半导体市场升至13.077亿美元的背后

半导体市场升至13.077亿美元的背后

近日，.us对未来10年的半导体行业进行了展望。 总体而言，这是相当积极和乐观的。 其认为，全球半导体市场有望实现大幅增长，2024年的复苏只是“开胃菜”。 今年市场总规模将达到6731亿美元。

预计2023年至2032年全球销售额将以8.8%的复合年增长率增长。到2032年，全球半导体市场预计将达到13077亿美元。

.us的这份报告比较宏观，主要阐述了未来几年全球半导体行业的整体发展趋势。 事实上，半导体行业的发展具有周期性，10年内不太可能保持线性增长的状态。 周期内会有起伏。 该图并未反映这些周期性变化。

在经历了2022年、2023年的低迷之后，人们希望半导体行业能够在2024年重回昔日辉煌，继续持续可持续发展。 希望需要真实的应用需求和技术支持。 那么，如何才能发展到2032年13077亿美元的市场水平呢？ 总体而言，需要应用驱动、芯片元件供应、技术创新、全球各地区市场开拓四大要素共同推动。

01 先尝尝“开胃菜”

首先，我们来看看宏观市场状况。

1月9日，美国半导体行业协会（SIA）发布统计数据显示，2023年11月，全球半导体行业销售额总计480亿美元，较2022年11月的456亿美元增长5.3%。2023年10月为466亿美元，增长2.9%。 值得注意的是，这份2023年11月的数据是自2022年8月以来首次实现同比正增长，这很大程度上预示着2024年半导体行业将进入上升通道。

据WSTS统计，2023年第四季度全球半导体行业同比增长6%，这将为2024年各季度两位数同比增长奠定基础。

到2024年，半导体市场的两大关键驱动力（手机和PC）预计将复苏，IDC预测智能手机出货量继2023年下降5%后，到2024年将增长4%，而PC则在2023年大幅下滑。14年后%，2024年出货量将增长4%。

下图为各大机构对2024年全球半导体行业的增长预测，普遍持乐观态度。

02 应用驱动

必须有足够多的新应用来推动全球半导体产业的持续增长，这主要体现在以下几个方面。

首先是智能手机、个人电脑和平板电脑等传统消费电子产品。 虽然他们是一片红海，增长有限，但他们的库存却巨大，绝对是芯片元件最大的消费国。 此外，智能家居和可穿戴设备还有很大的增长空间，仍然是蓝海。 如果他们能够在这两个领域实现突飞猛进，对于整个半导体行业将会起到很大的推动作用。

其次，高性能计算（HPC）的市场需求快速增长，尤其是火热的人工智能（AI）市场，对各种高性能处理器和存储器提出了越来越高的要求。 随着在网络边缘本地处理和分析大量数据的需求不断增长，边缘计算也变得越来越重要。 边缘设备需要具有低功耗和AI功能的高性能芯片，许多公司正在开发边缘计算专用芯片来满足这种去中心化的计算需求。

汽车电子也是一片蓝海。 汽车行业越来越依赖半导体技术来推动电动汽车、ADAS和智能座舱技术和应用的进步。 在高性能计算、通信和传感器需求的推动下，汽车应用对半导体技术和产品的需求将快速增长。

未来，物联网将无处不在，相关设备的激增和5G技术的发展将创造对更先进、更节能的半导体产品的需求，以支持增强的连接性和功能。 这里，传感器的需求持续增长，MEMS等传感器芯片在消费设备、生物医学应用、无人机、机器人等领域的需求将不断增加。 由于远程工作需求不断增加，未来电信行业将在半导体市场中占据相当大的份额（约37.0%）。

03 贴片元件供应

应用数量和类型的增长必然会增加对各种芯片元件的需求。 尤其是在边缘侧，未来数据量将会不断增加。 到那时，可能很难用巨大来形容了。 在这种情况下，大量的边缘侧设备和系统将需要CPU、GPU和AI专用处理器。 而各类内存的需求肯定会大幅增加。

汽车是另一个主要增长领域。 正如手机从功能手机发展到智能手机一样，对各种逻辑、存储、模拟和射频芯片元件的数量和性能提出了更高的要求。 这只是过去15年的事。 手机市场规模大幅增长。 同样的发展路径很可能会发生在汽车上。

