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2035年晶圓需求預(yù)測:半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入動蕩時代

本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫(ID:ICVIEWS)編譯自eetimes
隨著美國特朗普政府的上臺以及中國DeepSeek的出現(xiàn),半導(dǎo)體市場的未來變得越來越難以預(yù)測。
此前有兩篇文章,分析了2025年至2030年的半導(dǎo)體市場趨勢及晶圓需求預(yù)測。但是一些讀者評論說,他們發(fā)現(xiàn)這本書難以理解,特別是對插圖的解釋。還有一項(xiàng)要求是“不僅要預(yù)測五年后的 2030 年,還要預(yù)測十年后的 2035 年”。因此這次,考慮到上次的教訓(xùn),我想嘗試對未來 10 年做出預(yù)測。

圖 1 2025 年至 2030 年各類半導(dǎo)體需求預(yù)測

圖 2 2025 年至 2030 年晶圓需求量(百萬片晶圓/月)及年增長率(千片晶圓/月)。圖中CMD代表資本市場日
預(yù)測未來十年有兩個不確定性。分別是2025年1月20日就職的第二屆特朗普政府,以及同日發(fā)布的中國生成式人工智能“DeepSeek”。上述兩大因素對全球半導(dǎo)體市場及晶圓需求將產(chǎn)生何種影響,仍有待觀察。
因此,本文首先在不考慮這些影響的情況下,對2035年全球半導(dǎo)體市場和晶圓需求進(jìn)行預(yù)測。然后,我們將考慮“第二屆特朗普政府”和“DeepSeek”將對市場產(chǎn)生的影響。
半導(dǎo)體需求及全球半導(dǎo)體需求預(yù)測(2025-2035)
圖1顯示了2025年至2030年各種電子設(shè)備對半導(dǎo)體的需求預(yù)測以及全球半導(dǎo)體的需求預(yù)測。此外,還列出了每種產(chǎn)品的年增長率。
假設(shè)這一年增長率將在2025年以后的10年內(nèi)持續(xù)下去,我們對2025年至2035年的全球半導(dǎo)體市場及其細(xì)分市場(各種電子設(shè)備用的半導(dǎo)體)進(jìn)行預(yù)測(圖3)。這張圖表顯示,“服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心和存儲”對半導(dǎo)體的需求到2035年將擴(kuò)大到826億美元。這一市場規(guī)模將在2025年超過整個全球半導(dǎo)體市場。

圖 3 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體需求預(yù)測
圖 4顯示了圖 3 中按半導(dǎo)體類型細(xì)分的預(yù)測趨勢。該圖表顯示,“服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心和存儲”(藍(lán)色圖表)對半導(dǎo)體的需求相較于其他電子設(shè)備的半導(dǎo)體而言經(jīng)歷了壓倒性的增長。

圖 4 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體需求預(yù)測
此外,圖5還顯示了未來10年內(nèi)每種類型的半導(dǎo)體需求在總半導(dǎo)體需求中的百分比如何變化。該圖顯示,“服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心和存儲”領(lǐng)域的半導(dǎo)體需求將擴(kuò)大到2025年半導(dǎo)體總需求的22.9%、2030年和2035年分別為34.3%和47.4%。也就是說,到2035年,“服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心和存儲”領(lǐng)域的半導(dǎo)體將占全球半導(dǎo)體需求的大約一半。

圖 5 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體需求份額預(yù)測
圖 5 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體需求份額預(yù)測
這一預(yù)測的準(zhǔn)確性還有待未來驗(yàn)證,但可以肯定地說,生成式人工智能對全球半導(dǎo)體市場的影響將是不可估量的。
從這里,我想預(yù)測四種類型的半導(dǎo)體晶圓的需求:成熟邏輯、尖端邏輯、DRAM 和 NAND 閃存。該預(yù)測將基于以下三個標(biāo)準(zhǔn),如上圖 2 所示。
(1):基于 2022 年的預(yù)測(尖端邏輯定義為 28nm 及以上。ChatGPT 之前)
(2):基于 2024 年的預(yù)測(尖端邏輯定義為 28nm 及以上。ChatGPT 之后)
(3):基于 2024 年的預(yù)測(尖端邏輯定義為 7nm 及以上。ChatGPT 之后)
(1)基于 2022 年的晶圓需求預(yù)測(ChatGPT 之前)
2025年至2035年各種半導(dǎo)體晶圓的需求情況以堆積圖顯示(圖6)。然而,從該圖表上很難看出哪些類型的晶圓需求特別強(qiáng)勁。

