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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)的生產第一線從事半導體研發(fā)工作，2000年獲得京都大學工學博士學位，之后一直從事和半導體行業(yè)有關的教學、研究、顧問及新聞工作者等工作，曾撰寫《日本“半導體”的失敗》、《“電機、半導體”潰敗的教訓》、《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年間半導體市場的趨勢以及晶圓需求預測（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，嘗試進行未來10年的預測挑戰(zhàn)。
圖1：2025年-2030年各類半導體的需求預測；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年的半導體市場預測
在對未來10年進行預測時，存在兩個重大不確定因素：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”。這兩項事件將如何影響全球半導體市場和晶圓需求，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2035年為止的全球半導體市場與晶圓需求進行預測；之后再進一步探討“特朗普政府”與“DeepSeek”可能帶來的市場沖擊。
02、2025年-2035年各類半導體與全球半導體市場需求預測
圖1展示了2025-2030年面向各類電子設備的半導體及全球半導體市場的需求預測，同時也列出了各細分領域的年均增長率。
基于該增長率將持續(xù)10年的假設，作者繪制了2025-2035年全球半導體市場整體及其構成（按應用領域分類）的預測圖（圖3）。從圖中可以看出，到2035年，用于“服務器、數(shù)據(jù)中心和存儲”領域的半導體市場規(guī)模將增長至826億美元——這一數(shù)字甚至超過了2025年全球整個半導體市場的規(guī)模。
圖 3 2025 年至 2035 年各種半導體的需求預測；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進一步將圖3的數(shù)據(jù)細分顯示，清晰表明“服務器、數(shù)據(jù)中心與存儲”相關半導體的需求增長遠超其他應用領域，呈現(xiàn)出壓倒性的增長態(tài)勢。
圖 4 2025 年至 2035 年各種半導體的需求預測；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，近一半的全球半導體需求將由服務器、數(shù)據(jù)中心與存儲應用驅動。
圖 5：2025 年至 2035 年各種半導體的預計需求百分比；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
盡管這一預測的準確性仍需未來驗證，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，深刻改變全球半導體市場的結構。
03、通過“三種基準”預測半導體晶圓需求
接下來將從成熟制程（Mature Logic）、先進制程（Advanced Logic）、DRAM?以及?NAND閃存?四類出發(fā)，對半導體晶圓的需求進行預測。根據(jù)前述圖2的設定，本文將基于以下三種不同基準來展開預測：
（1）以2022年為基準的預測（將28nm及以下視為先進制程；即“ChatGPT問世前”的預期）
（2）以2024年為基準的預測（同樣以28nm及以下視為先進制程；即“ChatGPT問世后”的預期）
（3）以2024年為基準的預測（但將7nm及以下視為先進制程；同為“ChatGPT問世后”的新預期）
04、以2022年為基準的晶圓需求預測（ChatGPT之前）
2025-2035 年期間各種半導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 年各種半導體的晶圓需求預測（(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，作者進一步以折線圖形式展示了各類半導體的晶圓需求變化（圖7）。分析結果顯示，28nm及以下的先進制程器件與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 年各種半導體的晶圓需求預測 (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)模與成長性相當可觀。由于美國的出口限制，中國半導體廠商在先進制程的開發(fā)與量產方面受阻，因此正在戰(zhàn)略性地加大對成熟制程的投入。從晶圓需求的角度看，這種轉向既合理又有效。
話題回到正軌。以上是“ChatGPT出現(xiàn)前”的預測結果。那么，在ChatGPT問世之后的時代，各類半導體的晶圓需求又會發(fā)生怎樣的變化呢？
