回暖与分化：全球半导体产业创新前行

中国电子报

2024-11-15 08:12发布于北京中国电子报官方账号

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划重点

012024年第三季度，全球半导体销售额达到1660亿美元，同比增长23.2%，环比增幅10.7%，达到2016年以来的最高水平。

02然而，产业景气度尚未完全复原，部分应用领域的周期性复苏还未到来。

03AI在半导体产业中仍然发挥引领作用，中国市场为全球半导体产业提供机遇和支撑。

04技术创新推动半导体产业发展，各环节企业在材料、设计、制造、封装等方面保持创新步调。

05除此之外，Chiplet技术进一步应用于高性能算力芯片，推动半导体市场增长。

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在天气渐寒的11月，全球半导体市场显现出回暖势头。美国半导体行业协会（SIA）近日发布的数据显示，2024年第三季度，全球半导体销售额达到1660亿美元，同比增长23.2%；环比增幅10.7%，达到2016年以来的最高水平。
虽然销售额有抬头趋势，但产业景气度尚未完全复原，部分应用领域的周期性复苏还未到来。
在回暖与分化并存的产业趋势中，AI的引领作用仍然凸显，中国市场也为全球半导体产业提供了机遇和支撑。面对智能化浪潮带来的发展机遇，也面向依然存在不确定性的大环境，广大企业围绕人工智能、新一代通信技术、汽车电动化等市场动能，持续推进技术迭代与产业化进程，以创新推动行业前行。
温和复苏 月销售额超过2022年高点
经历了2023年的谷底期，全球半导体销售额在2024年波动回升，月度销售额于今年8月首次超过2022年5月的纪录，达到历史最高水平。
世界半导体贸易统计组织（WSTS）数据显示，今年8月全球半导体销售额达到531亿美元，这也是两年零三个月以来，首次超越2022年5月518亿美元的销售额纪录，并在9月份进一步增长至553亿美元。自2022年下半年起，全球半导体销售额一路走跌，2023年2月下探至397亿美元，之后一路回升。
从地域来看，美洲和中国是引领全球半导体销售额回暖的主力市场。记者根据WSTS月度数据计算得知，2024年第三季度，美洲半导体市场销售额为492.1亿美元，同比增长43.5%；中国半导体市场销售额为467.5亿美元，同比增长20.6%；日本市场第三季度销售额为121.1亿美元，同比增长3%，基本与去年持平；欧洲是唯一第三季度表现不如去年同期的市场，销售额为128.5亿美元，同比下降9.7%，但7—9月的销售额处于逐月回升区间。
在采访中，行业专家和企业家向记者表示，2024年半导体销售额回暖的驱动力，主要包括新兴市场需求、全球经济形势企稳、通胀有所放缓，以及各国持续出台半导体产业支持政策。
“2023年对半导体行业来说是充满挑战的一年，地缘冲突等事件加剧了通货膨胀，全球市场——尤其是美洲和欧洲市场对产品的总体需求下降，导致半导体行业不得不降低价格以增加销量。2024年，我们观察到新的需求正在到来，包括5G和6G、人工智能和汽车电气化相关的新技术。此外，全球制造商也调整了生产节奏。随着这种调整，从2023年到现在，半导体价格处于上涨区间，比如在巴西本地生产的具有存储功能的元器件等。”巴西半导体行业协会机构主任罗萨娜·卡赛斯（Rosana Casais）向《中国电子报》记者表示。
但从全球半导体晶圆厂的产能利用率来看，行业景气度还未完全恢复。中芯国际联合首席执行官赵海军在11月的业绩说明会上表示，全球宏观经济，尤其是欧洲的经济仍处于下降状态。
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碳化硅MOSFET晶圆和碳化硅SBD晶圆（来源：基本半导体）