圖 6 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體晶圓需求預(yù)測
因此,我們制作了各種半導(dǎo)體晶圓需求的折線圖(圖7)。結(jié)果顯示,28nm以下成熟邏輯和28nm及以上的尖端邏輯均出現(xiàn)了尤為強(qiáng)勁的增長,而DRAM的增長率最低。

圖 7 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體晶圓需求預(yù)測
這里我稍微離題一下,但看一下圖6和圖7,我們可以看到成熟邏輯晶圓的需求規(guī)模和增長潛力極大。由于美國的制裁使得開發(fā)和量產(chǎn)尖端邏輯變得困難,中國半導(dǎo)體制造商正越來越多地轉(zhuǎn)向成熟邏輯。這一策略從晶圓需求角度看顯得極為合理且有效。
現(xiàn)在,讓我們回顧一下這個故事。以上所說的都是在ChatGPT出現(xiàn)之前做出的預(yù)測,即“ChatGPT之前”。那么ChatGPT推出之后,也就是“After ChatGPT”,各類半導(dǎo)體晶圓的需求將如何變化?
(2)基于 2024 年的晶圓需求預(yù)測(根據(jù) ChatGPT)
與上一節(jié)一樣,我們首先用堆疊圖繪制了 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體晶圓的需求情況(圖 8)。研究顯示,在基于 2022 年的預(yù)測中,DRAM 晶圓的需求增長率較低(1),但實(shí)際上正在增加。

圖 8 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體晶圓需求預(yù)測
接下來,我用折線圖繪制了各種半導(dǎo)體晶圓的需求情況(圖9)。結(jié)果確認(rèn),DRAM晶圓需求的增長率明顯高于(1)中基于2022年的預(yù)測。同時還透露,雖然成熟和尖端邏輯也在增長,但NAND的增長率卻非常低。

圖 9 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體晶圓需求預(yù)測
因此,我們比較了基于2022年的預(yù)測(1)和基于2024年的預(yù)測(2)中各種半導(dǎo)體的晶圓需求量(圖10)。結(jié)果顯示,DRAM 和 NAND 的變化最為顯著。

圖 10 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體的晶圓需求
首先,雖然預(yù)測 (1) 預(yù)計 DRAM 產(chǎn)量每年將增加 60,000 片/月,但預(yù)測 (2)卻將這一數(shù)字大幅上調(diào)至每年 160,000 片/月。另一方面,雖然預(yù)測(1)預(yù)計 NAND 晶圓年產(chǎn)量將增加 100,000 片/月,但預(yù)測(2)將其下調(diào)至 40,000 片/月。
另外,雖然變化不如 DRAM 和 NAND 那么大,但將預(yù)測(1)與預(yù)測(2)進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn),成熟邏輯將從每月 380,000 片晶圓減少到每月 340,000 片晶圓,而尖端邏輯將從每月 220,000 片晶圓增加到每月 240,000 片晶圓。
為什么 DRAM 需求增加而 NAND 需求減少
在這里,我們考慮一下為什么與預(yù)測 (1) 相比,在預(yù)測 (2) 中 DRAM 需求在增加而 NAND 需求在下降。
首先,DRAM晶圓需求增加的主要因素被認(rèn)為是AI服務(wù)器和AI數(shù)據(jù)中心的快速普及,這對于生成式AI的開發(fā)和運(yùn)行至關(guān)重要。
AI服務(wù)器使用AI半導(dǎo)體,包括NVIDIA GPU,它們配備了堆疊有大量DRAM的HBM(高帶寬內(nèi)存)。此外,AI服務(wù)器還需要大量的高速DRAM(常規(guī)DRAM,例如DDR5)。這兩個因素被認(rèn)為正在推動對 DRAM 晶圓的需求。
另一方面,可以推測NAND晶圓需求下滑的原因也在于AI服務(wù)器。人工智能服務(wù)器正在推動對高速、高密度 SSD 的需求,而這又需要高密度 3D NAND。預(yù)計到 2025 年,3D NAND 的層數(shù)將超過 400 層,到 2030 年將達(dá)到 1,000 層。
然而,制造這種高度堆疊的 3D NAND 需要非常長的晶圓工藝。因此,即使產(chǎn)能保持不變,在制造更高密度的3D NAND時,投入的晶圓數(shù)量也將不可避免地減少。這被認(rèn)為導(dǎo)致 NAND 晶圓需求下降。
(3)預(yù)測成熟邏輯與尖端邏輯的分界線為10~7納米(ChatGPT之后)
在預(yù)測(1)和預(yù)測(2)中,我們分析了各種半導(dǎo)體的晶圓需求,將成熟邏輯與尖端邏輯的界限設(shè)定為28納米。同時,ASML似乎認(rèn)為2030年后,這個邊界將從28納米轉(zhuǎn)移到10納米至7納米之間。其基礎(chǔ)是,尖端極紫外(EUV)曝光工具的全面應(yīng)用將在7nm階段左右開始。
因此,以下將成熟邏輯(ASML定義為“主流邏輯”)定義為10nm及之前,尖端邏輯定義為7nm及之后,并預(yù)測2025年至2035年各類半導(dǎo)體的晶圓需求量。
首先,和過去一樣,我們用堆疊圖展示了2025年至2035年各種半導(dǎo)體的晶圓需求情況(圖11)。該圖表顯示,7nm及以下先進(jìn)邏輯晶圓的需求在2025年之前一直較低,但現(xiàn)在正在迅速擴(kuò)大。