然后是物联网。 事实上，这是一个非常广泛的概念。 它涉及的应用和芯片元件太多，而且也非常复杂。 增长空间巨大，相应的低功耗器件需求量巨大。 的。

据.us统计和预测，芯片元件市场的主要增长点是存储器、逻辑器件、模拟芯片以及MPU和MCU。 其中MPU和MCU占比最大，约为34%，广泛应用于各种消费、商业和工业系统和设备中。

04 技术驱动

应用需求的增长和新型芯片元件的推出，需要创新技术的支持和保障。

未来10年，将会有很多创新技术以及现有技术的演进值得关注。 以下是一些典型的例子。

（小芯片）：小芯片允许在单个封装中使用具有不同工艺节点的多个芯片。 这种设计可以加快原型设计并实现快速上市。 技术非常适合不同复杂性的处理器和设备。 例如，AMD 的 RX 7900 XTX 和 RX 7900 XT 显卡采用结合了 5nm 和 6nm 工艺节点的小芯片设计，可提供比上一代更高的每瓦性能。 54%。

RISC-V：越来越多的IC设计公司正在转向开放标准指令集架构RISC-V。 RISC-V的主要优点是节能和开源，其模块化设计可以实现资源的高效利用，并且具有成本效益。 2023年，博世、三星电子、恩智浦、华为等一批主要芯片制造商联合成立公司，旨在加速基于RISC-V的创新产品的开发和商业化。

增强的 5G 蜂窝和卫星连接：5G 在 3GPP 第 17 版中引入，可在吞吐量、电池寿命、复杂性和设备密度之间实现平衡。 作为上一代技术，LTE Cat-4网络的寿命相对较短，而下一代技术5G的寿命则更长。 此外，结合卫星和蜂窝技术的先进连接解决方​​案开始出现，可以显着减少地面网络的限制并扩大物联网设备的覆盖范围。

AI芯片集成度不断提高：企业对实时数据分析和数据隐私的需求快速增长，这正在推动采用高性能芯片组的新型边缘设备的开发，使AI应用程序无需存储数据即可在本地运行到云端。 本地化 AI 处理可减少延迟、实现快速决策并保护数据。

芯片和云安全的进步：随着网络连接设备数量的不断增加，网络攻击和未经授权的访问的风险也随之增加。 芯片供应商正在积极将安全功能集成到其产品中，并遵守行业特定的法规和标准。 认证产品必须从设计的早期阶段就符合特定的产品开发要求。

节能技术：随着处理器集成度、性能和通信带宽的提高，对能源效率的要求也越来越高。 超低功耗SoC正在兴起，相关芯片公司正在采用创新的节能方法来延长电池寿命。

我们来谈谈工艺技术。 所有的芯片技术都必须通过制造技术来实现。 因此，未来工艺技术的发展也是一大亮点。

根据IC统计和预测，随着芯片特征尺寸缩小的速度放缓，芯片设计人员发现越来越难以证明更高的成本是合理的。

因此，先进工艺和成熟工艺之间的优劣越来越明显，不同企业采用的工艺也变得更有针对性。 这给了各个工艺发挥自己优势的空间。

如上图所示，2019年，10nm以下先进工艺的市场份额仅为4.4%，到2024年，其比例将增长至30%。 在此期间，10nm-20nm工艺的市场份额将从38.8%下降至26.2%； 20nm-40nm工艺市场份额将从13.4%下降至6.7%； 不过，从本次统计和预测来看，40nm以上成熟工艺的比例这些年并没有明显变化。

10纳米以下的先进工艺正在呈现快速增长。 如图所示，2020年市场份额为10%，2022年超过20%，2024年增至全球产能的30%。主要驱动力是5nm、4nm和3nm。

10nm-20nm工艺市场份额原本是最大的。 如图所示，2019年接近40%。但随着10nm以下先进工艺的兴起，10nm-20nm的市场份额正在逐渐被蚕食。 该范围内主要工艺为16nm（主要由台积电提供）、14nm（主要由三星和英特尔提供）、12nm（主要由台积电提供）。

从图中可以看出，20nm-40nm工艺的市场份额一直比较低，随着时间的推移，会从13.4%下降到6.7%。

40nm以上成熟工艺的市场份额，无论是180nm以下还是180nm以上，都非常稳定。 这也是很多代工厂长期专注于成熟工艺，而没有在先进工艺上投入过多资金和精力的原因。