基于此，全球晶圆产能利用率仍然存在过剩。产业要实现恢复，全行业产能利用率要在85%以上。而今年全行业平均产能利用率仅为70%。这一状况短期内将不会实现明显好转。
业内专家表示，目前行业处于寒冬的末期，正在小幅回暖，仍有待全球经济的复苏与杀手级应用的出现。
需求分化 中国市场显现支撑能力
虽然全球销售额整体向好，但从应用市场来看，需求存在结构性分化。一方面，AI需求仍然强势；另一方面，汽车、工业等领域的库存调整仍在继续，周期性复苏仍未到来。
在生成式AI需求的引领下，以服务器用AI处理器为代表的产品需求继续为产业增值，相关企业对第四季度的AI动能持乐观预期。AMD在今年年初预计其2024年数据中心GPU营收为20亿美元，7月份调整为45亿美元，10月末调整为50亿美元。台积电预计服务器用AI处理器（包括GPU、AI加速器和执行训练等任务的CPU）对2024财年的营收贡献是去年的三倍以上，占台积电2024年总营收的15%左右。全球封测领军企业日月光也上调了对先进封测业务的营收预期，预计今年相关业绩会超过5亿美元，提前达成先进封测营收翻倍的目标。日月光财务长董宏思表示，第四季度受全球经济环境影响，旺季效应不如往年，但先进封测需求持续走强，明年将继续成长。此前，董宏思在日月光第二季度法说会上表示，景气回温速度较原先预期趋缓，但受惠于多家AI芯片客户需求，先进封测需求仍相对强劲。

