【TEJ知識集】庫存去化東風起？！高速傳輸IC設計產業走過庫存高峰醞釀嶄新商機？
近年碰上景氣反轉，晶片主要應用於消費性電子產品之高速傳輸IC設計業者營運不免受到衝擊，營收與獲利皆呈現衰退走勢，經歷了兩年的庫存調整期，2023年下半年廠商庫存多已回復至較為健康的水位，並且隨通膨陸續降溫、AI需求的激增，終端需求有望逐步回溫。本文將帶您認識高速傳輸IC設計業，以及展望IC產業最新趨勢。
本文關鍵字：AI、IC設計、半導體產業、產業分析
重點概要
📍什麼是高速傳輸IC設計產業？
📍IC設計產業的特性
📍高速傳輸IC設計主要產品有哪些？
📍高速傳輸IC設計產業市場規模大嗎？
📍高速傳輸IC設計的台廠有哪些？
📍高速傳輸IC設計產業近況分析
前言
隨著科技發展，電腦所需處理的資料量也越來越龐大，過往電腦的傳輸速度顯然無法滿足下一代高速運算的需求。因此當更快速的傳輸介面規格一推出，高速傳輸IC設計業者也必須加大投入資金開發相關產品。然而近年碰上景氣反轉，晶片主要應用於消費性電子產品之高速傳輸IC設計業者營運不免受到衝擊，營收與獲利皆呈現衰退走勢，經歷了兩年的庫存調整期，2023年下半年廠商庫存多已回復至較為健康的水位，並且隨通膨陸續降溫、AI需求的激增，終端需求有望逐步回溫。本文將帶您認識高速傳輸IC設計業，以及展望IC產業最新趨勢。
什麼是高速傳輸IC設計產業？
在認識高速傳輸IC設計之前，必須先了解ASIC（Application-Specific Integrated Circuit,特定應用積體電路）。ASIC是能針對不同的產品需求生產完全訂製的特規積體電路，像ASIC晶片常用於車用輔助系統、音頻處理、武器系統、通信傳輸等等各個大相徑庭的專用領域。而高速傳輸IC設計即為一種ASIC的IC design，作為CPU、GPU及記憶體溝通的橋樑。由於資訊大爆炸及AI的出現，需要傳輸的資料量越來越龐大，因此在高速傳輸IC的規格提升上就有著顯著要求，並且迭代的速度有加劇的趨勢
IC設計產業的特性
特性一、輕資產特性
因為高速傳輸IC設計業者與其他IC設計廠商一樣，在設計好電路圖後，會交給中下游的晶圓代工廠與封測廠去做製造與封裝測試，IC設計業者本身不涉及生產流程，也不會建造廠房，所以投入的資本支出及所擁有的固定資產較少。因所需投入之資本支出較低，相對而言留存於手中的現金比例會較高，通常也較不會有流動性問題。以近期的數據來看，其他廠商固定資產佔總資產的比例普遍大於30%，部分甚至高達50%以上，現金佔總資產的比例僅約20%左右；而高速傳輸IC設計業者固定資產佔總資產的比率普遍低於10%，通常為辦公室與電腦設備等，現金佔資產的比例則高達40%。
特性二、研發費用佔比高
如上所述，因為這不是一個靠資本賺錢，而是屬於靠頭腦及技術賺錢的產業，因此研發費用投入佔比很高。以高速傳輸IC設計業者來說，因為近幾年剛好碰到規格轉換期，投入研發比重又更高，業者普遍研發費用大概佔營收的20–30%左右，整體IC設計業者之研發投入約佔營收的10–20%之間，其餘廠商更是普遍僅佔營收之10%以下。
高速傳輸IC設計主要產品有哪些？
日後AI的應用將會擴大普及，計算的端點也會從雲端移至分散式實體端點，稱為邊緣運算(Edge computing)，對高速傳輸IC，將伴隨需要更大量的資料傳輸。原先的傳輸速度已越來越不符合需求，當CPU及GPU的處理速度已越來越快，記憶體已發展至DDR5，網速已升級至5G。但資料在這些電子元件間的傳輸速度明顯不夠快，在電腦與外部設備間的傳輸速度也遭遇一樣的問題。有鑑於此，USB-IF協會及PCI-SIG組織皆已於2019年推出「USB 4.0」與「PCIe 5.0」標準，高速傳輸IC設計業者即是負責設計與銷售相關晶片的廠商，接下來將針對這兩種高速傳輸介面標準作簡單介紹。
1.Universal Serial Bus(USB)
為最常見的傳輸介面標準，主要用於電腦等設備與外部設備之間的連接，速度較PCIe慢，但具有可插拔之特性，且可兼容不同的設備，泛用性較高。而USB依據應用地方不同，主要可分為三種不同類型:
- 主控端（Host）主要為裝設於電腦或主機內部之晶片，而因為現今筆電強調輕薄短小的特性，可裝設的連接孔較少；
- 集線器（Hub）即是從主機與筆電中拉出，主要用於擴充USB接點及連接主機與周邊設備；
- 設備端（Device）則為裝設於隨身碟及滑鼠等周邊設備裡面之控制晶片。
USB-IF協會於2022年11月發布USB 4.0 v2標準，然因規格發表至廠商研
2.Peripheral Component Interconnect Express （PCIe）
主要用於電腦、主機系統內部組成之間的連接與傳輸（如連接CPU、記憶體與其他設備），速度最快，但因設於主機系統內部，不可隨意插拔。PCI-SIG組織於2022年1月發表了PCIe 6.0規格，但與USB相同，目前廠商開發仍以PCIe 5.0產品為主。
3.Repeater(中繼器)：
因在進行高速訊號傳輸時，會產生訊號衰減的情形，造成訊號完整性與訊號品質下降，而隨著訊號越傳越遠，傳輸速度也會越來越慢，所以會在其中加入中繼器（Repeater）以作調整，讓訊號不要衰減的那麼嚴重。Repeater又可分為Retimer與Redriver兩種。 Redriver可以增加訊號的穩定性，成本比較低，所以主要運用於一般電子用品與主機板等較短距離的傳輸；Retimer除了可以增強訊號，也會對信號進行均衡與修復，因為成本比較高，主要用於長距離或資料中心等對訊號完整性要求較高的地方。
高速傳輸IC設計產業市場規模大嗎？
全球市場規模
根據Skyquest調查顯示，2022年全球傳輸介面IC市場已達美金98.71億元，預計2030年將可達美金170.41億元以上，平均年複合成長率為7.76%，但綜觀全球市場，傳輸介面IC產業整體仍由歐美IC設計公司與IDM廠把持，如美國的Broadcom（博通）、On semi（安森美）、Texas Instruments（德州儀器）及歐洲的NXP（恩智浦半導體）等。除了先進者優勢外，這些廠商規模大，產品線亦廣，可與其他種類晶片一起銷售，並提供較優惠的價格與較完整的產品服務，故台灣廠商僅佔整體市場規模不到10%。
台灣廠商營運模式
以營運模式來說，台灣高速傳輸IC設計業者主要有分三種營運模式：
1.做南橋晶片組的廠商，會將晶片出給CPU廠，以這個模式經營的廠商只有祥碩一家。
2.做USB Host端與Repeater的廠商，會通過IC通路商出給主機板廠或代工廠，例如譜瑞。
3.USB Hub及Device廠商則是主要出給像隨身碟這些周邊配件的廠商，這些廠商獲利較為不穩，在現今景氣不好時期，亦多呈現虧損趨勢。
一開始晶片組有分成南北橋，CPU及記憶體之間是透過北橋晶片所連接，但後來北橋的功能已經整合進CPU裡，晶片組只剩下南橋的部分，原先大部分晶片組還是由CPU廠自己製作，然而近幾年，AMD為了要專心與Intel競爭CPU部分的市場，並且也投入資源於研發AI相關之處理器，轉而將旗下中低階晶片組委託給祥碩設計，所以祥碩的晶片組才會直接出給AMD，AMD再一起出給主機板廠商，而因為有這一部份的收入來源，祥碩的整體營運表現相較其餘同業更加穩定。
而在前面產品介紹時有提到，USB Host端晶片與Repeater主要裝設於電腦或主機內部，USB Hub主要用以擴充連接孔，USB Device則是裝於隨身碟這些周邊配件的控制晶片，所以前兩者產品主要出給主板廠，後兩者產品則主要出給周邊配件廠。而前者之廠商，因晶片裝於主機板上，且會透過南橋晶片組與CPU相連，容易有相容性問題且有相關認證問題，故與客戶關係較為密切，多有穩定之供應客戶；而後者廠商產品同質性較高，較無差異化，如產品無特色多淪為削價競爭，故一般而言前者的營運表現會相較後者穩定。而若有跨多項產品類別的廠商，因為較不易受單一產品競爭影響，營運波動又會相較僅做單一產品類別的廠商穩定。
高速傳輸IC設計的台廠有哪些？
台灣目前有主要有九家公司跨足高速傳輸IC設計的領域，下表統整出各廠商的主力產品：
高速傳輸IC設計產業近況分析
終端需求回升
