全球半導體產業經歷去年周期性下滑后，2024年逐漸迎來復蘇。在近日于上海舉行的SEMICON China 2024國際半導體展上，專家表示，今年全球半導體銷售額將實現超過10%的正增長，預計到2030年有望突破萬億美元。在全球半導體市場邁向萬億美元的進程中，人工智能（AI）及其驅動的新智能應用將成為推動半導體產業持續前行的重要驅動力。


半導體產業迎來復蘇

“2023年半導體產業經歷了下行周期，產業下滑約11%。”國際半導體組織SEMI全球副總裁、中國區總裁居龍表示，半導體是典型的具有明顯周期性的產業，而技術迭代是推動半導體產業發展的引擎。SEMI預計今年半導體銷售額將增長約13%至16%，可能達到6000億美元，并且未來幾年將持續保持增長，預計到2030年前后有望實現1萬億美元里程碑。

產業數據趨勢表明，半導體產業周期性衰退已經觸底，最終需求的改善和庫存正常化的結束將支持產業逐步復蘇。

SEMI首席分析師曾瑞榆預測，半導體銷售額預計將在2024年和2025年實現兩位數增長。其中，半導體設備和材料市場將在2024年出現改善，隨后在2025年強勁復蘇。另外，中國對成熟技術的投資將保持強勁，高帶寬內存（HBM）、全環繞柵極（GAA）晶體管和先進封裝正成為當前業界的熱點。

咨詢公司國際商業策略首席執行官Handel Jones同樣認為，半導體市場在2023年下降了9.11%，但在2024年將增長11.49%，預計到2030年半導體市場將達到1.1萬億美元，半導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入高速增長期，到2030年將達到835億美元。

另據國際數據公司（IDC）全球半導體與賦能科技研究集團總裁Mario Morales預測，受內存市場反彈和全行業庫存調整解決方案的推動，預計2024年半導體市場將增長20%達到6300億美元。2027年半導體總市場將達到8045億美元，高于此前預測的6.7%。隨著行業向人工智能、計算基礎設施、汽車、高帶寬內存和小芯片（Chiplet）的轉型，2029年半導體市場銷售額將接近1萬億美元。


AI成半導體“新款馬達”，帶動細分產業強烈需求

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

隨著AI應用不斷普及，全球迎來AI熱潮，擴大相關半導體需求，并牽動多個細分產業增長。業界稱，AI正在成為今年半導體業績的主要驅動力。


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。據業界推測，臺積電今年美元營收有望達873.15億美元，以公司發布今年AI營收占比較去年翻倍、達約13%以上估算，2024年AI營收將首度突破百億美元、達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期的2027年拉長到2028年。并表示，看好服務器AI處理器今年貢獻營收將成長超過一倍，占公司2024年總營收十位數低段（low-teens）百分比，預期未來五年服務器AI處理器年復合成長率達50%，2028年將占臺積電營收超過20%。

2）CoWoS先進封裝需求看增

AI芯片主要采用Cowos先進封裝，目前CoWoS先進封裝產能供應是業界關心的重點。TrendForce集邦咨詢研究表示，NVIDIA Blackwell新平臺產品需求看增，預估帶動2024全年臺積電CoWoS總產能提升逾150%。

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

而Amkor、Intel等目前主力技術尚為CoWoS-S，主攻NVIDIA H系列，短期內技術較難突破，故近期擴產計劃較為保守，除非未來能夠拿下更多NVIDIA以外的訂單，如云端服務業者（CSP）自研ASIC芯片，擴產態度才可能轉為積極。


3）HBM成存儲大廠業績主力

從SK海力士近期公布的財報指出，HBM等適于AI的存儲器技術帶動公司業績開始全面回升。而美光方面，美光作為全球第三大DRAM內存廠商，當季由于量價齊揚，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33.5億美元，季增8.9%。