05、基于 2024 年的晶圓需求預測（ChatGPT 之后）
與上一節(jié)一樣，我首先將 2025-2035 年各種半導體的硅片需求寫成堆疊圖（圖 8）。 然后，發(fā)現(xiàn)對 DRAM 晶圓的需求正在增加，在 2022 年的預測 （1） 中增長率較低。
圖 8 2025-2035 年各種半導體的晶圓需求預測?（（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，我繪制了各種半導體的晶圓需求線圖（圖 9）。結果證實，基于 2022 年的 DRAM 晶圓需求增長率遠大于（1） 中的預測。研究還顯示，雖然成熟和先進制程晶圓需求也在增長，但 NAND 的增長速度非常低。
圖 9 2025-2035 年各種半導體的硅片需求預測 （（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，我們在基于 2022 年的預測 （1） 和基于 2024 年的預測 （2） 中比較了各種半導體的硅片需求（圖 10）。結果發(fā)現(xiàn)，DRAM 和 NAND 的變化最為顯著。
圖 10 2025-2035 年各種半導體的硅片需求：（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 產量在預測 （2） 中大幅上調至每年 160,000片，在預測 （1） 中預計每月增加 60,000?片。另一方面，NAND 產量在預測 （2） 中下調至 40,000?片，在預測 （1） 中預計每月增加 100,000?片。
此外，雖然變化沒有 DRAM 和 NAND 那么大，但預測 （1） 和預測 （2） 之間的比較表明，成熟制程的月產量將從每年 380,000?片減少到 340,000?片，而先進制程的月產量將從每月 220,000?片增加到 240,000?片。
06、為什么對 DRAM 的需求在增加，而對 NAND 的需求卻在減少？
在這里，我想考慮一下預測 （2） 中對 DRAM 的需求增加而對 NAND 的需求減少的原因，而不是預測 （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)和運營不可或缺的。
AI 服務器中使用了 NVIDIA GPU 等 AI 半導體，這些 GPU 配備了 HBM（高帶寬內存），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 服務器的運行。這兩個因素被認為推動了對 DRAM 晶圓的需求。
另一方面，可以假設?NAND 晶圓需求下降的原因也是由于 AI 服務器。在 AI 服務器中，對高速、高密度 SSD 的需求不斷增加，需要高密度 3D NAND 來跟上。預計到 2025 年，3D NAND 的層數(shù)將超過 400 層，到 2030 年將達到 1,000 層。
然而，在制造這種高度堆疊的 3D NAND 時，晶圓工藝流程非常長。因此，即使生產能力相同，在制造堆疊度更高的 3D NAND 時，晶圓的投入量也會不可避免地減少。這被認為是導致 NAND 晶圓需求減少的原因。
07、預測成熟制程和先進制程之間的界限為 10-7 nm（ChatGPT之后）
在預測 （1） 和 （2） 中，我們分析了以 28 nm 作為成熟制程和先進制程之間邊界的各種半導體的晶圓需求。另一方面，ASML 似乎認為這個邊界將在 2030 年后從 28 nm 轉移到 10-7 nm。 原因是最先進的極紫外 （EUV） 光刻設備的應用在 7 nm 左右開始。
因此，我們在下文中預測了 2025 年至 2035 年各種半導體的晶圓需求，其中成熟制程（ASML 定義為“Mainstream Logic”， "主流制程"）為 10 nm以上，先進制程為 7 nm及以下。
首先，與過去一樣，2025-2035 年各種半導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?以下的先進制程正在迅速擴張。
圖 11 2025-2035 年各種半導體的硅片需求預測 （（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，各種半導體的晶圓需求如線圖所示（圖 12）。 結果證實，主流制程、先進制程和 DRAM 對晶圓的需求正在增加，而對 NAND 晶圓的需求并沒有增加太多。
圖 12 2025-2035 年各種半導體的硅片需求預測 （（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，為了進一步闡明各種半導體的晶圓需求趨勢，圖 13 顯示了 2025 年、2030 年和 2035 年對 10 nm?以上的"主流制程"和 7 nm?以下的先進制程、DRAM 和 NAND 的晶圓需求。