因高速傳輸IC廣泛運用於筆電及桌電等消費性電子產品中，終端產品需求會嚴重影響上游IC設計業者營運表現。根據Gartner研調機構資料顯示2023年第四季度才終於終結出貨量連8降的窘境，考量整體庫存水位加上微軟windows 8已於2023年9月正式停止更新，windows 10亦將於2025年結束更新，或有望帶動部分消費者於2024年更換筆電與電腦之趨勢，帶動產品出貨走揚。
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庫存調整按部就班
於疫情初爆發的2020年，因缺工及缺料等問題浮現，又遇上塞港等因素致運輸受阻，晶圓代工廠產能漸轉吃緊，而後疫情漸趨嚴重，宅經濟效應爆發，筆電等終端消費性電子產品需求報量上升，上游IC設計業者面臨訂單滿載卻無貨可出的窘境。因此大家紛紛加大投片量，甚至為保產能向晶圓代工廠者簽下產能供應長約，至2021年，庫存水位與售貨天數逐漸攀升。進入2022年疫情逐漸趨緩，但通膨與戰爭等總體經濟不利因素持續發酵，終端需求續衰導致去庫存進度緩慢，加上先前簽下之產能供應長約，除需支付預付款項或保證金外，亦有約定需達一定之投片量，致2022年庫存水位與售貨天數居高不下。進入2023年下半年，隨終端產品廠商庫存逐漸去化，加上高速傳輸IC設計業者進行庫存控管，存貨水位已自2022年底之100億元回落至2023年9月的75億元，售貨天數亦自179天減少至156天，而隨庫存控管，積壓於存貨之資金亦隨之釋放，業者普遍營運現金流亦轉流入，推測業者資金周轉壓力漸緩解。
營收與獲利谷底醞釀反彈
儘管在2020及2021年受惠於疫情造成的宅經濟紅利，讓整體產業規模呈現成長，但隨之而來的解封及前期因過度訂貨造成的「長鞭效應」逐漸浮出，讓整體營收自2021年見高以後持續下挫，這是去庫存的必經之路；但毛利率表現相對穩定都能維持約莫5成的水準，而盈利率在2023年下半年也開始有築底回升之勢。隨終端需求逐漸回溫，營運表現可望逐步回穩，加上USB4.0與PCIe5.0相關產品都將於2024年逐漸放量，以今年整體產業基期較低之情況，2024年應可出現緩步回升之趨勢，而規格轉換效益能貢獻多少獲利表現，仍需視景氣復甦程度狀況而定。若景氣無法全面回溫，消費者恐較無意願更換新產品，對業者營運貢獻幅度將會不那麼顯著。
競爭白熱化，強者為王
USB Hub端與Device端廠商本身即由於產品差異化小，產業競爭愈趨激烈，然近年來由於美國頻繁針對中國半導體產業進行打壓，中國則希望可以完善自己整條半導體的供應鏈，達成半導體自給自足的目標，以擺脫美國的牽制。因此對半導體產業的補助不斷，相關業者家數也愈來愈多。
而美國對中國的半導體禁令，主要佈局先進製程部分，而在IC設計方面，則主要管制高運算力的晶片，例如與AI運算相關的晶片，而高速傳輸相關晶片不在美國的管制範圍內，再加上中國廠商原先就很擅長壓低成本並採取低價競爭的策略，如果中國政府將本來要投入高運算晶片的資金，轉而挹注其他產品類別，那對於產品差異化不大，相對競爭力較小的USB Hub端與Device端廠商來說，受到來自中國低價產品競爭的威脅會增加，雖近一年由於市場需求低迷，一些過去為索取補助而創立的中國IC設計業者陸續傳出倒閉消息，這也使不少現存中國IC設計業者策略轉趨保守，不再追求最先進的製程，而是選擇在既有產品線裡選取最能打開市場的策略，這亦可能增加高速傳輸IC設計產業之競爭，台灣業者如沒有規畫特別具有差異化之產品的話，未來處境恐怕會更加艱困。
結語
展望2024年，雖總體經濟不利因素仍在，終端需求亦尚未全面回溫，但因美國CPI年增率回落幅度顯示通膨壓力緩解情況下，美國聯準會（Fed）與各國央行多維持「不升息」動作，且經過近兩年的景氣低迷與庫存消化，消費市場應有望於2024年逐步回溫。加上因為2023年整體處於營運低谷，在低基期效應下， 加上windows舊系統停止更新與傳輸規格轉換等因素影響，雖難像疫情期間一樣再創營運高峰，但推測高速傳輸IC設計業者應仍能於2024年上半年穩步成長，並於2024年下半年產業旺季有望迎來較高的成長幅度。
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