AI浪潮下 半導體產業內呈現非對稱的發展
科技產業資訊室(iKnow) - 劉佩真 發表於 2026年2月10日
圖、AI浪潮下 半導體產業內呈現非對稱的發展
近年來AI所帶動的半導體成長，與過去PC及智慧型手機時代的週期性成長截然不同，它更像是一場工業革命等級的爆發。儘管傳統IC產品如手機、PC和物聯網等領域仍處於消化期，但與AI相關的市場需求卻呈現爆炸性成長，形成非對稱發展的獨特現象。起初半導體業界曾擔憂這種需求缺乏持續性，但隨著國際客戶的AI業務呈現爆發性的成長，加上各國不斷加速主權AI的建構、邊緣運算的滲透率，甚或是受益於AI對於公司核心業務的推動，北美四大雲廠商Google、Microsoft、Meta、Amazon 2026年仍舊持續加大資本支出，等同加大AI基礎設施的投資力道，推動AI算力硬體基礎設施需求續旺，實際的行動也讓市場原先的疑慮逐漸退散，顯然AI在業績和資本支出之間形成正向循環，也將將持續推動半導體產業內特定族群的高度成長態勢。
先進製程主導的「金字塔倒三角」結構在AI時代逐步發酵，反觀成熟製程則將面臨供過於求、需轉型求提升附加價值的窘境，等同成熟製程被排除在AI這波爆發性成長之外，難以分享市場主要紅利
在AI時代，半導體製程的市場佔比結構正在發生反轉，從傳統的「正金字塔」演變為「倒三角」，也就是過去成熟製程因應用廣泛而佔據主導地位，尖端製程則使用者甚少。然而隨著AI市場的蓬勃發展，甚至對於算力出現倍速成長的趨勢，使得市場現在對於先進製程的需求已超過成熟製程，其係因先進製程不僅能提升運算能力，更是降低能耗的關鍵；例如2奈米製程相較於3奈米可節省30%的功耗，這對於數據中心而言，能有效減少電力、散熱和空間佔用等綜合成本，進而顯著降低整體運算投資。也就是在AI時代，半導體產業的核心趨勢是追求極致的運算能力與能源效率，這使得先進製程成為市場焦點，而過去曾是產業主力的成熟製程，則面臨著前所未有的挑戰與窘境。
事實上，成熟製程(通常指28奈米以上)最大的困境在於，它無法滿足AI晶片對高效能運算的需求，主要是AI模型訓練與推論需要龐大的平行運算能力，此僅有透過先進製程才能實現。例如一片採用3奈米製程的AI晶片，其效能和功耗效率遠優於同樣採用成熟製程的晶片，此局面導致AI相關的晶片訂單幾乎全數流向台積電等少數擁有先進製程技術的晶圓代工廠。
甚至過去幾年各國為實現半導體供應鏈在地化，積極擴建成熟製程產能，導致市場供應過剩。而當AI浪潮興起，需求又主要集中在先進製程時，成熟製程的訂單量並未如預期般成長，反而面臨更激烈的價格競爭。例如許多消費性電子產品，如智慧型手機、個人電腦等，其需求增長趨緩，進一步壓縮成熟製程的訂單，造成成熟製程的晶圓代工廠面臨稼動率下滑、毛利率承受壓力的雙重困境。
在此情況下，二線晶圓代工業者也積極尋求轉型與利基市場的經營，例如汽車中的許多控制單元對製程要求不高，但需要極高的可靠性與耐用度，而成熟製程因其穩定性，仍是車用晶片的首選；或是大量的物聯網裝置，如感測器、微控制器等，對成本敏感且功能需求相對單純，成熟製程能提供具成本效益的解決方案；再者業控制晶片和電源管理晶片需要高度可靠性，且不追求極致運算效能，因此也是成熟製程的應用主力。不過上述利基市場的需求規模有限，難以彌補來自AI、HPC等高速成長領域的訂單流失，故成熟製程現階段所面臨的挑戰是，如何在AI時代的巨大陰影下，尋找並深耕高附加價值的利基市場，以維持自身的競爭力。
由AI所帶動的半導體產業大爆發，是一場堪比工業革命的產業變革，即使2023年~2025年產業已歷爆炸性成長，但下游市場需求與供應鏈產能之間的缺口仍在擴大，預計2026年半導體先進設備、材料、製造與封裝將是產業發展的核心
AI時代半導體製程的發展主要沿著三條路線前進，首先是傳統的密度提升路線，透過縮小晶體管尺寸，在單一晶圓上整合更多晶體管，以台積電來說，目前3奈米製程已量產三年，2奈米也在2025年下半年正式量產，未來製程將邁入比奈米小一個數量級的「埃米時代」，台積電首款將是A14製程，此皆是滿足AI所需的先進製程。其次是先進封裝技術，特別是2.5D與3D封裝，儘管台積電的CoWoS 2.5D封裝技術在初期因需求有限而發展緩慢，但2023年該技術市場需求突然爆發，甚至出現極度供不應求的局面，儘管台積電產能大幅提升，仍跟不上客戶需求，凸顯其重要性。再者則是系統級優化，此凸顯系統與製程協同優化的重要性，要求系統公司從設計初期就主動與半導體製造商協作，以實現整體效能的最大化，這也是目前產業發展的重要趨勢，反映AI時代下半導體產業參與者規模越來越龐大的原因。（1930字；圖1）
作者資訊：
劉佩真 台經院產經資料庫總監、APIAA院士
參考資料：
AI周觀察：AI模型集中發佈，OpenAI重回開源。國金證券，2025/8/10
電子行業研究：GPT5發佈，繼續看好AI算力硬體。國金證券，2025/8/10
電子行業點評：AI時代半導體的變與不變。愛建證券，2025/8/13
半導體行業月報：美國發佈《AI行動計畫》，海外雲廠商持續加大資本支出。中原證券，2025/8/14
電子行業週報：AI&半導體：市場持續旺盛，液冷趨勢加速。華金證券，2025/8/17
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