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作者簡介：湯之上隆先生為日本精密加工研究所所長，曾長期在日本制造業(yè)的生產(chǎn)第一線從事半導(dǎo)體研發(fā)工作，2000年獲得京都大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，之后一直從事和半導(dǎo)體行業(yè)有關(guān)的教學(xué)、研究、顧問及新聞工作者等工作，曾撰寫《日本“半導(dǎo)體”的失敗》、《“電機(jī)、半導(dǎo)體”潰敗的教訓(xùn)》、《失去的制造業(yè)：日本制造業(yè)的敗北》等著作。
在本系列的最近兩篇文章中，我們探討了2025-2030年間半導(dǎo)體市場的趨勢以及晶圓需求預(yù)測（見圖1、圖2）。不過，有部分讀者，尤其是在圖表的解讀方面，反饋稱“難以理解”。此外，還有讀者希望我們不僅預(yù)測5年后的2030年，也能延伸至10年后的2035年。
因此，這次我們將基于上次的反饋，嘗試進(jìn)行未來10年的預(yù)測挑戰(zhàn)。
圖1：2025年-2030年各類半導(dǎo)體的需求預(yù)測；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
圖2：2025-2030年晶圓需求（百萬片/月）與年增長量（千片/月）圖中“CMD”為“Capital Market Day（資本市場日）”的縮寫；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
01、大膽挑戰(zhàn)至2035年的半導(dǎo)體市場預(yù)測
在對(duì)未來10年進(jìn)行預(yù)測時(shí)，存在兩個(gè)重大不確定因素：2025年1月20日就任的特朗普政府，以及同日發(fā)布的中國生成式AI“DeepSeek”。這兩項(xiàng)事件將如何影響全球半導(dǎo)體市場和晶圓需求，目前尚無法確定。
因此，本文將首先在不考慮上述變量影響的前提下，對(duì)2035年為止的全球半導(dǎo)體市場與晶圓需求進(jìn)行預(yù)測；之后再進(jìn)一步探討“特朗普政府”與“DeepSeek”可能帶來的市場沖擊。
02、2025年-2035年各類半導(dǎo)體與全球半導(dǎo)體市場需求預(yù)測
圖1展示了2025-2030年面向各類電子設(shè)備的半導(dǎo)體及全球半導(dǎo)體市場的需求預(yù)測，同時(shí)也列出了各細(xì)分領(lǐng)域的年均增長率。
基于該增長率將持續(xù)10年的假設(shè)，作者繪制了2025-2035年全球半導(dǎo)體市場整體及其構(gòu)成（按應(yīng)用領(lǐng)域分類）的預(yù)測圖（圖3）。從圖中可以看出，到2035年，用于“服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心和存儲(chǔ)”領(lǐng)域的半導(dǎo)體市場規(guī)模將增長至826億美元——這一數(shù)字甚至超過了2025年全球整個(gè)半導(dǎo)體市場的規(guī)模。
圖 3 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體的需求預(yù)測；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
圖4進(jìn)一步將圖3的數(shù)據(jù)細(xì)分顯示，清晰表明“服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心與存儲(chǔ)”相關(guān)半導(dǎo)體的需求增長遠(yuǎn)超其他應(yīng)用領(lǐng)域，呈現(xiàn)出壓倒性的增長態(tài)勢。
圖 4 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體的需求預(yù)測；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
