在近日舉行的2024年德國漢諾威工業(yè)博覽會上，人工智能成為重點關(guān)注的領(lǐng)域之一。圖為會上一款機器人在演示傳遞物品。新華社記者 任鵬飛 攝
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人工智能技術(shù)新一輪爆發(fā)式發(fā)展正在改變?nèi)虬雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局。人工智能對高性能、高算力芯片的巨大需求，推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新，并由此迎來巨量的增長空間。如何抓住半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)的機會，成為業(yè)界各方關(guān)注的焦點，而通過全球化的開放合作加速產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新已然成為業(yè)界的共識。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來重要機遇期
全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷去年周期性下滑后，2024年逐漸迎來復(fù)蘇。在近日于上海舉行的SEMICON China 2024國際半導(dǎo)體展上，專家表示，今年全球半導(dǎo)體銷售額將實現(xiàn)超過10%的正增長，預(yù)計到2030年有望突破萬億美元。在全球半導(dǎo)體市場邁向萬億美元的進程中，人工智能（AI）及其驅(qū)動的新智能應(yīng)用將成為推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)前行的重要驅(qū)動力。
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迎來復(fù)蘇
“2023年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了下行周期，產(chǎn)業(yè)下滑約11%。”國際半導(dǎo)體組織SEMI全球副總裁、中國區(qū)總裁居龍表示，半導(dǎo)體是典型的具有明顯周期性的產(chǎn)業(yè)，而技術(shù)迭代是推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引擎。SEMI預(yù)計今年半導(dǎo)體銷售額將增長約13%至16%，可能達(dá)到6000億美元，并且未來幾年將持續(xù)保持增長，預(yù)計到2030年前后有望實現(xiàn)1萬億美元里程碑。
產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)趨勢表明，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期性衰退已經(jīng)觸底，最終需求的改善和庫存正常化的結(jié)束將支持產(chǎn)業(yè)逐步復(fù)蘇。
SEMI首席分析師曾瑞榆預(yù)測，半導(dǎo)體銷售額預(yù)計將在2024年和2025年實現(xiàn)兩位數(shù)增長。其中，半導(dǎo)體設(shè)備和材料市場將在2024年出現(xiàn)改善，隨后在2025年強勁復(fù)蘇。另外，中國對成熟技術(shù)的投資將保持強勁，高帶寬內(nèi)存（HBM）、全環(huán)繞柵極（GAA）晶體管和先進封裝正成為當(dāng)前業(yè)界的熱點。
咨詢公司國際商業(yè)策略首席執(zhí)行官Handel Jones同樣認(rèn)為，半導(dǎo)體市場在2023年下降了9.11%，但在2024年將增長11.49%，預(yù)計到2030年半導(dǎo)體市場將達(dá)到1.1萬億美元，半導(dǎo)體市場的長期前景非常樂觀。晶圓代工市場在2023年下降了12.18%，2024年將增長10.15%，從2025年開始，2納米及以下的晶圓代工市場將進入高速增長期，到2030年將達(dá)到835億美元。
另據(jù)國際數(shù)據(jù)公司（IDC）全球半導(dǎo)體與賦能科技研究集團總裁Mario Morales預(yù)測，受內(nèi)存市場反彈和全行業(yè)庫存調(diào)整解決方案的推動，預(yù)計2024年半導(dǎo)體市場將增長20%達(dá)到6300億美元。2027年半導(dǎo)體總市場將達(dá)到8045億美元，高于此前預(yù)測的6.7%。隨著行業(yè)向人工智能、計算基礎(chǔ)設(shè)施、汽車、高帶寬內(nèi)存和小芯片（Chiplet）的轉(zhuǎn)型，2029年半導(dǎo)體市場銷售額將接近1萬億美元。
AI將成重要驅(qū)動力
在半導(dǎo)體市場邁向萬億美元的進程中 ，產(chǎn)業(yè)也將迎來新一代技術(shù)推動及源源不斷的新興應(yīng)用市場機遇，包括AI及其驅(qū)動的新智能應(yīng)用、AI PC和AI手機、新能源汽車及工業(yè)應(yīng)用等新興產(chǎn)業(yè)。AI被認(rèn)為將發(fā)揮越來越重要的驅(qū)動作用。
