течение 2020 года. Они также будут работать над увеличением максимальной плотности на чип до 1 ТБ вместо нынешних 512 ГБ. Тенденция к увеличению количества слоев и плотности в основном объясняется растущим спросом, обусловленным непрерывным прогрессом в области 5G, ИИ и периферийных вычислений. Для поддержки этих новых технологий конечным устройствам и системам, включая смартфоны, серверы и оборудование для центров обработки данных, потребуются хранилища повышенной емкости.
В то же время физические размеры систем хранения данных должны уменьшаться и далее. Помимо эволюции самих чипов NAND Flash, спецификация интерфейса хранилищ данных для смартфонов будет обновлена с UFS 2.1 до UFS 3.X с целью обеспечения более высокой скорости передачи данных. Что касается систем хранения для серверов и центров обработки данных, в следующем году ожидается внедрение PCIe G4 в твердотельных накопителях корпоративного уровня. Как более продвинутая интерфейсная технология, PCIe G4 обеспечивает удвоенную скорость и производительность по сравнению с PCIe G3. Продукты UFS 3.X и PCIe G4, запуск которых планируется в следующем году, будут нацелены на верхний ценовой сегмент на соответствующих рынках.
Ассортимент коммерческих 5G-решений расширяется, и будет появляться все больше устройств, соответствующих этому стандарту.
В течение всего 2020 года в центре внимания в глобальном телекоммуникационном секторе по-прежнему будут технологии 5G. Крупные производители коммуникационных чипов, включая Qualcomm, HiSilicon, Samsung и MediaTek, и поставщики телекоммуникационного оборудования, такие как Huawei, Ericsson и Nokia, будут внедрять различные решения, конкурируя за долю на рынке 5G. При разработке сетевой архитектуры основное внимание будет уделяться технологиям Standalone (SA) 5G, в связи с чем ожидается рост спроса на оборудование с поддержкой технологии 5G New Radio (NR) и решения для базовых сетей.
Основной целью технологий SA является обеспечение соответствия беспроводной сети, базовой сети и архитектуры транспортной сети требованиям 5G по скорости восходящей линии связи, задержкам в сети и количеству соединений в рамках таких вариантов применения, как выделение сегментов сети и периферийные вычисления.
Кроме того, после запланированного завершения разработки стандарта R16 в первой половине 2020 года телекоммуникационные компании по всему миру начнут планировать развертывание инфраструктуры 5G. Наряду с развитием сетей 5G в густонаселенных городах будет расширяться спектр коммерчески доступных услуг с поддержкой 5G. Следовательно, в ближайшем будущем на рынке появится больше устройств 5G и базовых станций беспроводной связи.
Доля рынка смартфонов с поддержкой 5G превысит 15%, а на китайские бренды будет приходиться более половины общего объема продаж.
С точки зрения дизайна, производители смартфонов в 2020 году продолжат совершенствоваться в разработке устройств с максимальной полезной площадью экрана. Если смартфон фактически будет состоять из одного экрана, это в свою очередь также приведет к более широкому внедрению встроенных в дисплей датчиков отпечатков пальцев, увеличению угла изгиба экрана по краям, и дальнейшему прогрессу в разработке встроенных в дисплей камер. Также производители смартфонов будут улучшать такие технические характеристики оборудования, как встроенная память, передняя и задняя камеры. Что касается памяти, в следующем году будет продолжать расти плотность компонентов DRAM и NAND Flash. Кроме того, производители смартфонов улучшат разрешение камер и представят более сложные конфигурации из нескольких камер на задней панели.
