全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷去年周期性下滑后，2024年逐漸迎來復(fù)蘇。在近日于上海舉行的SEMICON China 2024國際半導(dǎo)體展上，專家表示，今年全球半導(dǎo)體銷售額將實現(xiàn)超過10%的正增長，預(yù)計到2030年有望突破萬億美元。在全球半導(dǎo)體市場邁向萬億美元的進(jìn)程中，人工智能（AI）及其驅(qū)動的新智能應(yīng)用將成為推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)前行的重要驅(qū)動力。


半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來復(fù)蘇

“2023年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了下行周期，產(chǎn)業(yè)下滑約11%。”國際半導(dǎo)體組織SEMI全球副總裁、中國區(qū)總裁居龍表示，半導(dǎo)體是典型的具有明顯周期性的產(chǎn)業(yè)，而技術(shù)迭代是推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎。SEMI預(yù)計今年半導(dǎo)體銷售額將增長約13%至16%，可能達(dá)到6000億美元，并且未來幾年將持續(xù)保持增長，預(yù)計到2030年前后有望實現(xiàn)1萬億美元里程碑。

產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)趨勢表明，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期性衰退已經(jīng)觸底，最終需求的改善和庫存正常化的結(jié)束將支持產(chǎn)業(yè)逐步復(fù)蘇。

SEMI首席分析師曾瑞榆預(yù)測，半導(dǎo)體銷售額預(yù)計將在2024年和2025年實現(xiàn)兩位數(shù)增長。其中，半導(dǎo)體設(shè)備和材料市場將在2024年出現(xiàn)改善，隨后在2025年強(qiáng)勁復(fù)蘇。另外，中國對成熟技術(shù)的投資將保持強(qiáng)勁，高帶寬內(nèi)存（HBM）、全環(huán)繞柵極（GAA）晶體管和先進(jìn)封裝正成為當(dāng)前業(yè)界的熱點。

咨詢公司國際商業(yè)策略首席執(zhí)行官Handel Jones同樣認(rèn)為，半導(dǎo)體市場在2023年下降了9.11%，但在2024年將增長11.49%，預(yù)計到2030年半導(dǎo)體市場將達(dá)到1.1萬億美元，半導(dǎo)體市場的長期前景非常樂觀。晶圓代工市場在2023年下降了12.18%，2024年將增長10.15%，從2025年開始，2納米及以下的晶圓代工市場將進(jìn)入高速增長期，到2030年將達(dá)到835億美元。

另據(jù)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）全球半導(dǎo)體與賦能科技研究集團(tuán)總裁Mario Morales預(yù)測，受內(nèi)存市場反彈和全行業(yè)庫存調(diào)整解決方案的推動，預(yù)計2024年半導(dǎo)體市場將增長20%達(dá)到6300億美元。2027年半導(dǎo)體總市場將達(dá)到8045億美元，高于此前預(yù)測的6.7%。隨著行業(yè)向人工智能、計算基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、高帶寬內(nèi)存和小芯片（Chiplet）的轉(zhuǎn)型，2029年半導(dǎo)體市場銷售額將接近1萬億美元。


AI成半導(dǎo)體“新款馬達(dá)”，帶動細(xì)分產(chǎn)業(yè)強(qiáng)烈需求

眾所周知，人工智能（AI）是由訓(xùn)練和推理建立起來的服務(wù)框架，AI的運(yùn)行需要大量的計算資源來訓(xùn)練模型和進(jìn)行推理，其中用到的高性能計算芯片包括GPU（圖形處理器）、ASIC（應(yīng)用專用集成電路）、人工智能專用芯片，還有相關(guān)的存儲設(shè)備等。隨著AI需求持續(xù)增長，高性能計算芯片水漲船高，并多次掛榜行業(yè)熱搜。

隨著AI應(yīng)用不斷普及，全球迎來AI熱潮，擴(kuò)大相關(guān)半導(dǎo)體需求，并牽動多個細(xì)分產(chǎn)業(yè)增長。業(yè)界稱，AI正在成為今年半導(dǎo)體業(yè)績的主要驅(qū)動力。


1）今年晶圓代工龍頭AI營收或首度突破百億美元

受惠全球云計算大廠加碼AI投資順勢帶動客戶瘋狂下單，晶圓代工龍頭臺積電成為全球AI熱潮的大贏家之一。據(jù)業(yè)界推測，臺積電今年美元營收有望達(dá)873.15億美元，以公司發(fā)布今年AI營收占比較去年翻倍、達(dá)約13%以上估算，2024年AI營收將首度突破百億美元、達(dá)114億美元至123億美元。

臺積電總裁魏哲家于4月的法說會上修AI訂單能見度與營收占比，其中，訂單能見度從原本預(yù)期的2027年拉長到2028年。并表示，看好服務(wù)器AI處理器今年貢獻(xiàn)營收將成長超過一倍，占公司2024年總營收十位數(shù)低段（low-teens）百分比，預(yù)期未來五年服務(wù)器AI處理器年復(fù)合成長率達(dá)50%，2028年將占臺積電營收超過20%。