居龍認(rèn)為，AI和半導(dǎo)體之間存在著相互促進的關(guān)系，AI智能應(yīng)用創(chuàng)新驅(qū)動著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)成長，而圖形處理器（GPU）提供的算力使AI智能應(yīng)用成為可能，兩者相輔相成。2023年是生成式AI的爆發(fā)元年，生成式AI應(yīng)用也將進入爆發(fā)期，AI和半導(dǎo)體技術(shù)相互推動發(fā)展的關(guān)系，將加速塑造產(chǎn)業(yè)的未來、影響產(chǎn)業(yè)的走向。
在歐洲知名半導(dǎo)體分析機構(gòu)Yole半導(dǎo)體部門總監(jiān)Emilie Jolivet看來，半導(dǎo)體行業(yè)尤其是處理器領(lǐng)域，正在經(jīng)歷兩個重大變革：小芯片的采用和生成式人工智能的興起。從2022年11月ChatGPT發(fā)布以來，生成式人工智能快速興起，帶動2023年AI芯片、存儲芯片出貨量大幅飆升。在一些全球知名科技巨頭大力投資人工智能服務(wù)器以構(gòu)建其基礎(chǔ)設(shè)施的推動下，生成式人工智能的采用率激增。這些趨勢將推動未來5年半導(dǎo)體市場的增長。
“生成式人工智能是半導(dǎo)體行業(yè)最重要的機遇之一。”Handel Jones預(yù)測，到2030年，生成式人工智能將影響超過70%的半導(dǎo)體產(chǎn)品，它能夠大幅降低設(shè)計成本，提高半導(dǎo)體制造效率。
業(yè)界認(rèn)為，未來幾年，AI將推動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)走向萬億級。在AI時代，集成電路應(yīng)用面臨巨大的創(chuàng)新空間，包括傳感、存儲、通信、安全和能源。AI將在這些領(lǐng)域產(chǎn)生越來越多的創(chuàng)新和增長機遇。
中國市場蘊含潛力
中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、市場需求、產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)等多方面都具備良好的發(fā)展基礎(chǔ)。中國作為全球最大的消費電子市場，對半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求持續(xù)增長。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)快速發(fā)展，中國市場對于半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求將會進一步增加，這也為中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供巨大的市場機遇。
中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院院長張立表示，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)發(fā)展的基石。2024年在AI應(yīng)用的刺激和帶領(lǐng)下，全球半導(dǎo)體行業(yè)有望呈現(xiàn)復(fù)蘇反彈態(tài)勢，中國擁有快速增長的、旺盛的、確定的市場需求。從今年的SEMICON China展會中能夠感受到中國半導(dǎo)體行業(yè)的熱度和發(fā)展態(tài)勢。可以預(yù)見，在人工智能、大模型、智能汽車等新興應(yīng)用推動下，集成電路創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革將加快演進，通過全球化的開放合作加速產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，始終是產(chǎn)業(yè)界的共識。
“產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈和金融鏈的三鏈融合，推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。”中國集成電路創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長葉甜春表示，從現(xiàn)在來看，正是投資中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的好時機。新的智能應(yīng)用和市場需求驅(qū)動集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，全球信息化正從數(shù)字化向智能化提升，這些都將提振對中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的信心。（ 高少華）
全球科技公司加速布局AI芯片
美國芯片企業(yè)英偉達(dá)于3月18日在加利福尼亞州圣何塞市舉行的開發(fā)者大會上，推出基于Blackwell架構(gòu)、可應(yīng)用于人工智能（AI）領(lǐng)域的高性能圖形處理器（GPU）B200。英偉達(dá)首席執(zhí)行官黃仁勛表示，這次推出的人工智能芯片是“驅(qū)動這場新工業(yè)革命的引擎”。
據(jù)介紹，B200集成有2080億個晶體管，是上一代芯片800億個晶體管的2.6倍，在處理給聊天機器人提供答案等任務(wù)時，B200芯片的速度比上一代芯片快30倍。微軟、亞馬遜、谷歌等科技巨頭將是Blackwell架構(gòu)芯片產(chǎn)品的首批用戶。