圖 11 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體晶圓需求預(yù)測
接下來,以折線圖表示各種半導(dǎo)體的晶圓需求情況(圖12)。結(jié)果證實(shí),雖然主流邏輯、先進(jìn)邏輯和 DRAM 晶圓的需求在增加,但 NAND 晶圓的需求并沒有大幅增加。

圖 12 2025 年至 2035 年各類半導(dǎo)體晶圓需求預(yù)測
此外,為了更清楚地闡明各種半導(dǎo)體的晶圓需求趨勢,圖 13顯示了 2025 年、2030 年和 2035 年 10 nm 以下主流邏輯、7 nm 及以上的尖端邏輯、DRAM 和 NAND 的晶圓需求。

圖 13 7nm 及以上為前沿時各類半導(dǎo)體的晶圓需求 Logc(2025、2030、2035)
首先,預(yù)計主流邏輯將獲得最大增長,未來10年內(nèi)月產(chǎn)量將增加380萬片晶圓。接下來先進(jìn)邏輯產(chǎn)能預(yù)計將從每月70萬片大幅擴(kuò)大至270萬片,每月增加200萬片。此外,DRAM月產(chǎn)量預(yù)計將從170萬片增至330萬片,每月增加160萬片。另一方面,NAND的增長率最低,10年間每月僅增加40萬片晶圓。
到目前為止,我們根據(jù) 2024 年 11 月 14 日舉行的“ASML 投資者日”的幻燈片研究了 2025 年至 2035 年各個半導(dǎo)體市場和晶圓需求的趨勢。
不過這些預(yù)測并沒有考慮到開頭提到的“第二屆特朗普政府”和“DeepSeek”帶來的影響。那么,這兩個因素將如何影響各個半導(dǎo)體市場和晶圓需求?
“第二屆特朗普政府”與“DeepSeek”的影響
在“第二屆特朗普政府”和“DeepSeek”之前,各國各地區(qū)就已經(jīng)在積極努力提升自身的半導(dǎo)體制造能力。因此,2025年全球晶圓產(chǎn)能原本預(yù)測為每月1120萬片,但實(shí)際增長5%,至每月1176萬片。此外,預(yù)計2030年的容量將達(dá)到1510萬,而預(yù)計2030年將增加5%~8%,達(dá)到1585萬-1630萬(圖14)。