而圖5則展示了這類半導(dǎo)體在總需求中所占的比重演變：從2025年的22.9%上升至2030年的34.3%，再到2035年的47.4%。換句話說，到2035年，近一半的全球半導(dǎo)體需求將由服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心與存儲(chǔ)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)。
圖 5：2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體的預(yù)計(jì)需求百分比；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
盡管這一預(yù)測的準(zhǔn)確性仍需未來驗(yàn)證，但可以明確地說，生成式AI的興起正以前所未有的速度和規(guī)模，深刻改變?nèi)虬雽?dǎo)體市場的結(jié)構(gòu)。
03、通過“三種基準(zhǔn)”預(yù)測半導(dǎo)體晶圓需求
接下來將從成熟制程（Mature Logic）、先進(jìn)制程（Advanced Logic）、DRAM?以及?NAND閃存?四類出發(fā)，對(duì)半導(dǎo)體晶圓的需求進(jìn)行預(yù)測。根據(jù)前述圖2的設(shè)定，本文將基于以下三種不同基準(zhǔn)來展開預(yù)測：
（1）以2022年為基準(zhǔn)的預(yù)測（將28nm及以下視為先進(jìn)制程；即“ChatGPT問世前”的預(yù)期）
（2）以2024年為基準(zhǔn)的預(yù)測（同樣以28nm及以下視為先進(jìn)制程；即“ChatGPT問世后”的預(yù)期）
（3）以2024年為基準(zhǔn)的預(yù)測（但將7nm及以下視為先進(jìn)制程；同為“ChatGPT問世后”的新預(yù)期）
04、以2022年為基準(zhǔn)的晶圓需求預(yù)測（ChatGPT之前）
2025-2035 年期間各種半導(dǎo)體的晶圓需求以疊加圖的形式顯示（圖 6）。 不過，從圖中很難看出哪些類型的晶圓需求量特別大。
圖 6： 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體的晶圓需求預(yù)測（(1) CMD2022）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
因此，作者進(jìn)一步以折線圖形式展示了各類半導(dǎo)體的晶圓需求變化（圖7）。分析結(jié)果顯示，28nm及以下的先進(jìn)制程器件與28nm及以上的成熟制程器件的增長最為突出；而DRAM的增長率則最為低迷。
圖 7：2025 至 2035 年各種半導(dǎo)體的晶圓需求預(yù)測 (1) CMD2022；來源：根據(jù) Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，作者根據(jù) “ASML 投資者日”（2024 年 11 月 14 日）的數(shù)據(jù)編制。
插一句題外話，從圖6與圖7可以看出，成熟制程用晶圓的需求規(guī)模與成長性相當(dāng)可觀。由于美國的出口限制，中國半導(dǎo)體廠商在先進(jìn)制程的開發(fā)與量產(chǎn)方面受阻，因此正在戰(zhàn)略性地加大對(duì)成熟制程的投入。從晶圓需求的角度看，這種轉(zhuǎn)向既合理又有效。
話題回到正軌。以上是“ChatGPT出現(xiàn)前”的預(yù)測結(jié)果。那么，在ChatGPT問世之后的時(shí)代，各類半導(dǎo)體的晶圓需求又會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？
05、基于 2024 年的晶圓需求預(yù)測（ChatGPT 之后）
與上一節(jié)一樣，我首先將 2025-2035 年各種半導(dǎo)體的硅片需求寫成堆疊圖（圖 8）。 然后，發(fā)現(xiàn)對(duì) DRAM 晶圓的需求正在增加，在 2022 年的預(yù)測 （1） 中增長率較低。
圖 8 2025-2035 年各種半導(dǎo)體的晶圓需求預(yù)測?（（2） CMD2022）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
接下來，我繪制了各種半導(dǎo)體的晶圓需求線圖（圖 9）。結(jié)果證實(shí)，基于 2022 年的 DRAM 晶圓需求增長率遠(yuǎn)大于（1） 中的預(yù)測。研究還顯示，雖然成熟和先進(jìn)制程晶圓需求也在增長，但 NAND 的增長速度非常低。
