全球半導體產業格局生變

在近日舉行的2024年德國漢諾威工業博覽會上，人工智能成為重點關注的領域之一。

編者按

人工智能技術新一輪爆發式發展正在改變全球半導體產業格局。人工智能對高性能、高算力芯片的巨大需求，推動半導體產業不斷創新，并由此迎來巨量的增長空間。如何抓住半導體產業鏈重構的機會，成為業界各方關注的焦點，而通過全球化的開放合作加速產業創新已然成為業界的共識。

半導體產業迎來重要機遇期

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%?！眹H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?；慕Y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將成重要驅動力

在半導體市場邁向萬億美元的進程中，產業也將迎來新一代技術推動及源源不斷的新興應用市場機遇，包括AI及其驅動的新智能應用、AI PC和AI手機、新能源汽車及工業應用等新興產業。AI被認為將發揮越來越重要的驅動作用。

居龍認為，AI和半導體之間存在著相互促進的關系，AI智能應用創新驅動著半導體產業持續成長，而圖形處理器（GPU）提供的算力使AI智能應用成為可能，兩者相輔相成。2023年是生成式AI的爆發元年，生成式AI應用也將進入爆發期，AI和半導體技術相互推動發展的關系，將加速塑造產業的未來、影響產業的走向。

在歐洲知名半導體分析機構Yole半導體部門總監Emilie Jolivet看來，半導體行業尤其是處理器領域，正在經歷兩個重大變革：小芯片的采用和生成式人工智能的興起。從2022年11月ChatGPT發布以來，生成式人工智能快速興起，帶動2023年AI芯片、存儲芯片出貨量大幅飆升。在一些全球知名科技巨頭大力投資人工智能服務器以構建其基礎設施的推動下，生成式人工智能的采用率激增。這些趨勢將推動未來5年半導體市場的增長。

“生成式人工智能是半導體行業最重要的機遇之一?！盚andel Jones預測，到2030年，生成式人工智能將影響超過70%的半導體產品，它能夠大幅降低設計成本，提高半導體制造效率。

業界認為，未來幾年，AI將推動半導體產業走向萬億級。在AI時代，集成電路應用面臨巨大的創新空間，包括傳感、存儲、通信、安全和能源。AI將在這些領域產生越來越多的創新和增長機遇。

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?？梢灶A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?！敝袊呻娐穭撔侣撁嗣貢L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。（記者 高少華）

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。（記者 吳曉凌 ）

日本重燃半導體雄心

引進臺積電等海外先進企業，培育本土企業Rapidus瞄準尖端制程，當前日本正以前所未有的巨額補貼和推進速度發力半導體產業。業內人士認為，臺積電的進入有望在補齊日本半導體制造短板的同時帶動產業集群發展，鞏固其在半導體設備和材料領域的優勢。而日本之所以決心甚堅，不僅因為半導體作為戰略產業關系“安全”，還被寄予了重振日本產業經濟的厚望。

重金支持關鍵企業

全球半導體制造龍頭臺積電位于日本熊本縣的工廠2月下旬開業，被視為日本尋求芯片產業復興的重要一步。該工廠采用22/28納米以及12/16納米制程技術，計劃年底開始量產。同時，臺積電將與索尼、電裝、豐田汽車等合作伙伴共同增資其日本公司JASM，并于年內開工建設日本第二工廠，目標是2027年實現量產并可望將制程推進至6納米，能夠生產3納米芯片的“三廠”也在考慮之中。

據了解，臺積電日本第一工廠獲得了政府高達4760億日元的補貼，占該晶圓廠總支出約37%。日本政府也將為第二座晶圓廠提供約7300億日元補貼。

巨額補貼加持下，臺積電在日本的芯片制造布局將涵蓋從成熟制程到先進工藝的進階路線。

受益于政府補貼的不只有臺積電，日本經濟產業省還將對美光科技在廣島工廠的補貼從3.2億美元增加到12.9億美元，為日本鎧俠和美國西部數據公司在三重縣和巖手縣合營的工廠量產最尖端存儲半導體計劃提供最高約2430億日元補貼。

除重金引進海外企業外，日本政府對培育本土尖端制程也不吝投入。日本經濟產業省宣布，2024年度將向Rapidus最多提供5900億日元補貼。該公司于2022年在日本政府支持下由8家相關企業聯合設立，以量產2納米邏輯芯片為目標。Rapidus計劃2025年4月啟動試產線，從2027年開始量產2納米最尖端芯片。