圖 14 全球晶圓需求和增長
那么,“第二屆特朗普政府”與“DeepSeek”對于提高這些國家和地區(qū)的半導(dǎo)體制造能力會產(chǎn)生什么影響呢?
首先,DeepSeek 表明,通過使用一種名為“蒸餾”的技術(shù),可以在比 OpenAI 的 ChatGPT 更短的時間內(nèi)、以更低的成本開發(fā)出大型語言模型(LLM)(有欺詐的嫌疑,但在本文中我們不會詳細(xì)討論)。
要進(jìn)行“提煉”,需要一位準(zhǔn)確度高且成本高昂的LLM老師,比如OpenAI的“GPT-4”。因此,DeepSeek 的出現(xiàn)不會導(dǎo)致 NVIDIA GPU 等昂貴的 AI 半導(dǎo)體需求下降。相反,隨著第二和第三個 DeepSeek 的出現(xiàn),用于開發(fā)學(xué)生法學(xué)碩士學(xué)位的 AI 半導(dǎo)體的需求可能會增加。因此預(yù)計2030年全球半導(dǎo)體需求增速將大于5%~8%。
那么特朗普第二屆政府將會產(chǎn)生什么影響呢?
半導(dǎo)體的“本地生產(chǎn)和消費(fèi)”
目前尚不清楚特朗普第二屆政府是否會除了汽車之外還對半導(dǎo)體征收關(guān)稅。不過,像臺積電這樣的占到其半導(dǎo)體出貨量70%以上的企業(yè),正陸續(xù)在美國興建半導(dǎo)體工廠,以便隨時應(yīng)對加征關(guān)稅。根據(jù)目前確認(rèn)的信息,亞利桑那州預(yù)計將建設(shè)6個前端工廠和2個先進(jìn)的后端工廠,總投資額將達(dá)到1650億美元。
與此同時,在中國,由于美國的制裁,先進(jìn)半導(dǎo)體的生產(chǎn)變得越來越困難,并且正在轉(zhuǎn)向28納米及以上的成熟節(jié)點(diǎn)。從目前晶圓需求分析來看,成熟節(jié)點(diǎn)邏輯領(lǐng)域規(guī)模較大,且增長率較高。因此,中國半導(dǎo)體行業(yè)有潛力大幅增加全球?qū)Τ墒爝壿嬀A的需求。
此外,包括日本在內(nèi)的歐洲和亞洲國家也在尋求在本國和地區(qū)擴(kuò)大半導(dǎo)體制造產(chǎn)能,預(yù)計未來這一趨勢將更加活躍。
簡而言之,美國、中國、歐洲和亞洲國家日益傾向于本地生產(chǎn)和消費(fèi)半導(dǎo)體。但這不一定是一個健康的趨勢。因?yàn)橹圃煸O(shè)備和材料不可能完全在每個國家和地區(qū)內(nèi)采購,設(shè)計、前端和后端流程也不可能完全在每個國家和地區(qū)內(nèi)完成。
然而,世界各地正在進(jìn)行的半導(dǎo)體本地生產(chǎn)和消費(fèi)的趨勢不太可能停止。那么2025年至2035年間全球晶圓需求將增加多少呢?
2025年至2035年全球半導(dǎo)體晶圓需求量
下面我們假設(shè)四種情景,并計算2025年、2030年、2035年全球晶圓需求量(圖15)。

圖 15 全球晶圓需求預(yù)測(2025-2030)
場景 A
此情景是圖13中增長最慢的情況。盡管如此,如果我們假設(shè)2025年的晶圓需求量為每月1,120萬片,并且此后每年每月增加78萬片,那么到2035年將達(dá)到該數(shù)量的1.7倍,即每月1,900萬片。
場景 B
這就是圖 13 所示的增長率最高的情景。假設(shè)2025年晶圓需求量為每月1,120萬片,此后每月產(chǎn)量每年增加86.5萬片,則2035年月產(chǎn)量將增加約1.8倍至1,985萬片。
場景C
本案例假設(shè)2025年晶圓需求量為1120萬片/月,每年增加100萬片/月。這樣一來,2035年的月產(chǎn)量將達(dá)到2120萬張,約增長1.9倍。
場景D
本案例假設(shè)2025年晶圓需求量為1120萬片/月,每年增加150萬片/月。這樣一來,2035年月產(chǎn)量將增加約2.3倍,達(dá)到2,620萬張。
事實(shí)上,場景 D,即 2035 年的晶圓需求將是 2025 年的 2.3 倍,很難說是現(xiàn)實(shí)。但實(shí)際的晶圓需求量將有可能超過ASML所假設(shè)的增長率最高的情景B,而接近我所假設(shè)的情景C。也就是說,2035年全球晶圓需求量將比2025年大致翻一番,且極有可能超過每月2000萬片晶圓。
在本文中,我們根據(jù) ASML 投資者日發(fā)布的幻燈片中的數(shù)據(jù),預(yù)測了到 2035 年各種半導(dǎo)體市場和晶圓需求。我們已經(jīng)盡力分析了,但是這個預(yù)測有多準(zhǔn)確呢?
首先需要關(guān)注的是特朗普第二屆政府是否會對半導(dǎo)體征收關(guān)稅。僅此一點(diǎn)就能對預(yù)測產(chǎn)生很大的影響。半導(dǎo)體市場比以前更加難以預(yù)測。
本文寫于4月2日特朗普總統(tǒng)發(fā)表講話宣布對全球所有國家和地區(qū)征收對等關(guān)稅之前。特朗普政府的對等關(guān)稅措施有摧毀全球經(jīng)濟(jì)、徹底終止自由貿(mào)易的風(fēng)險,全球陷入恐慌之中。毫無疑問,特朗普的關(guān)稅將對半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生重大影響,但在校對時,缺乏可用的信息,因此尚不清楚這將產(chǎn)生什么具體影響。
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