Также производители смартфонов все более активно работают над моделями с поддержкой 5G. Кроме того, правительство Китая продолжает настойчиво добиваться коммерциализации сетей 5G и связанных с ними сервисов. Поэтому в 2020 году спрос на смартфоны с 5G будет расти. В настоящее время TrendForce прогнозирует, что доля производимых моделей с поддержкой 5G вырастет с менее чем 1% в 2019 году до более чем 15% в 2020. Кроме того, TrendForce ожидает, что в 2020 году на устройства под китайскими брендами будет приходиться более 50% от общего объема производства 5G-смартфонов. С другой стороны, востребованность смартфонов с 5G среди потребителей будет по-прежнему зависеть от нескольких фундаментальных факторов, включая скорость развертывания инфраструктуры 5G по всему миру, тарифные планы на услуги передачи данных, предлагаемые телекоммуникационными компаниями, и цены на сами устройства.
Увеличивается спрос на панели с высокой скоростью обновления для мобильного телефона, и планшеты становятся новым полем битвы между мини-светодиодами (Mini LED) и органическими светодиодами
Что касается панелей для мобильных телефонов, то до сих пор спецификации OLED или ЖК-панелей были в состоянии удовлетворить нужды всех потребителей, но развертывание технологии 5G с ее высокой скоростью передачи и низкими задержками позволяет улучшать динамические характеристики мобильного контента и разрабатывать приложения для мобильных телефонов в рамках других направлений, включая технологии дополненной реальности, тем самым повышая спрос на панели с частотой обновления 90 Гц или даже 120 Гц.
С точки зрения популяризации киберспорта, в дополнение к существующим панелям с высокой частотой обновления, технологии производства формируют условия для создания продуктов более высокого класса, которые повышают контрастность благодаря подсветке Mini LED. После многолетнего применения ЖК-дисплеев на рынке также было объявлено, что модель iPad 2020-го года может быть представлена одновременно подсветкой Mini LED и OLED, в результате чего планшеты станут еще одной областью конкуренции между этими технологиями.
Технология Micro LED откроет новые возможности в области производства дисплеев, где предложение превышает спрос.
Если затронуть тему прогресса в области разработки самоизлучающих дисплеев Micro LED, все больше и больше производителей панелей применяют Micro LED со стеклянной задней панелью, но из-за проблем с текучестью в настоящее время максимальный размер дисплея составляет составляет только 12 дюймов. Увеличить размер дисплея можно путем сращивания стекол. Хотя стоимость дисплеев Micro LED будет все еще высока в краткосрочной перспективе, благодаря технологии массового переноса можно будет создавать комбинации с различными основными панелями для получения прозрачных, проецируемых, изогнутых, гибких и других видов дисплеев, что откроет новые возможности в этой индустрии, где предложение превышает спрос. Например, технология Micro LED может быть оптимальным решением для производства складных дисплеев, поскольку структура материала обладает высокой прочностью и не требует большого количества защитных слоев или поляризации.
Все более широкое внедрение 3D-модулей на основе технологии измерения расстояния между датчиком и объектом (Time-of-Flight, ToF) будет способствовать развитию технологий дополненной реальности (AR).
Преимущества технологии Time of Flight (ToF) перед технологией Structured Light в области мобильного 3D-сканирования включают более низкий технологический барьер для разработки и большее количество поставщиков решений. Следовательно, ожидается, что производители фирменных смартфонов станут уделять все более пристальное внимание модулям ToF при разработке устройств с несколькими камерами на тыльной стороне. В 2020 году рост числа приложений для мобильного 3D-сканирования не будет значительным, тем не менее, все больше производителей смартфонов будут предлагать решения с модулями ToF.
Следовательно, модули ToF и модули 3D-сканирования в целом получат более широкое распространенение на рынке смартфонов в будущем. Поскольку производители смартфонов, включая iPhone, начинают использовать встроенные модули ToF, они могут расширять возможности дополненной реальности (AR) с помощью точного трехмерного анализа глубины. Таким образом, достижения в области мобильного 3D-сканирования стимулируют потребительский спрос на AR-приложения. Это, в свою очередь, побуждает все больше разработчиков программного обеспечения создавать AR-приложения, в результате чего растет спрос на такие технологии.
