半导体长期需求大增 测试设备推陈出新
正值全球半导体市场短缺之际，却也正是半导体产业的全新机会点。 随着新应用持续出现，预料半导体的市场需求也将居高不下。 全球测试大厂也持续针对半导体测试，推出了相应的解决方案...
半导体产业是驱动全世界数十亿装置的幕后功臣，随着半导体设计日趋复杂、市场压力倍增，为了精进制造与测试能力，使产品符合先进运算效能要求与电容标准、促进技术突破，具备优良技术的半导体测试工程师势必扮演更重要的角色。
半导体市场持续成长
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根据SEMI所做的全球展望报告指出，8吋晶圆厂产能可望大增 21%，以缓解半导体市场的供需失衡情况。SEMI全球行销长暨台湾区总裁曹世纶指出，晶圆制造商未来5年将增加25条新的8吋晶圆生产缐，以满足各式仰赖半导体元件之相关应用，例如类比、电源管理和显示驱动IC、功率元件MOSFET、微控制器和感测器等，5G、汽车和物联网持续成长之应用需求。
而SEMI在其全球晶圆厂预测报告（World Fab Forecast）中也指出，全球晶圆厂设备支出在2022 年将会创下新高，出现 连三年大幅成长。在2022年，全球前端晶圆厂设备支出总额将较2021年成长10％，突破980亿美元，再次出现连续三年的成长。
晶圆厂设备支出于2020年及2021年分別成长17％和39％后，涨势未歇，在2022年持续上扬。半导体业界上次出现连续三年晶圆厂设备投资增长为2016年到2018年，在那之前，则是将近20多年不见此至少连三年的涨势，要回溯到1990年代中期。
曹世纶说，为了满足人工智慧、智慧机器和量子运算等广泛新兴技术的长期需求，晶片厂不断扩大产能，产能扩张幅度更是超越疫情期间远距工作和学习、远距医疗以及其他应用相关电子产品的强劲需求，也因此造就半导体设备支出在过去七年中有六年经歷前所未见的成长。
汽车市场将成最大需求方
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在各种不同应用领域的半导体发展上，可以发现近年来全球对抗气候变迁，加速刺激了电动车与节能资料中心的发展，进而带动功率半导体的需求，以达到有效率地为这些高功率用途及其他应用供电的目标。制造商正加快脚步研发具备高功率特性的第三代半导体，包括碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等宽能隙功率元件（WBG），同时也逐渐将功率半导体整合进其他元件，预期功率元件市场未来将大幅成长。
一般来说，电源模组具有易于设计、高能量密度和可靠性等优异特性，因而被广泛用于电动车（EV）、太阳能逆变器、火车、家用电器和飞机等各式应用。现今设计工程师普遍使用以宽能隙元件制成的电源模组，以充分发挥其可快速切换操作的优点，进而缩小电源模组的尺寸并提高效率。然而，WBG电源模组同时也带来新的测试挑战，因此业者需要透过新的解决方案，来正确评估这些元件的特性，以避免设计出不合格的原型，并缩短设计週期。
而根据Gartner调查也指出，至2026年车用半导体年复合成长率将高达16.5％，包括电力控制、环境感知、车内外联网、座舱影音、整合中控等需求，将大幅增加未来汽车配置的功率半导体、感测元件、联网元件、资通讯元件、AI运算晶片之数量，这些都有助于驱动半导体产业成长，包括电动车、自驾车、以及先进驾驶辅助系统（ADAS）等产品，车内包含的电子零件产值，预期将会在2030年增加50％。
另外，预料在未来五年内，汽车市场将一跃成为半导体元件的最大需求方，超越目前两大主力领域的5G通讯与高效能运算。许多分析师都预估，汽车领域将创造20～25％的年成长率，并可望在2026年达到1,000亿美元的市场规模。其中有一个不可忽视的关键贡献，来自于日渐扩大的NVMe BGA SSD元件需求，这种SSD元件正是先进辅助驾驶系统不可或缺的重要元件。为了加速研发并有经济效益地量产这些关键的NAND Flash SSD半导体元件，全世界的记忆体厂也正加紧脚步寻找可靠、又符合成本效益的测试解决方案。
测试需求方兴未艾
全球测试大厂也都针对了半导体测试推出了相应的解决方案。根据益莱储调查资料显示，以GaN、SiC为代表的第三代宽能隙半导体材料，将成为未来智慧能源及5G通讯的标配。GaN通常用在低电压、小功率，比如小家电、尤其在快充领域，有广泛应用。至于SiC通常用在高电压、大功率，比如新能源汽车驱动、5G基地台电源、新能源及国家电网等。对此，太克科技提供了完整第三代半导体元件静态参数及动态参数测试方案。例如使用4200A-SCS参数分析仪，可以加快各类材料、半导体元件和先进制程的开发、程式控制、可靠性分析和故障分析等。
另外针对车联网，R&S目前正与各国政府相关检测单位密切合作，从通信的接入层到智慧型运输系统（ITS）应用层，以及整车的环境测试、整车OTA测试等，都提供了解决方案和参考设计。此外，安立知则正为利用5G和其他通信方式快速扩张的汽车和物联网市场提供测试解决方案。NI近年来也在汽车领域表现强劲，在实现『零愿景』（包括：零事故、零排放、零损耗）的道路情境上，NI联合生态链加速发展，透过多起併购不断强化汽车电动化和ADAS领域的测试方案供应能力，并强化客户关系。
至于是德科技，则是在宽能隙半导体测试方面也拥有独特优势，协助客户正确评价元件，解决功率模组设计问题，并缩短开发週期。例如是德最新的双脉冲动态参数分析仪PD1550A，提供了测试整个功率模组的功能。因此，汽车OEM、供应商和功率模组开发人员就可以加速开发时间，并对功率模组的动态特性有更多的瞭解，进而提高汽车电源电路的安全性和可靠性。
结语
此刻，正值全球半导体市场短缺之际，却也正是半导体产业的全新机会点，这两年来，也为半导体产业带来意外的丰收期。众所皆知，半导体在现代生活中早已不可或缺，也是解决生活问题的重要关键，随着新应用持续出现，预料半导体的市场需求也将居高不下。而伴随半导体而起的测试设备与技术，也将会不断推陈出新，满足测试市场所需。