全球半导体产业经历去年周期性下滑后，2024年逐渐迎来复苏。在近日于上海举行的SEMICON China 2024国际半导体展上，专家表示，今年全球半导体销售额将实现超过10%的正增长，预计到2030年有望突破万亿美元。在全球半导体市场迈向万亿美元的进程中，人工智能（AI）及其驱动的新智能应用将成为推动半导体产业持续前行的重要驱动力。


半导体产业迎来复苏

“2023年半导体产业经历了下行周期，产业下滑约11%。”国际半导体组织SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙表示，半导体是典型的具有明显周期性的产业，而技术迭代是推动半导体产业发展的引擎。SEMI预计今年半导体销售额将增长约13%至16%，可能达到6000亿美元，并且未来几年将持续保持增长，预计到2030年前后有望实现1万亿美元里程碑。

产业数据趋势表明，半导体产业周期性衰退已经触底，最终需求的改善和库存正常化的结束将支持产业逐步复苏。

SEMI首席分析师曾瑞榆预测，半导体销售额预计将在2024年和2025年实现两位数增长。其中，半导体设备和材料市场将在2024年出现改善，随后在2025年强劲复苏。另外，中国对成熟技术的投资将保持强劲，高带宽内存（HBM）、全环绕栅极（GAA）晶体管和先进封装正成为当前业界的热点。

咨询公司国际商业策略首席执行官Handel Jones同样认为，半导体市场在2023年下降了9.11%，但在2024年将增长11.49%，预计到2030年半导体市场将达到1.1万亿美元，半导体市场的长期前景非常乐观。晶圆代工市场在2023年下降了12.18%，2024年将增长10.15%，从2025年开始，2纳米及以下的晶圆代工市场将进入高速增长期，到2030年将达到835亿美元。

另据国际数据公司（IDC）全球半导体与赋能科技研究集团总裁Mario Morales预测，受内存市场反弹和全行业库存调整解决方案的推动，预计2024年半导体市场将增长20%达到6300亿美元。2027年半导体总市场将达到8045亿美元，高于此前预测的6.7%。随着行业向人工智能、计算基础设施、汽车、高带宽内存和小芯片（Chiplet）的转型，2029年半导体市场销售额将接近1万亿美元。


AI成半导体“新款马达”，带动细分产业强烈需求

众所周知，人工智能（AI）是由训练和推理建立起来的服务框架，AI的运行需要大量的计算资源来训练模型和进行推理，其中用到的高性能计算芯片包括GPU（图形处理器）、ASIC（应用专用集成电路）、人工智能专用芯片，还有相关的存储设备等。随着AI需求持续增长，高性能计算芯片水涨船高，并多次挂榜行业热搜。

随着AI应用不断普及，全球迎来AI热潮，扩大相关半导体需求，并牵动多个细分产业增长。业界称，AI正在成为今年半导体业绩的主要驱动力。


1）今年晶圆代工龙头AI营收或首度突破百亿美元

受惠全球云计算大厂加码AI投资顺势带动客户疯狂下单，晶圆代工龙头台积电成为全球AI热潮的大赢家之一。据业界推测，台积电今年美元营收有望达873.15亿美元，以公司发布今年AI营收占比较去年翻倍、达约13%以上估算，2024年AI营收将首度突破百亿美元、达114亿美元至123亿美元。

台积电总裁魏哲家于4月的法说会上修AI订单能见度与营收占比，其中，订单能见度从原本预期的2027年拉长到2028年。并表示，看好服务器AI处理器今年贡献营收将成长超过一倍，占公司2024年总营收十位数低段（low-teens）百分比，预期未来五年服务器AI处理器年复合成长率达50%，2028年将占台积电营收超过20%。

2）CoWoS先进封装需求看增

AI芯片主要采用Cowos先进封装，目前CoWoS先进封装产能供应是业界关心的重点。TrendForce集邦咨询研究表示，NVIDIA Blackwell新平台产品需求看增，预估带动2024全年台积电CoWoS总产能提升逾150%。

TrendForce集邦咨询指出，由于NVIDIA的B系列包含GB200、B100、B200等将耗费更多CoWoS产能，台积电（TSMC）亦提升2024全年CoWoS产能需求，预估至年底每月产能将逼近40k，相较2023年总产能提升逾150%；2025年规划总产能有机会几近倍增，其中NVIDIA需求占比将逾半数。

而Amkor、Intel等目前主力技术尚为CoWoS-S，主攻NVIDIA H系列，短期内技术较难突破，故近期扩产计划较为保守，除非未来能够拿下更多NVIDIA以外的订单，如云端服务业者（CSP）自研ASIC芯片，扩产态度才可能转为积极。


3）HBM成存储大厂业绩主力

从SK海力士近期公布的财报指出，HBM等适于AI的存储器技术带动公司业绩开始全面回升。而美光方面，美光作为全球第三大DRAM内存厂商，当季由于量价齐扬，出货位元及平均销售单价均季增4~6%，DDR5与HBM比重相对低，故营收成长幅度较为和缓，第四季营收达33.5亿美元，季增8.9%。

从应用领域上看，HBM主要应用AI服务器出货量呈现增长趋势，TrendForce集邦咨询预估2024年全球服务器整机出货量约1,365.4万台，年增约2.05%。同时，市场仍聚焦部署AI服务器，AI服务器出货占比约12.1%。整体而言，各家ODM 2024年出货方面仍以AI服务器出货较为强劲，主要受惠于北美云端数据中心业者订单带动，大多预期AI 服务器今年出货成长率及占比均有望达双位数。以出货种类而言，今年将以搭载高端AI training芯片（如NVIDIA H系列或AMD的MI系列）的机种出货量有机会翻倍成长。