圖 13 當 7nm 或更高工藝用作先進制程時，各種類型半導體的晶圓需求（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"預計將出現(xiàn) 10 年來的最大增長，每月增加 380 萬個單位。接下來，"先進制程"預計將將其月產量從 70萬片大幅擴大到 270 萬片，每月增加 200 萬片。此外，DRAM 產量預計將從 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 年各種半導體市場和硅片需求的趨勢。
然而，這些預測并沒有考慮到開頭提到的“特朗普政府”和“DeepSeek”的影響。那么，這兩個因素又如何影響半導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體制造能力。因此，到 2025 年，全球硅片產能從預計的 1120 萬片增加到 1176 萬片，增長了 5%。 此外，預計到 2030 年產能為 1510 萬，預計將增加 5-8%，達到 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”將對提高這些國家和地區(qū)的半導體制造能力產生什么影響呢？
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 更短的時間內以更低的成本開發(fā)大型語言模型 （LLM）。
為了執(zhí)行 “蒸餾”，需要一個高度準確且昂貴的 LLM，例如 OpenAI 的 GPT-4。因此，DeepSeek的出現(xiàn)不會導致對昂貴的NVIDIA GPU等AI半導體的需求下降。相反，隨著第二代和第三代 DeepSeek 的出現(xiàn)，用于為學生角色開發(fā) LLM 的 AI 半導體需求可能會增加。因此，預計 2030 年全球半導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、“本地生產和消化”的半導體
目前尚不清楚特朗普政府是否會對半導體征收關稅。然而，例如，占對美國半導體出貨量 70% 以上的臺積電正在美國陸續(xù)建設半導體工廠，以便隨時應對關稅。根據(jù)目前的信息，亞利桑那州將建立 6 個前端工廠和 2 個先進的后端工廠，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)點轉變的趨勢。根據(jù)目前對硅片需求的分析，成熟節(jié)點制程領域規(guī)模大，增長率高。因此，中國的半導體行業(yè)有可能顯著增加全球對成熟制程晶圓的需求。
此外，包括歐洲和日本在內的亞洲國家也在努力提高本國國家和地區(qū)的半導體制造能力，預計這一趨勢還將加劇。
總之，在美國、中國、歐洲和許多亞洲國家，半導體本地生產和本地消費的趨勢日益明顯。然而，這并不一定是一種健康的趨勢。這是因為生產設備和材料不可能完全在每個國家或地區(qū)采購，設計、前端和后端流程也不可能在每個國家或地區(qū)完成。
但全球半導體本地化生產和消費的趨勢不可能停止。那么，在 2025 年至 2035 年期間，全球對晶圓的需求將增加多少呢？
10、2025-2035 年全球半導體晶圓需求
下文中，我們假設四種情景計算了 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 2025 年的硅片需求為每月 1120 萬片，此后每年增加 78 萬片，到 2035 年月產量將達到 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 2025 年硅片需求為每月 1120 萬片，之后每年增加產量 86.5萬片，則 2035 年月產量將增加約 1.8 倍，達到 1985 萬片。
[情景 C]
假設 2025 年的硅片需求為每月 1120 萬片，月產量將每年增加 100 萬片。在這種情況下，到 2035 年，月產量將達到 2120 萬片，大約高出 1.9 倍。
[情景 D]
在這種情況下，假設 2025 年的硅片需求為每月 1120 萬片，月產量將每年增加 150 萬片。在這種情況下，到 2035 年，月產量將增加約 2.3 倍，達到 2620 萬片。
正如預期的那樣，2035 年硅片需求是 2025 年的 2.3 倍的情景 D 幾乎不現(xiàn)實。 然而，實際硅片需求將超過ASML假設的增長率最高的情景B，并且將更接近我設想的情景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。
在本報告中，我們根據(jù) ASML 投資者日上展示的幻燈片數(shù)據(jù)預測了到 2035 年的各種半導體市場和硅片需求。我們盡了最大的努力來分析它，但這個預測在多大程度上是準確的呢？
首先要關注的是特朗普政府是否會對半導體征收關稅。這是因為僅這一點就可以對預測產生很大的影響。半導體市場比以往任何時候都更加不可預測。
本文寫于 4 月 2 日特朗普總統(tǒng)宣布將對全球所有國家和地區(qū)征收對等關稅之前。特朗普政府的對等關稅有可能毀掉全球經濟并徹底終止自由貿易，世界目前處于恐慌狀態(tài)。雖然特朗普的關稅肯定會對半導體產業(yè)產生巨大影響，但目前由于信息不足，具體會產生什么樣的影響尚不得而知。關于這件事，我們希望在以后的報道中詳細敘述。