2）CoWoS先進(jìn)封裝需求看增

AI芯片主要采用Cowos先進(jìn)封裝，目前CoWoS先進(jìn)封裝產(chǎn)能供應(yīng)是業(yè)界關(guān)心的重點。TrendForce集邦咨詢研究表示，NVIDIA Blackwell新平臺產(chǎn)品需求看增，預(yù)估帶動2024全年臺積電CoWoS總產(chǎn)能提升逾150%。

TrendForce集邦咨詢指出，由于NVIDIA的B系列包含GB200、B100、B200等將耗費(fèi)更多CoWoS產(chǎn)能，臺積電（TSMC）亦提升2024全年CoWoS產(chǎn)能需求，預(yù)估至年底每月產(chǎn)能將逼近40k，相較2023年總產(chǎn)能提升逾150%；2025年規(guī)劃總產(chǎn)能有機(jī)會幾近倍增，其中NVIDIA需求占比將逾半數(shù)。

而Amkor、Intel等目前主力技術(shù)尚為CoWoS-S，主攻NVIDIA H系列，短期內(nèi)技術(shù)較難突破，故近期擴(kuò)產(chǎn)計劃較為保守，除非未來能夠拿下更多NVIDIA以外的訂單，如云端服務(wù)業(yè)者（CSP）自研ASIC芯片，擴(kuò)產(chǎn)態(tài)度才可能轉(zhuǎn)為積極。


3）HBM成存儲大廠業(yè)績主力

從SK海力士近期公布的財報指出，HBM等適于AI的存儲器技術(shù)帶動公司業(yè)績開始全面回升。而美光方面，美光作為全球第三大DRAM內(nèi)存廠商，當(dāng)季由于量價齊揚(yáng)，出貨位元及平均銷售單價均季增4~6%，DDR5與HBM比重相對低，故營收成長幅度較為和緩，第四季營收達(dá)33.5億美元，季增8.9%。

從應(yīng)用領(lǐng)域上看，HBM主要應(yīng)用AI服務(wù)器出貨量呈現(xiàn)增長趨勢，TrendForce集邦咨詢預(yù)估2024年全球服務(wù)器整機(jī)出貨量約1,365.4萬臺，年增約2.05%。同時，市場仍聚焦部署AI服務(wù)器，AI服務(wù)器出貨占比約12.1%。整體而言，各家ODM 2024年出貨方面仍以AI服務(wù)器出貨較為強(qiáng)勁，主要受惠于北美云端數(shù)據(jù)中心業(yè)者訂單帶動，大多預(yù)期AI 服務(wù)器今年出貨成長率及占比均有望達(dá)雙位數(shù)。以出貨種類而言，今年將以搭載高端AI training芯片（如NVIDIA H系列或AMD的MI系列）的機(jī)種出貨量有機(jī)會翻倍成長。

目前NVIDIA現(xiàn)有主攻H100的存儲器解決方案為HBM3，SK海力士是最主要供應(yīng)商，然而供應(yīng)不足以應(yīng)付整體AI市場所需。至2023年末，三星以1Znm產(chǎn)品加入NVIDIA供應(yīng)鏈，盡管比重仍小，但可視為三星于HBM3世代的首要斬獲。

而從產(chǎn)能供應(yīng)來看，由于AI需求高漲，目前英偉達(dá)（NVIDIA）以及其他品牌的GPU或ASIC供應(yīng)緊俏，除了CoWoS是供應(yīng)瓶頸，HBM亦同，TrendForce集邦咨詢表示，主要是HBM生產(chǎn)周期較DDR5更長，投片到產(chǎn)出與封裝完成需要兩個季度以上所致。

TrendForce集邦咨詢觀察，三星、SK海力士（SK hynix）至今年底的HBM產(chǎn)能規(guī)劃最積極，三星HBM總產(chǎn)能至年底將達(dá)約130K（含TSV）；SK海力士約120K，但產(chǎn)能會依據(jù)驗證進(jìn)度與客戶訂單持續(xù)而有變化。另以現(xiàn)階段主流產(chǎn)品HBM3產(chǎn)品市占率來看，目前SK海力士于HBM3市場比重逾9成，而三星將隨著后續(xù)數(shù)個季度AMD MI300逐季放量持續(xù)緊追。

據(jù)TrendForce集邦咨詢資深研究副總吳雅婷預(yù)估，截至2024年底，整體DRAM產(chǎn)業(yè)規(guī)劃生產(chǎn)HBM TSV的產(chǎn)能約為250K/m，占總DRAM產(chǎn)能（約1,800K/m）約14%，供給位元年成長約260%。