以美國開放人工智能研究中心（Open AI）推出現(xiàn)象級生成式人工智能產(chǎn)品ChatGPT為起點，美國主要科技公司紛紛聚焦生成式人工智能領(lǐng)域，帶動人工智能新一輪爆發(fā)式發(fā)展的浪潮。
隨著人工智能研究的前沿轉(zhuǎn)向計算密集型大語言模型，構(gòu)建復(fù)雜人工智能系統(tǒng)所需的數(shù)學(xué)運算與圖形芯片的工作方式相似，需要同時進行大量簡單計算，高性能圖形處理器便成為訓(xùn)練人工智能的算力基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)、算法和算力被認(rèn)為是人工智能三大支柱。人工智能的數(shù)據(jù)模型對高性能、高算力的AI芯片需求極大，加之人工智能各領(lǐng)域應(yīng)用快速發(fā)展，推動芯片行業(yè)的競爭日趨白熱化，發(fā)展目標(biāo)轉(zhuǎn)向高算力、高靈活性和低功耗。
原本在圖形處理器領(lǐng)域先行一步的英偉達(dá)公司就此找到更廣闊的用武之地和發(fā)展空間。憑借AI熱潮的助力，該公司股價一路攀升，一度躍身為全球第一家市值突破2萬億美元的芯片公司，反映了全球科技公司對于AI算力需求的激增。
隨著Sora、“雙子座”等大模型的相繼推出，基于大模型的諸多應(yīng)用逐漸落地，AI芯片供不應(yīng)求的狀況或在相當(dāng)長時間內(nèi)持續(xù)。
科技公司要想在大模型競爭中趕上潮流，就必須構(gòu)建強大的算力設(shè)施，AI芯片正成為瓶頸。據(jù)估算，英偉達(dá)AI芯片目前占據(jù)全球該領(lǐng)域銷售額的70%至80%。
目前谷歌、微軟和“元”公司等科技巨頭紛紛開始布局自研AI芯片，加入人工智能芯片競爭。美國超威半導(dǎo)體公司也宣布加大投入，以期挑戰(zhàn)英偉達(dá)的市場主導(dǎo)地位。2023年12月，超威半導(dǎo)體發(fā)布了可用于訓(xùn)練和運行大型語言模型的MI300系列芯片產(chǎn)品。
在19世紀(jì)中期的淘金熱中賺到最多錢的是那些提供工具的人，而不是尋找金礦的人。今天，以英偉達(dá)為代表的人工智能芯片公司，可能在這場技術(shù)革命中扮演著同樣的角色。（吳曉凌 ）
日本重燃半導(dǎo)體雄心
引進臺積電等海外先進企業(yè)，培育本土企業(yè)Rapidus瞄準(zhǔn)尖端制程，當(dāng)前日本正以前所未有的巨額補貼和推進速度發(fā)力半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，臺積電的進入有望在補齊日本半導(dǎo)體制造短板的同時帶動產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，鞏固其在半導(dǎo)體設(shè)備和材料領(lǐng)域的優(yōu)勢。而日本之所以決心甚堅，不僅因為半導(dǎo)體作為戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)關(guān)系“安全”，還被寄予了重振日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的厚望。
重金支持關(guān)鍵企業(yè)
全球半導(dǎo)體制造龍頭臺積電位于日本熊本縣的工廠2月下旬開業(yè)，被視為日本尋求芯片產(chǎn)業(yè)復(fù)興的重要一步。該工廠采用22/28納米以及12/16納米制程技術(shù)，計劃年底開始量產(chǎn)。同時，臺積電將與索尼、電裝、豐田汽車等合作伙伴共同增資其日本公司JASM，并于年內(nèi)開工建設(shè)日本第二工廠，目標(biāo)是2027年實現(xiàn)量產(chǎn)并可望將制程推進至6納米，能夠生產(chǎn)3納米芯片的“三廠”也在考慮之中。
據(jù)了解，臺積電日本第一工廠獲得了政府高達(dá)4760億日元的補貼，占該晶圓廠總支出約37%。日本政府也將為第二座晶圓廠提供約7300億日元補貼。
巨額補貼加持下，臺積電在日本的芯片制造布局將涵蓋從成熟制程到先進工藝的進階路線。
受益于政府補貼的不只有臺積電，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省還將對美光科技在廣島工廠的補貼從3.2億美元增加到12.9億美元，為日本鎧俠和美國西部數(shù)據(jù)公司在三重縣和巖手縣合營的工廠量產(chǎn)最尖端存儲半導(dǎo)體計劃提供最高約2430億日元補貼。
除重金引進海外企業(yè)外，日本政府對培育本土尖端制程也不吝投入。日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省宣布，2024年度將向Rapidus最多提供5900億日元補貼。該公司于2022年在日本政府支持下由8家相關(guān)企業(yè)聯(lián)合設(shè)立，以量產(chǎn)2納米邏輯芯片為目標(biāo)。Rapidus計劃2025年4月啟動試產(chǎn)線，從2027年開始量產(chǎn)2納米最尖端芯片。
值得注意的是，過去日本政府對Rapidus的支持主要集中在半導(dǎo)體制造的“前工序”，而今年將首次對“后工序”技術(shù)開發(fā)提供補貼，規(guī)模約為535億日元。Rapidus專注于后工序的背景是人工智能（AI）芯片需求增長和半導(dǎo)體細(xì)微化提升正在接近極限。AI芯片需要運算和記憶等功能，將多個芯片容納在一個基板上可以使其高效地相互聯(lián)動，更換承擔(dān)必要功能的芯片即可提高性能。