圖 9 2025-2035 年各種半導(dǎo)體的硅片需求預(yù)測 （（2）CMD2024）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
因此，我們?cè)诨?2022 年的預(yù)測 （1） 和基于 2024 年的預(yù)測 （2） 中比較了各種半導(dǎo)體的硅片需求（圖 10）。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DRAM 和 NAND 的變化最為顯著。
圖 10 2025-2035 年各種半導(dǎo)體的硅片需求：（1） CMD2022 和 （2） CMD2024 的比較；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
首先，DRAM 產(chǎn)量在預(yù)測 （2） 中大幅上調(diào)至每年 160,000片，在預(yù)測 （1） 中預(yù)計(jì)每月增加 60,000?片。另一方面，NAND 產(chǎn)量在預(yù)測 （2） 中下調(diào)至 40,000?片，在預(yù)測 （1） 中預(yù)計(jì)每月增加 100,000?片。
此外，雖然變化沒有 DRAM 和 NAND 那么大，但預(yù)測 （1） 和預(yù)測 （2） 之間的比較表明，成熟制程的月產(chǎn)量將從每年 380,000?片減少到 340,000?片，而先進(jìn)制程的月產(chǎn)量將從每月 220,000?片增加到 240,000?片。
06、為什么對(duì) DRAM 的需求在增加，而對(duì) NAND 的需求卻在減少？
在這里，我想考慮一下預(yù)測 （2） 中對(duì) DRAM 的需求增加而對(duì) NAND 的需求減少的原因，而不是預(yù)測 （1） 的晶圓需求。
首先，DRAM 晶圓需求增加的主要原因是?AI 服務(wù)器和 AI 數(shù)據(jù)中心的快速普及，這些都是生成式 AI 開發(fā)和運(yùn)營不可或缺的。
AI 服務(wù)器中使用了 NVIDIA GPU 等 AI 半導(dǎo)體，這些 GPU 配備了 HBM（高帶寬內(nèi)存），這里有大量的 DRAM。此外，大量的高速 DRAM（DDR5 等傳統(tǒng) DRAM）也用于 AI 服務(wù)器的運(yùn)行。這兩個(gè)因素被認(rèn)為推動(dòng)了對(duì) DRAM 晶圓的需求。
另一方面，可以假設(shè)?NAND 晶圓需求下降的原因也是由于 AI 服務(wù)器。在 AI 服務(wù)器中，對(duì)高速、高密度 SSD 的需求不斷增加，需要高密度 3D NAND 來跟上。預(yù)計(jì)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，在制造這種高度堆疊的 3D NAND 時(shí)，晶圓工藝流程非常長。因此，即使生產(chǎn)能力相同，在制造堆疊度更高的 3D NAND 時(shí)，晶圓的投入量也會(huì)不可避免地減少。這被認(rèn)為是導(dǎo)致 NAND 晶圓需求減少的原因。
07、預(yù)測成熟制程和先進(jìn)制程之間的界限為 10-7 nm（ChatGPT之后）
在預(yù)測 （1） 和 （2） 中，我們分析了以 28 nm 作為成熟制程和先進(jìn)制程之間邊界的各種半導(dǎo)體的晶圓需求。另一方面，ASML 似乎認(rèn)為這個(gè)邊界將在 2030 年后從 28 nm 轉(zhuǎn)移到 10-7 nm。 原因是最先進(jìn)的極紫外 （EUV） 光刻設(shè)備的應(yīng)用在 7 nm 左右開始。
因此，我們?cè)谙挛闹蓄A(yù)測了 2025 年至 2035 年各種半導(dǎo)體的晶圓需求，其中成熟制程（ASML 定義為“Mainstream Logic”， "主流制程"）為 10 nm以上，先進(jìn)制程為 7 nm及以下。
首先，與過去一樣，2025-2035 年各種半導(dǎo)體的硅片需求以堆疊圖表示（圖 11）。 從這張圖中可以看出，截至 2025 年晶圓需求較小的 7nm?以下的先進(jìn)制程正在迅速擴(kuò)張。