HBM需求強(qiáng)烈，為了滿足市場需要，存儲大廠正在部署新的產(chǎn)能供應(yīng)計劃，其中SK海力士于4月24日宣布，為應(yīng)對用于AI的半導(dǎo)體需求劇增，決定擴(kuò)充AI基礎(chǔ)設(shè)施（Infra）的核心產(chǎn)品即HBM等新一代DRAM的生產(chǎn)能力（Capacity） 。


中國市場蘊(yùn)含潛力

中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、市場需求、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等多方面都具備良好的發(fā)展基礎(chǔ)。中國作為全球最大的消費(fèi)電子市場，對半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求持續(xù)增長。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)快速發(fā)展，中國市場對于半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求將會進(jìn)一步增加，這也為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供巨大的市場機(jī)遇。

中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院院長張立表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)發(fā)展的基石。2024年在AI應(yīng)用的刺激和帶領(lǐng)下，全球半導(dǎo)體行業(yè)有望呈現(xiàn)復(fù)蘇反彈態(tài)勢，中國擁有快速增長的、旺盛的、確定的市場需求。從今年的SEMICON China展會中能夠感受到中國半導(dǎo)體行業(yè)的熱度和發(fā)展態(tài)勢。可以預(yù)見，在人工智能、大模型、智能汽車等新興應(yīng)用推動下，集成電路創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革將加快演進(jìn)，通過全球化的開放合作加速產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，始終是產(chǎn)業(yè)界的共識。

“產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和金融鏈的三鏈融合，推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長葉甜春表示，從現(xiàn)在來看，正是投資中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的好時機(jī)。新的智能應(yīng)用和市場需求驅(qū)動集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全球信息化正從數(shù)字化向智能化提升，這些都將提振對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的信心。


全球科技公司加速布局AI芯片

美國芯片企業(yè)英偉達(dá)于3月18日在加利福尼亞州圣何塞市舉行的開發(fā)者大會上，推出基于Blackwell架構(gòu)、可應(yīng)用于人工智能（AI）領(lǐng)域的高性能圖形處理器（GPU）B200。英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛表示，這次推出的人工智能芯片是“驅(qū)動這場新工業(yè)革命的引擎”。

據(jù)介紹，B200集成有2080億個晶體管，是上一代芯片800億個晶體管的2.6倍，在處理給聊天機(jī)器人提供答案等任務(wù)時，B200芯片的速度比上一代芯片快30倍。微軟、亞馬遜、谷歌等科技巨頭將是Blackwell架構(gòu)芯片產(chǎn)品的首批用戶。

以美國開放人工智能研究中心（Open AI）推出現(xiàn)象級生成式人工智能產(chǎn)品ChatGPT為起點，美國主要科技公司紛紛聚焦生成式人工智能領(lǐng)域，帶動人工智能新一輪爆發(fā)式發(fā)展的浪潮。

隨著人工智能研究的前沿轉(zhuǎn)向計算密集型大語言模型，構(gòu)建復(fù)雜人工智能系統(tǒng)所需的數(shù)學(xué)運(yùn)算與圖形芯片的工作方式相似，需要同時進(jìn)行大量簡單計算，高性能圖形處理器便成為訓(xùn)練人工智能的算力基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)、算法和算力被認(rèn)為是人工智能三大支柱。人工智能的數(shù)據(jù)模型對高性能、高算力的AI芯片需求極大，加之人工智能各領(lǐng)域應(yīng)用快速發(fā)展，推動芯片行業(yè)的競爭日趨白熱化，發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)向高算力、高靈活性和低功耗。

原本在圖形處理器領(lǐng)域先行一步的英偉達(dá)公司就此找到更廣闊的用武之地和發(fā)展空間。憑借AI熱潮的助力，該公司股價一路攀升，一度躍身為全球第一家市值突破2萬億美元的芯片公司，反映了全球科技公司對于AI算力需求的激增。

隨著Sora、“雙子座”等大模型的相繼推出，基于大模型的諸多應(yīng)用逐漸落地，AI芯片供不應(yīng)求的狀況或在相當(dāng)長時間內(nèi)持續(xù)。

科技公司要想在大模型競爭中趕上潮流，就必須構(gòu)建強(qiáng)大的算力設(shè)施，AI芯片正成為瓶頸。據(jù)估算，英偉達(dá)AI芯片目前占據(jù)全球該領(lǐng)域銷售額的70%至80%。

目前谷歌、微軟和“元”公司等科技巨頭紛紛開始布局自研AI芯片，加入人工智能芯片競爭。美國超威半導(dǎo)體公司也宣布加大投入，以期挑戰(zhàn)英偉達(dá)的市場主導(dǎo)地位。2023年12月，超威半導(dǎo)體發(fā)布了可用于訓(xùn)練和運(yùn)行大型語言模型的MI300系列芯片產(chǎn)品。

在19世紀(jì)中期的淘金熱中賺到最多錢的是那些提供工具的人，而不是尋找金礦的人。今天，以英偉達(dá)為代表的人工智能芯片公司，可能在這場技術(shù)革命中扮演著同樣的角色。