從應用領域上看，HBM主要應用AI服務器出貨量呈現增長趨勢，TrendForce集邦咨詢預估2024年全球服務器整機出貨量約1,365.4萬臺，年增約2.05%。同時，市場仍聚焦部署AI服務器，AI服務器出貨占比約12.1%。整體而言，各家ODM 2024年出貨方面仍以AI服務器出貨較為強勁，主要受惠于北美云端數據中心業者訂單帶動，大多預期AI 服務器今年出貨成長率及占比均有望達雙位數。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）的機種出貨量有機會翻倍成長。

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

而從產能供應來看，由于AI需求高漲，目前英偉達（NVIDIA）以及其他品牌的GPU或ASIC供應緊俏，除了CoWoS是供應瓶頸，HBM亦同，TrendForce集邦咨詢表示，主要是HBM生產周期較DDR5更長，投片到產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產能規劃最積極，三星HBM總產能至年底將達約130K（含TSV）；SK海力士約120K，但產能會依據驗證進度與客戶訂單持續而有變化。另以現階段主流產品HBM3產品市占率來看，目前SK海力士于HBM3市場比重逾9成，而三星將隨著后續數個季度AMD MI300逐季放量持續緊追。

據TrendForce集邦咨詢資深研究副總吳雅婷預估，截至2024年底，整體DRAM產業規劃生產HBM TSV的產能約為250K/m，占總DRAM產能（約1,800K/m）約14%，供給位元年成長約260%。

HBM需求強烈，為了滿足市場需要，存儲大廠正在部署新的產能供應計劃，其中SK海力士于4月24日宣布，為應對用于AI的半導體需求劇增，決定擴充AI基礎設施（Infra）的核心產品即HBM等新一代DRAM的生產能力（Capacity） 。


中國市場蘊含潛力

中國半導體產業在技術創新、市場需求、產業生態系統等多方面都具備良好的發展基礎。中國作為全球最大的消費電子市場，對半導體產品的需求持續增長。隨著物聯網、人工智能等新興技術快速發展，中國市場對于半導體產品的需求將會進一步增加，這也為中國半導體產業提供巨大的市場機遇。

中國電子信息產業發展研究院院長張立表示，半導體產業是信息技術發展的基石。2024年在AI應用的刺激和帶領下，全球半導體行業有望呈現復蘇反彈態勢，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體行業的熱度和發展態勢。可以預見，在人工智能、大模型、智能汽車等新興應用推動下，集成電路創新和產業變革將加快演進，通過全球化的開放合作加速產業創新，始終是產業界的共識。

“產業鏈、創新鏈和金融鏈的三鏈融合，推動科技創新和產業發展。”中國集成電路創新聯盟秘書長葉甜春表示，從現在來看，正是投資中國半導體產業的好時機。新的智能應用和市場需求驅動集成電路產業發展，全球信息化正從數字化向智能化提升，這些都將提振對中國半導體產業未來發展的信心。


全球科技公司加速布局AI芯片

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

據介紹，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，在處理給聊天機器人提供答案等任務時，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架構芯片產品的首批用戶。

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

隨著人工智能研究的前沿轉向計算密集型大語言模型，構建復雜人工智能系統所需的數學運算與圖形芯片的工作方式相似，需要同時進行大量簡單計算，高性能圖形處理器便成為訓練人工智能的算力基礎。

數據、算法和算力被認為是人工智能三大支柱。人工智能的數據模型對高性能、高算力的AI芯片需求極大，加之人工智能各領域應用快速發展，推動芯片行業的競爭日趨白熱化，發展目標轉向高算力、高靈活性和低功耗。

原本在圖形處理器領域先行一步的英偉達公司就此找到更廣闊的用武之地和發展空間。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用逐漸落地，AI芯片供不應求的狀況或在相當長時間內持續。

科技公司要想在大模型競爭中趕上潮流，就必須構建強大的算力設施，AI芯片正成為瓶頸。據估算，英偉達AI芯片目前占據全球該領域銷售額的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。美國超威半導體公司也宣布加大投入，以期挑戰英偉達的市場主導地位。2023年12月，超威半導體發布了可用于訓練和運行大型語言模型的MI300系列芯片產品。

在19世紀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，以英偉達為代表的人工智能芯片公司，可能在這場技術革命中扮演著同樣的角色。