圖 11 2025-2035 年各種半導(dǎo)體的硅片需求預(yù)測 （（3） CMD2022）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
接下來，各種半導(dǎo)體的晶圓需求如線圖所示（圖 12）。 結(jié)果證實(shí)，主流制程、先進(jìn)制程和 DRAM 對(duì)晶圓的需求正在增加，而對(duì) NAND 晶圓的需求并沒有增加太多。
圖 12 2025-2035 年各種半導(dǎo)體的硅片需求預(yù)測 （（3） CMD2024）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
此外，為了進(jìn)一步闡明各種半導(dǎo)體的晶圓需求趨勢，圖 13 顯示了 2025 年、2030 年和 2035 年對(duì) 10 nm?以上的"主流制程"和 7 nm?以下的先進(jìn)制程、DRAM 和 NAND 的晶圓需求。
圖 13 當(dāng) 7nm 或更高工藝用作先進(jìn)制程時(shí)，各種類型半導(dǎo)體的晶圓需求（2025 年、2030 年、2035 年）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
首先，"主流制程"預(yù)計(jì)將出現(xiàn) 10 年來的最大增長，每月增加 380 萬個(gè)單位。接下來，"先進(jìn)制程"預(yù)計(jì)將將其月產(chǎn)量從 70萬片大幅擴(kuò)大到 270 萬片，每月增加 200 萬片。此外，DRAM 產(chǎn)量預(yù)計(jì)將從 170 萬片增加到 330 萬片 DRAM，每月增加 160 萬片 DRAM。另一方面，NAND 的增長率最低，10 年內(nèi)每月僅增長 40萬片。
到目前為止，根據(jù) 2024 年 11 月 14 日舉行的“ASML 投資者日”的幻燈片，我們研究了 2025-2035 年各種半導(dǎo)體市場和硅片需求的趨勢。
然而，這些預(yù)測并沒有考慮到開頭提到的“特朗普政府”和“DeepSeek”的影響。那么，這兩個(gè)因素又如何影響半導(dǎo)體市場和硅片需求呢？
08、“特朗普政府”和“DeepSeek”的影響
即使在 "特朗普政府"和 "DeepSeek"出現(xiàn)之前，全球各國也越來越希望提高本國的半導(dǎo)體制造能力。因此，到 2025 年，全球硅片產(chǎn)能從預(yù)計(jì)的 1120 萬片增加到 1176 萬片，增長了 5%。 此外，預(yù)計(jì)到 2030 年產(chǎn)能為 1510 萬，預(yù)計(jì)將增加 5-8%，達(dá)到 1585 萬-1630 萬（圖 14）。
圖 14 全球硅片需求及其增長；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
那么，“特朗普政府”和“DeepSeek”將對(duì)提高這些國家和地區(qū)的半導(dǎo)體制造能力產(chǎn)生什么影響呢？
首先，我們展示了 DeepSeek 可以通過使用一種稱為“蒸餾”的方法，以比 OpenAI 的 ChatGPT 更短的時(shí)間內(nèi)以更低的成本開發(fā)大型語言模型 （LLM）。
為了執(zhí)行 “蒸餾”，需要一個(gè)高度準(zhǔn)確且昂貴的 LLM，例如 OpenAI 的 GPT-4。因此，DeepSeek的出現(xiàn)不會(huì)導(dǎo)致對(duì)昂貴的NVIDIA GPU等AI半導(dǎo)體的需求下降。相反，隨著第二代和第三代 DeepSeek 的出現(xiàn)，用于為學(xué)生角色開發(fā) LLM 的 AI 半導(dǎo)體需求可能會(huì)增加。因此，預(yù)計(jì) 2030 年全球半導(dǎo)體需求增長率將大于 5-8%。
那么，特朗普政府的影響是什么？
09、“本地生產(chǎn)和消化”的半導(dǎo)體
目前尚不清楚特朗普政府是否會(huì)對(duì)半導(dǎo)體征收關(guān)稅。然而，例如，占對(duì)美國半導(dǎo)體出貨量 70% 以上的臺(tái)積電正在美國陸續(xù)建設(shè)半導(dǎo)體工廠，以便隨時(shí)應(yīng)對(duì)關(guān)稅。根據(jù)目前的信息，亞利桑那州將建立 6 個(gè)前端工廠和 2 個(gè)先進(jìn)的后端工廠，總投資 1650 億美元。