值得注意的是，過去日本政府對Rapidus的支持主要集中在半導體制造的“前工序”，而今年將首次對“后工序”技術開發提供補貼，規模約為535億日元。Rapidus專注于后工序的背景是人工智能（AI）芯片需求增長和半導體細微化提升正在接近極限。AI芯片需要運算和記憶等功能，將多個芯片容納在一個基板上可以使其高效地相互聯動，更換承擔必要功能的芯片即可提高性能。

Rapidus對媒體表示，在2027年開始量產之前需要5萬億日元資金，到2024年度，從政府將最多累計獲得9200億日元，因此還需要更多融資，針對中長期需求，將討論從民間金融機構籌集資金和進行首次公開募股（IPO）。

和臺積電計劃建廠的美國和德國相比，日本通過前所未有的補貼金額和速度后發先至，表明了其發展半導體制造的決心。

彭博社報道稱，在不到三年的時間里，日本政府已撥出約4萬億日元（約合267億美元）用于重振半導體產業。其計劃在企業支持下，將半導體產業的財政支持提高到10萬億日元，目標是到2030年將日本國產芯片銷售額提高兩倍，達到15萬億日元以上。

產業集聚鞏固優勢

分析人士認為，日本從過去技術封閉到如今積極與外資聯盟的路徑轉變，將幫助其在補齊半導體制造短板的同時帶動產業集群發展，鞏固日本在半導體設備和材料領域的優勢。

雖然日本目前在全球芯片市場上份額不足10%，但在半導體設備、關鍵材料光刻膠等領域仍占據核心地位。日本亞洲經濟研究所主任研究員丁可認為，臺積電在熊本建廠會迅速聚攏上游日本供應商和下游客戶企業，在現有圍繞臺積電的半導體生態中，日本設備和材料企業的優勢地位將會越來越穩固。

熊本縣所在的九州地區是日本半導體公司的中心。臺積電進駐熊本后，約有50家公司宣布將在熊本進行資本投資。日本九州經濟研究中心估算，自2021年開始的投資熱潮將在未來10年為九州帶來20.77萬億日元經濟效益。

臺積電與日本的合作不只是設廠代工。臺積電已在茨城縣設立材料研發中心，并規劃在日本建立先進封裝廠，覆蓋從前段制造廠至后段封測廠的完整布局。

以海外企業投資為契機，日本也期待其設備和材料企業加快技術創新和產能提升。業內人士指出，臺積電可能催化日本半導體業產生質變、增加委外訂單，從過去整合元件制造（IDM）模式逐步走向專業分工。

然而僅有政府引導和補貼并非萬事大吉。東京電子社長河合利樹在接受日媒采訪時表示，國家的補貼可以作為催化劑激發新投資，同時帶動整個供應鏈包括設備等業務的擴展，但企業自身必須有盈利能力，避免完全依賴國家支持。

東京大學公共政策大學院教授鈴木一人也評論認為，半導體領域需要持續投資，企業如果不能形成自己賺錢并持續再投入的生態，則終將被市場淘汰。

意欲重振產業經濟

作為能夠吸引大量資金和技術的戰略產業，半導體被寄予了重振日本產業經濟的厚望。當前，無論對股市還是匯率，半導體都是不可忽視的關鍵因素，甚至在促進工資增長和緩解人口萎縮方面，也寄希望于半導體產業發展的帶動。

股市方面，半導體股成為東京股市走高的重要推動力量，風吹草動都顯著影響行情，龍頭股東京電子在日經平均指數中的權重急速上升至接近10%；匯率方面，由于企業海外盈利回流日本的規模越來越小，過去的日元買入主力聲勢不再，若要增加日元買盤須提升國內產業競爭力，即增加臺積電熊本工廠建設這樣的海外直接投資。

日本首相岸田文雄在臺積電熊本第一工廠開幕式上視頻致辭表示，為了完善尖端半導體的國內基礎，日本政府采取了史無前例的大膽支援。希望相關舉措能在九州、熊本產生帶動投資和促進加薪的良性循環。

可見，作為美國“友岸外包”伙伴，日本正全力以赴抓住在美國主導的半導體產業鏈重構中的機會，一方面是為了爭取在這一關鍵領域占據制高點，保障所謂的“安全”；另一方面也是促進產業發展和資金回流，打造內需新引擎的迫切需求。（記者 歐陽迪娜 程靜）