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AMD苏姿丰展示最新发布的MI325X GPU
深圳基本半导体有限公司总经理和巍巍向《中国电子报》记者表示，2024年，AI芯片延续了火热的势头，英伟达采用Blackwell架构的B200芯片、AMD MI325X GPU等新品陆续发布。先进工艺方面，台积电N3P节点于2024年推出，由苹果A18 pro芯片首次采用。AI芯片的火热也带动了CoWoS封装技术，利好先进封装。在功率半导体方面，得益于AI数据中心的高增长需求，650V GaN（氮化镓）的需求大幅上升，主流厂商均推出AI数据中心服务器电源方案。
相比AI的引领势头，工业和汽车的需求则较为疲软。在第三季度财报中，广大厂商普遍看弱工业和汽车市场的增长动能。意法半导体总裁兼首席执行官Jean-MarcChery指出，第三季度客户预订量较第二季度略有上升，但低于预期，反映出工业复苏持续延迟以及汽车行业进一步恶化。恩智浦首席执行官库尔特·西弗斯（Kurt Sievers）表示，今年第三季度，公司在通信基础设施、移动和汽车终端市场中观察到一些超出预期的驱动力，但工业和物联网市场面临着日益严重的宏观环境疲软。
但在这两个全球整体增长乏力的应用领域，中国市场仍展现出了一定的支撑能力。数据显示，今年10月份，我国制造业采购经理指数、非制造业商务活动指数和综合PMI产出指数均位于临界点以上，制造业PMI连续两个月回升，10月份升至扩张区间。2024年1—9月，我国汽车产销分别完成2147万辆和2157.1万辆，同比分别增长1.9%和2.4%。其中，新能源汽车产销分别完成831.6万辆和832万辆，同比分别增长31.7%和32.5%。
在第三季度财报电话会上，库尔特·西弗斯将恩智浦营业收入实现4%的环比增长归功于中国市场的引领。在汽车方面，恩智浦主要的Tier1客户仍在消化库存，欧洲和北美汽车原始设备制造商的需求放缓，因此，带来了进一步的压力。但与此同时，恩智浦在中国和亚太汽车终端市场实现了健康增长。今年9月份，中国电动汽车的渗透率达到46%，领先其他地区。在工业方面，第三季度，工业和物联网市场日益疲软，且这种趋势可能会在第四季度扩张到汽车领域，但中国市场是一个例外，预计第四季度中国的汽车、工业和物联网需求将保持增长。
德州仪器也将汽车业务的环比增长主要归功于中国汽车市场。德州仪器首席执行官Haviv Ilan在财报电话会上表示，公司第三季度在汽车市场实现了7%~8%的增长，主要受益于中国汽车业务的驱动。据他介绍，德州仪器已经连续两个季度（今年第二、第三季度）在中国汽车市场实现了20%的增长，中国汽车业务收入创下新高。
持续创新 技术迭代和产业化取得积极进展
技术创新是推动半导体产业发展的核心动力。在回暖与承压并存的环境中，半导体材料、设计、制造、封装等各环节企业保持了创新步调，在技术迭代和产业化进程上取得积极进展。
材料方面，宽禁带半导体在晶圆尺寸实现突破，8英寸碳化硅开始量产，12英寸氮化镓、碳化硅晶圆陆续发布。
“2024年，碳化硅产业链最大的创新发展方向是8英寸晶圆从小规模的样品走向了实际的产品，多家厂商已经开始量产8英寸碳化硅晶圆。目前暂时不具备成本优势，但从长期来看，8英寸碳化硅晶圆在性能、成本、芯片参数一致性等维度，会逐渐发挥其优势。”和巍巍表示，“2024年可以看做8英寸碳化硅晶圆真正进入商业化的元年。”
同时，作为封装材料的玻璃基板引起了广泛关注。基于超低平面度、更好的热稳定性和机械稳定性，玻璃基板上的芯片互连密度有望提升10倍。三星电机在CES 2024上宣布进军半导体玻璃基板领域，计划2026年量产。华天科技在投资者平台表示，公司有玻璃基板封装研发布局。通富微电工程中心总经理谢鸿此前在接受《中国电子报》采访时表示，通富微电玻璃基板技术大概在2026—2027年可以看到产品应用。
在设计领域，面向芯片系统复杂性的提升，国内外EDA企业持续优化工具链，提升自动化水平，以降低使用门槛、提升设计效率并缩短迭代周期。今年10月，华大九天发布六大EDA新工具，包括模拟设计自动化领域的Andes-Analog，能够自动化生成PowerMOS版图并优化其质量的Andes-Power，以及实现了CPU-GPU异构K库加速、助力计算性能提升的Liberal-GT。同时，国内外头部EDA企业正在将AI技术应用于数据分析、简化芯片设计流程、功能验证、仿真模拟等步骤。
制造方面，先进制程的竞争正式进入埃米时代。台积电在4月的北美技术论坛公布了16埃米（A16）制程，首次进入埃米级工艺节点。A16将采用纳米片晶体管技术和“超级电源轨”背面供电技术，预计于2026年下半年投产。相比2nm N2P节点，A16在相同正电源电压可实现8%~10%的速度提升，在相同速度下可降低15%~20%的功耗。英特尔的18埃米（18A）制程也在今年8月成功点亮，基于该制程的AI PC处理器Panther Lake和服务器处理器Clearwater Forest，实现了样片出厂、上电运行，并顺利启动操作系统。
在封装领域，Chiplet技术进一步应用于高性能算力芯片，并带动了先进封装的市场需求。英伟达在GTC 2024发布的Blackwell GPU就采用了Chiplet技术，通过10TB/s的片间互联，将两颗B100 GPU裸片连接成一块统一的GPU。其中起到关键作用的是台积电CoWoS-L 封装技术，在RDL中介层加入“硅桥”（本地硅互连芯片），实现两颗GPU芯粒之间的高速片间互联。TrendForce集邦咨询表示，英伟达明年主推的B300和GB300等新品会继续采用CoWoS-L封装，将提升对先进封装技术的需求。
“Chiplet利用先进的封装技术将高性能处理器与存储器连接起来，是推动半导体市场在未来5到10年增长的基本要素。各行各业采用高性能计算服务器、数据中心在全球的普及以及先进封装技术的采用，都是推动半导体市场增长的动力。Chiplet市场在经历了近几年的放缓之后，迎来了在半导体行业快速扩张的新周期。”罗萨娜·卡赛斯表示。
作者丨张心怡
编辑丨诸玲珍
美编丨马利亚
监制丨连晓东
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