Возможности и алгоритмы «очувствления» являются ключом к увеличению ценности предлагаемых решений в области Интернета вещей (loT)
Инновационные решения для различных уровней Интернета вещей (IoT) уже перешли к этапу тестирования и коммерциализации в этом году благодаря развитию соответствующих технологий и созданию необходимой инфраструктуры. Как следствие, рынок IoT в целом также начинает обеспечивать отдачу от инвестиций. В 2020 году IoT будет глубже проникать на различные вертикальные рынки, что позволит ему преобразовать сельское хозяйство и здравоохранение так же, как уже были преобразованы промышленное производство и сфера розничной торговли.
Это означает, что технологии, связанные с IoT, будут продолжать трансформировать целые отрасли, способствуя оптимизации процессов и созданию услуг с добавленной стоимостью. Что касается технологий «очувствления» для IoT, предпринимаются определенные усилия по расширению возможностей сенсоров, которые позволят интеллектуальным устройствам и системам иметь более широкий диапазон реакций на изменения в физической среде.
Кроме того, все новые и новые прорывы в сфере разработки алгоритмов ИИ обеспечивают возможность более глубокого машинного обучения с применением огромных объемов данных, генерируемых различными подключенными устройствами. Ожидается, что растущий спрос на средства обработки и анализа данных в ближайшем будущем подстегнет интеграцию алгоритмов ИИ и периферийных вычислений в конечные устройства. Это, в свою очередь, создаст новые возможности для обновления оборудования и программного обеспечения на рынке IoT.
Конкуренция в области коммерциализации беспилотных автомобилей усиливается, и компании будут стремиться опробовать новые бизнес-модели.
Можно выделить три основные области коммерциализации беспилотных автомобилей в 2020 году: коммерческие транспортные средства, конкретные маршруты и варианты применения в конкретных регионах. Большинство производителей стремятся разработать автономные транспортные средства, которые соответствуют уровню SAE 4.
В 2020 году мы станем свидетелями увеличения количества беспилотных автомобилей, а также расширения вариантов их коммерческого использования. Одной из движущих сил станут различные платформы, такие как NVIDIA Drive, которая является платформой для разработки беспилотных автомобилей с ИИ. Baidu Apollo — еще одна открытая платформа, предоставляющая решения для различных сценариев применения беспилотных транспортных средств, которая помогает производителям и разработчикам автомобилей на всех уровнях ускорить внедрение подобных технологий в свои продукты.
Тем не менее, стоимость разработки технологий для беспилотных автомобилей остается высокой. Производителям и разработчикам автомобилей необходимо глубже изучать возможности технологий автономного управления, чтобы обеспечить рентабельность, оптимизировать затраты и решить поставленные задачи. Поэтому поиск бизнес-модели, способной реализовать этот потенциал, является одной из целей на 2020 год.
Соотношение цены и производительности для солнечных модулей как стандартизированных конечных продуктов уходит в историю
Технологии преобразования солнечной энергии постоянно развиваются. Стандартные модули, произведенные в 2018 году и ранее, состоят из 60 или 72 ячеек. Размер ячеек также стандартный.
В 2019 году компоновка ячеек изменилась. Благодаря развитию микротехнологий стали появляться различные нестандартные модули, включая ячеистые модули, модули с покрытием, черепичные модули, многоузловые ячейки, модули типа «стекло-стекло» и бифациальные ячейки. Несколько технологий были объединены в рамках различных вариантов применения, в результате чего выходная мощность модулей — конечных устройств для преобразования солнечной энергии — увеличилась на 1-2 шага мощности (шаг мощности = 5 Вт).
Однако конкурентоспособность солнечных модулей зависит в основном от полной приведенной стоимости электроэнергии (LCOE). Чтобы увеличить выработку электроэнергии и обеспечить надежность и долговечность изделия, необходимо снизить LCOE. А чтобы снизить LCOE, необходимо увеличить эффективность ячеек и выходную мощность модуля. Но производители больше не решают вопросы ценообразования продукта на рынке. Рыночный спрос и принятие предложенных решений покупателями являются теми факторами, которые теперь определяют правила.