05 区域市场开拓

过去几十年，在电子半导体市场，美国主导创新和设计产业，亚洲特别是东亚则专注于制造，而欧洲则坚守传统技术和制造，介于美国和美国之间。亚洲。

2023年，亚太地区（尤其是韩国、中国大陆和台湾地区）将主导全球芯片制造市场，份额将超过51.5%。 该地区主要受益于强大的电子产品生产、熟练的劳动力以及对研发和晶圆厂建设的大量投资。

美国在芯片设计和创新方面拥有尖端的研究机构和公司。 欧洲更注重汽车和工业领域片式元件的发展，强调质量和精度。

拉丁美洲是一个新兴地区，消费电子和汽车行业的增长正在推动该地区对半导体产品的需求。 中东和非洲也在稳步增长。

从近年来的发展形势来看，世界各地区都在追求综合实力的提升。 无论是设计还是制造，他们都强调创新和尖端科技与工艺。 全球市场“分工开发”的传统局面正在被打破。 为了弥补短板，提高整体实力，各区域市场都在加大投入，尤其是中国大陆、美国和欧洲。

2014年，中国大陆推出了投资集成电路产业的“大基金”。 初期投资500亿美元用于芯片制造，后来将总投资增加到1000亿美元至1500美元，以追赶全球技术领先者。 。

美国于2022年推出《CHIPS与科学法案》，提供约520亿美元的政府补贴。 该立法还包括另外 240 亿美元的芯片生产税收抵免，以支持当地先进芯片制造。

2023年，欧盟推出《欧洲芯片法案》，预计投资490亿美元发展本土半导体研发和生产。 目标是将欧洲芯片制造占全球芯片制造的份额从10%提高到20%。 总投资中，约375亿美元将分配给大型晶圆厂，其余部分将用于芯片设计平台和其他基础设施建设。

在政府补贴和政策支持下，全球各大芯片厂商开始积极在欧洲、美洲和亚洲扩大生产。

在美国，英特尔计划斥资1000亿美元在俄亥俄州和亚利桑那州建设全球最好的芯片制造园区。 当然，这1000亿美元并非全部花在美国，还包括对欧洲工厂的投资； 台积电正在亚利桑那州建设4纳米工艺晶圆厂，预计投资400亿美元； 美光计划未来20年投资1000亿美元建设晶圆工厂，重点在纽约州、犹他州和爱达荷州建设工厂； 耗资数十亿美元的 SiC（碳化硅）晶圆厂将在北卡罗来纳州建造； 第二座晶圆厂将建在纽约； 三星电子投资170亿美元在德克萨斯州新建晶圆厂，生产4纳米工艺芯片。

在欧洲，英飞凌已开始在德国德累斯顿建设一座总耗资50亿欧元的晶圆厂，计划于2026年投产； 台积电还计划在德累斯顿建设一座新的晶圆厂，正在等待德国政府的补贴； 英特尔决定在德国建设新晶圆厂，德国政府承诺补贴100亿欧元。 这是英特尔880亿美元欧洲投资计划的一部分。 英特尔还正在与意大利洽谈建设一座新的先进封装和测试工厂； 意法半导体()拟建一座价值7.3亿欧元的碳化硅晶圆厂，计划于2026年竣工。意法半导体还与该公司合作在法国建设一座新的晶圆厂。

在亚洲，台积电计划在日本建设两座晶圆厂。 台积电还将扩大南京的28纳米工艺产能。 同时，将加紧在中国台湾建设3纳米、2纳米工艺生产线； 三星电子计划最迟到2042年投资2300亿美元。 2017年全球最大芯片制造基地在韩国成立； 印度集团计划投资195亿美元在当地建设晶圆厂和显示面板厂。

06 结论

以2023年为终点，上一个半导体周期已经过去，2024年将迎来新的周期，行业增长随之而来，但具体增长过程还有待观察。

总体来看，未来几年全球半导体产业将迎来新的发展时期。 在更多、更新的应用的推动下，各种芯片元件将在数量和质量上有新的表现，各种设计技术、制造工艺和创新的行业标准将保证各种半导体产品的持续发展和创新。 同时，在全球各个国家和地区的政策和补贴资金的支持下，许多厂商将建设数十座大型半导体工厂，以保证市场对产能的需求。

当然，发展不可能一帆风顺。 由于半导体行业的固有周期以及一些盲目的产能建设，全球半导体行业的发展仍会遇到各种困难。

本文来自微信公众号，作者：常秋，36氪经授权发布。