目前NVIDIA现有主攻H100的存储器解决方案为HBM3，SK海力士是最主要供应商，然而供应不足以应付整体AI市场所需。至2023年末，三星以1Znm产品加入NVIDIA供应链，尽管比重仍小，但可视为三星于HBM3世代的首要斩获。

而从产能供应来看，由于AI需求高涨，目前英伟达（NVIDIA）以及其他品牌的GPU或ASIC供应紧俏，除了CoWoS是供应瓶颈，HBM亦同，TrendForce集邦咨询表示，主要是HBM生产周期较DDR5更长，投片到产出与封装完成需要两个季度以上所致。

TrendForce集邦咨询观察，三星、SK海力士（SK hynix）至今年底的HBM产能规划最积极，三星HBM总产能至年底将达约130K（含TSV）；SK海力士约120K，但产能会依据验证进度与客户订单持续而有变化。另以现阶段主流产品HBM3产品市占率来看，目前SK海力士于HBM3市场比重逾9成，而三星将随着后续数个季度AMD MI300逐季放量持续紧追。

据TrendForce集邦咨询资深研究副总吴雅婷预估，截至2024年底，整体DRAM产业规划生产HBM TSV的产能约为250K/m，占总DRAM产能（约1,800K/m）约14%，供给位元年成长约260%。

HBM需求强烈，为了满足市场需要，存储大厂正在部署新的产能供应计划，其中SK海力士于4月24日宣布，为应对用于AI的半导体需求剧增，决定扩充AI基础设施（Infra）的核心产品即HBM等新一代DRAM的生产能力（Capacity） 。


中国市场蕴含潜力

中国半导体产业在技术创新、市场需求、产业生态系统等多方面都具备良好的发展基础。中国作为全球最大的消费电子市场，对半导体产品的需求持续增长。随着物联网、人工智能等新兴技术快速发展，中国市场对于半导体产品的需求将会进一步增加，这也为中国半导体产业提供巨大的市场机遇。

中国电子信息产业发展研究院院长张立表示，半导体产业是信息技术发展的基石。2024年在AI应用的刺激和带领下，全球半导体行业有望呈现复苏反弹态势，中国拥有快速增长的、旺盛的、确定的市场需求。从今年的SEMICON China展会中能够感受到中国半导体行业的热度和发展态势。可以预见，在人工智能、大模型、智能汽车等新兴应用推动下，集成电路创新和产业变革将加快演进，通过全球化的开放合作加速产业创新，始终是产业界的共识。

“产业链、创新链和金融链的三链融合，推动科技创新和产业发展。”中国集成电路创新联盟秘书长叶甜春表示，从现在来看，正是投资中国半导体产业的好时机。新的智能应用和市场需求驱动集成电路产业发展，全球信息化正从数字化向智能化提升，这些都将提振对中国半导体产业未来发展的信心。


全球科技公司加速布局AI芯片

美国芯片企业英伟达于3月18日在加利福尼亚州圣何塞市举行的开发者大会上，推出基于Blackwell架构、可应用于人工智能（AI）领域的高性能图形处理器（GPU）B200。英伟达首席执行官黄仁勋表示，这次推出的人工智能芯片是“驱动这场新工业革命的引擎”。

据介绍，B200集成有2080亿个晶体管，是上一代芯片800亿个晶体管的2.6倍，在处理给聊天机器人提供答案等任务时，B200芯片的速度比上一代芯片快30倍。微软、亚马逊、谷歌等科技巨头将是Blackwell架构芯片产品的首批用户。

以美国开放人工智能研究中心（Open AI）推出现象级生成式人工智能产品ChatGPT为起点，美国主要科技公司纷纷聚焦生成式人工智能领域，带动人工智能新一轮爆发式发展的浪潮。

随着人工智能研究的前沿转向计算密集型大语言模型，构建复杂人工智能系统所需的数学运算与图形芯片的工作方式相似，需要同时进行大量简单计算，高性能图形处理器便成为训练人工智能的算力基础。

数据、算法和算力被认为是人工智能三大支柱。人工智能的数据模型对高性能、高算力的AI芯片需求极大，加之人工智能各领域应用快速发展，推动芯片行业的竞争日趋白热化，发展目标转向高算力、高灵活性和低功耗。

原本在图形处理器领域先行一步的英伟达公司就此找到更广阔的用武之地和发展空间。凭借AI热潮的助力，该公司股价一路攀升，一度跃身为全球第一家市值突破2万亿美元的芯片公司，反映了全球科技公司对于AI算力需求的激增。

随着Sora、“双子座”等大模型的相继推出，基于大模型的诸多应用逐渐落地，AI芯片供不应求的状况或在相当长时间内持续。

科技公司要想在大模型竞争中赶上潮流，就必须构建强大的算力设施，AI芯片正成为瓶颈。据估算，英伟达AI芯片目前占据全球该领域销售额的70%至80%。

目前谷歌、微软和“元”公司等科技巨头纷纷开始布局自研AI芯片，加入人工智能芯片竞争。美国超威半导体公司也宣布加大投入，以期挑战英伟达的市场主导地位。2023年12月，超威半导体发布了可用于训练和运行大型语言模型的MI300系列芯片产品。

在19世纪中期的淘金热中赚到最多钱的是那些提供工具的人，而不是寻找金矿的人。今天，以英伟达为代表的人工智能芯片公司，可能在这场技术革命中扮演着同样的角色。