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全球与台湾半导体产业现况与展望
2024-12-18 11:55:49
  • 1. 全球与台湾半导体产业现况与展望


  • 1.全球经济预测、全球半导体市场与台湾半导体产业

  • 根据OECD预测,2024-2025年全球经济将逐步复苏,GDP增长率预计为3.2%。这一前景基于国际贸易活动增强、全球贸易体积扩大以及全球实际收入改善等因素。OECD强调,各国央行应对通胀策略变化为经济增长提供支撑。随着通胀率回落,经济体或采取宽松货币政策,如降息、量化宽松,降低企业融资成本,提升投资活动。然而,投资银行对2024年经济持乐观态度,但展望并不确定。OECD指出可能带来不确定性的关键因素,包括货币政策走向、地缘政治紧张和通胀形势变化等。2023年,全球半导体市场受多重负面因素冲击,消费市场低迷,库存调整迟缓。预计2024年库存调整将接近尾声,终端产品需求复苏。在车用、HPC及AIoT等领域需求支撑下,半导体市场将重回增长,2024年达611.2亿美元,2025年增至687.4亿美元,同比增长12.5%。预计台湾半导体产业2024年产值将显著增长。随着供应链库存调整结束,终端产品库存回补将推动芯片销售和IC设计产值增长。AI热潮将推动高端运算芯片和先进制程需求,带动晶圆代工产业产值增长。服务器需求带动记忆体销售改善。预测台湾半导体产业2024年产值达47,635亿元新台币,同比增长15.9%。

  • 2. AI芯片需求爆炸性增长

  • AI芯片市场正经历前所未有的爆炸性增长阶段,随着人工智能技术的飞速发展和广泛应用,全球范围内对高性能、低功耗且具备强大计算能力的AI芯片需求呈现指数级攀升。预计到2027年,AI芯片市场规模将达到惊人的700-800亿美元,这一数字在短短几年间将呈现出数倍乃至十几倍的增长态势。更令人瞩目的是,到2030年,AI芯片市场的规模预计将突破1万亿美元大关,进一步巩固其在全球半导体产业中的核心地位。AI芯片的崛起,不仅改变了半导体行业的技术格局,更是未来五年半导体需求增长的关键推手,为全球科技产业的创新与发展注入了强大的动力。

  • 3. 地缘政治冲击半导体产业生态与各国政策

  • 全球范围内,各国将半导体产业认定为关键战略产业,并制定强有力政策以扶持。美国通过《芯片与科学法案》,投入527亿美元资金支持。日本推出《半导体产业紧急强化方案》,计划提供约54亿美元制造补贴和14亿美元研发补贴。欧盟《欧洲芯片法案》提供430亿欧元制造补贴和110亿欧元研发补贴。韩国通过K半导体战略,预算3800亿美元资金,提供最高50%设备投资租税减免优惠。印度Semicon India计划投入100亿美元用于电子和半导体发展,承诺为半导体厂商承担建厂成本高达50%的补助。

  • 4.美国对中国的出口管制

  • 美国强化对华半导体出口管控,涵盖3纳米GAA制程EDA软件、14/16纳米以下逻辑芯片、18纳米以下DRAM存储器及128层以上NAND Flash存储器出口管制,旨在遏制中国大陆高阶逻辑运算芯片发展。同时,严格管控高性能超级计算机出口,禁止美方人员协助中国大陆境内半导体制造的研发或生产活动。AI驱动先进制程与先进封装发展大型语言模型参数增长大型语言模型(LLM)作为人工智能的核心应用之一,其模型参数量的增加不仅标志着技术实力的提升,更反映了运算需求的迅猛增长。以一个拥有1兆参数的模型为例,其运算需求相比之前激增了超过1,000倍,这无疑对运算基础设施提出了更高的要求。随着LLM参数量的持续增长,对支持其运算的芯片算力也提出了更高的需求,这涉及到了运算效能、记忆体频宽、数据传输效率以及散热设计等多方面的挑战。而专用的AI芯片则能够通过优化硬件配置,为LLM提供最佳的运算效能。AI芯片与先进制程为了满足AI芯片日益增长的运算需求,多数AI芯片都采用了先进的制程技术。其中,搭配高阶GPU的HBM技术更是不断突破,持续向更高容量、更大带宽的方向推进。例如,NVIDIA的H100/H800、H200等芯片就采用了4纳米制程,并搭配了HBM3/3E内存。此外,台积电的先进制程营收占比也已经接近七成,其中高效能运算(HPC)平台的营收贡献更是达到了惊人的52%。这一数据表明,HPC芯片的需求大幅增加,这与AI服务器、数据中心的高阶运算需求密切相关。目前,这些高阶运算主要依赖于4/5纳米制程的芯片。然而,智能手机市场的营收受到总体经济和需求不佳的冲击,但主要客户旗舰型产品的推出将推动3纳米制程的需求持续提升。5先进封装技术的革新之路台积电在CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)封装技术领域取得了显著成就。预计到2024年底,其月产能将达到约3.5万片,全年产出约30至32万片。展望未来,台积电计划在2025年底将月产能提升至6万片以上,这意味着CoWoS产能的复合年增长率(CAGR)将超过50%。这一技术的核心客户包括NVIDIA、Broadcom和AMD等业界巨头,它们在产能需求上占据了不同比例的份额。随着芯片功能的日益增强和复杂度的不断提升,芯片封装的内连线密度也在不断提高,封装电极间距也在持续缩小。这推动了封装技术从传统打线封装向覆晶封装、2.5D/3D先进封装演进的趋势。在高性能计算(HPC)、5G、AI等新兴科技应用的推动下,运算芯片对电晶体数量和密度的需求持续增加。然而,制程微缩的困难度和成本也在攀升,因此,先进封装技术成为了一种创新的解决方案。通过紧缩芯片排列和芯片堆叠的方式,可以有效提升运算单元的密度,为未来的计算技术发展开辟了新的道路。


  • 1.结论

  • 半导体产业增长

  • 2024年半导体产业迎来正增长,但终端需求薄弱,AI成为增长支柱,推动未来五年增长。

  • 战略产业与政策

  • 半导体产业成为各国角逐的战略产业,出台政策支持发展。美国加强出口管制,中国大陆推动国产化,促进区域供应链发展。AI成

  • 为变数。

  • 技术发展

  • AI推动先进制程、记忆体与先进封装需求增长,AI芯片采用先进制程,HBM向高容量、大带宽迈进。未来记忆体厂商与制程晶圆代

  • 工业者合作成大势所趋。

  • 先进封装

  • 2.5D/3D封装提升运算效能、缩小面积、降低功耗、缩短开发时间,需多领域合作推动,呈现百家争鸣景象。