另一方面，在中國出現(xiàn)了向 28nm及以上成熟節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)變的趨勢。根據(jù)目前對(duì)硅片需求的分析，成熟節(jié)點(diǎn)制程領(lǐng)域規(guī)模大，增長率高。因此，中國的半導(dǎo)體行業(yè)有可能顯著增加全球?qū)Τ墒熘瞥叹A的需求。
此外，包括歐洲和日本在內(nèi)的亞洲國家也在努力提高本國國家和地區(qū)的半導(dǎo)體制造能力，預(yù)計(jì)這一趨勢還將加劇。
總之，在美國、中國、歐洲和許多亞洲國家，半導(dǎo)體本地生產(chǎn)和本地消費(fèi)的趨勢日益明顯。然而，這并不一定是一種健康的趨勢。這是因?yàn)樯a(chǎn)設(shè)備和材料不可能完全在每個(gè)國家或地區(qū)采購，設(shè)計(jì)、前端和后端流程也不可能在每個(gè)國家或地區(qū)完成。
但全球半導(dǎo)體本地化生產(chǎn)和消費(fèi)的趨勢不可能停止。那么，在 2025 年至 2035 年期間，全球?qū)A的需求將增加多少呢？
10、2025-2035 年全球半導(dǎo)體晶圓需求
下文中，我們假設(shè)四種情景計(jì)算了 2025 年、2030 年和 2035 年的全球硅片需求（圖 15）。
圖 15 全球硅片需求預(yù)測（2025-2030 年）；來源：Amit Harchandani，《終端市場、晶圓需求與光刻支出》，ASML投資者日（2024年11月14日）演示文稿
[情景 A]
這種情況是圖 1 中所示的最低增長率的情況。即便如此，假設(shè) 2025 年的硅片需求為每月 1120 萬片，此后每年增加 78 萬片，到 2035 年月產(chǎn)量將達(dá)到 1900 萬片，約為 1.7 倍。
[情景 B]
這是圖 13 中增長率最高的情景。假設(shè) 2025 年硅片需求為每月 1120 萬片，之后每年增加產(chǎn)量 86.5萬片，則 2035 年月產(chǎn)量將增加約 1.8 倍，達(dá)到 1985 萬片。
[情景 C]
假設(shè) 2025 年的硅片需求為每月 1120 萬片，月產(chǎn)量將每年增加 100 萬片。在這種情況下，到 2035 年，月產(chǎn)量將達(dá)到 2120 萬片，大約高出 1.9 倍。
[情景 D]
在這種情況下，假設(shè) 2025 年的硅片需求為每月 1120 萬片，月產(chǎn)量將每年增加 150 萬片。在這種情況下，到 2035 年，月產(chǎn)量將增加約 2.3 倍，達(dá)到 2620 萬片。
正如預(yù)期的那樣，2035 年硅片需求是 2025 年的 2.3 倍的情景 D 幾乎不現(xiàn)實(shí)。 然而，實(shí)際硅片需求將超過ASML假設(shè)的增長率最高的情景B，并且將更接近我設(shè)想的情景C。?換言之，2035 年全球硅片需求量可能是 2025 年的兩倍左右，每月超過 2000 萬片。
在本報(bào)告中，我們根據(jù) ASML 投資者日上展示的幻燈片數(shù)據(jù)預(yù)測了到 2035 年的各種半導(dǎo)體市場和硅片需求。我們盡了最大的努力來分析它，但這個(gè)預(yù)測在多大程度上是準(zhǔn)確的呢？
首先要關(guān)注的是特朗普政府是否會(huì)對(duì)半導(dǎo)體征收關(guān)稅。這是因?yàn)閮H這一點(diǎn)就可以對(duì)預(yù)測產(chǎn)生很大的影響。半導(dǎo)體市場比以往任何時(shí)候都更加不可預(yù)測。
本文寫于 4 月 2 日特朗普總統(tǒng)宣布將對(duì)全球所有國家和地區(qū)征收對(duì)等關(guān)稅之前。特朗普政府的對(duì)等關(guān)稅有可能毀掉全球經(jīng)濟(jì)并徹底終止自由貿(mào)易，世界目前處于恐慌狀態(tài)。雖然特朗普的關(guān)稅肯定會(huì)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生巨大影響，但目前由于信息不足，具體會(huì)產(chǎn)生什么樣的影響尚不得而知。關(guān)于這件事，我們希望在以后的報(bào)道中詳細(xì)敘述。