Rapidus對媒體表示，在2027年開始量產(chǎn)之前需要5萬億日元資金，到2024年度，從政府將最多累計獲得9200億日元，因此還需要更多融資，針對中長期需求，將討論從民間金融機構(gòu)籌集資金和進行首次公開募股（IPO）。
和臺積電計劃建廠的美國和德國相比，日本通過前所未有的補貼金額和速度后發(fā)先至，表明了其發(fā)展半導(dǎo)體制造的決心。
彭博社報道稱，在不到三年的時間里，日本政府已撥出約4萬億日元（約合267億美元）用于重振半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。其計劃在企業(yè)支持下，將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的財政支持提高到10萬億日元，目標(biāo)是到2030年將日本國產(chǎn)芯片銷售額提高兩倍，達(dá)到15萬億日元以上。
產(chǎn)業(yè)集聚鞏固優(yōu)勢
分析人士認(rèn)為，日本從過去技術(shù)封閉到如今積極與外資聯(lián)盟的路徑轉(zhuǎn)變，將幫助其在補齊半導(dǎo)體制造短板的同時帶動產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展，鞏固日本在半導(dǎo)體設(shè)備和材料領(lǐng)域的優(yōu)勢。
雖然日本目前在全球芯片市場上份額不足10%，但在半導(dǎo)體設(shè)備、關(guān)鍵材料光刻膠等領(lǐng)域仍占據(jù)核心地位。日本亞洲經(jīng)濟研究所主任研究員丁可認(rèn)為，臺積電在熊本建廠會迅速聚攏上游日本供應(yīng)商和下游客戶企業(yè)，在現(xiàn)有圍繞臺積電的半導(dǎo)體生態(tài)中，日本設(shè)備和材料企業(yè)的優(yōu)勢地位將會越來越穩(wěn)固。
熊本縣所在的九州地區(qū)是日本半導(dǎo)體公司的中心。臺積電進駐熊本后，約有50家公司宣布將在熊本進行資本投資。日本九州經(jīng)濟研究中心估算，自2021年開始的投資熱潮將在未來10年為九州帶來20.77萬億日元經(jīng)濟效益。
臺積電與日本的合作不只是設(shè)廠代工。臺積電已在茨城縣設(shè)立材料研發(fā)中心，并規(guī)劃在日本建立先進封裝廠，覆蓋從前段制造廠至后段封測廠的完整布局。
以海外企業(yè)投資為契機，日本也期待其設(shè)備和材料企業(yè)加快技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)能提升。業(yè)內(nèi)人士指出，臺積電可能催化日本半導(dǎo)體業(yè)產(chǎn)生質(zhì)變、增加委外訂單，從過去整合元件制造（IDM）模式逐步走向?qū)I(yè)分工。
然而僅有政府引導(dǎo)和補貼并非萬事大吉。東京電子社長河合利樹在接受日媒采訪時表示，國家的補貼可以作為催化劑激發(fā)新投資，同時帶動整個供應(yīng)鏈包括設(shè)備等業(yè)務(wù)的擴展，但企業(yè)自身必須有盈利能力，避免完全依賴國家支持。
東京大學(xué)公共政策大學(xué)院教授鈴木一人也評論認(rèn)為，半導(dǎo)體領(lǐng)域需要持續(xù)投資，企業(yè)如果不能形成自己賺錢并持續(xù)再投入的生態(tài)，則終將被市場淘汰。
意欲重振產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟
作為能夠吸引大量資金和技術(shù)的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體被寄予了重振日本產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的厚望。當(dāng)前，無論對股市還是匯率，半導(dǎo)體都是不可忽視的關(guān)鍵因素，甚至在促進工資增長和緩解人口萎縮方面，也寄希望于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動。
股市方面，半導(dǎo)體股成為東京股市走高的重要推動力量，風(fēng)吹草動都顯著影響行情，龍頭股東京電子在日經(jīng)平均指數(shù)中的權(quán)重急速上升至接近10%；匯率方面，由于企業(yè)海外盈利回流日本的規(guī)模越來越小，過去的日元買入主力聲勢不再，若要增加日元買盤須提升國內(nèi)產(chǎn)業(yè)競爭力，即增加臺積電熊本工廠建設(shè)這樣的海外直接投資。
日本首相岸田文雄在臺積電熊本第一工廠開幕式上視頻致辭表示，為了完善尖端半導(dǎo)體的國內(nèi)基礎(chǔ)，日本政府采取了史無前例的大膽支援。希望相關(guān)舉措能在九州、熊本產(chǎn)生帶動投資和促進加薪的良性循環(huán)。
可見，作為美國“友岸外包”伙伴，日本正全力以赴抓住在美國主導(dǎo)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)中的機會，一方面是為了爭取在這一關(guān)鍵領(lǐng)域占據(jù)制高點，保障所謂的“安全”；另一方面也是促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展和資金回流，打造內(nèi)需新引擎的迫切需求。（歐陽迪娜 程靜）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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