半導(dǎo)體行業(yè)的周期性波動(dòng)與供需模式的深度探討
關(guān)鍵詞: 供應(yīng)鏈 半導(dǎo)體 數(shù)字化 人工智能 產(chǎn)能過(guò)剩
引言 盡管科技行業(yè)在不懈地努力提升全球供應(yīng)鏈的韌性,但供應(yīng)鏈依舊充斥著諸多挑戰(zhàn)與薄弱環(huán)節(jié)。
據(jù)麥肯錫最新報(bào)告揭示,2024年,高達(dá)90%的受訪企業(yè)遭遇了供應(yīng)鏈困境,這些困境涵蓋紅海地區(qū)商業(yè)航運(yùn)遭受導(dǎo)彈襲擊的威脅、歐洲洪水導(dǎo)致汽車生產(chǎn)延誤,以及貿(mào)易緊張局勢(shì)對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品、制造設(shè)備及關(guān)鍵材料全球流通的嚴(yán)重制約。
盡管73%的企業(yè)在雙重采購(gòu)策略上取得了進(jìn)展,60%的企業(yè)正致力于供應(yīng)鏈的區(qū)域化布局,然而整體改善的步伐依舊緩慢。同時(shí),供應(yīng)鏈數(shù)字化投資雖趨于穩(wěn)定,但實(shí)際效果卻不盡如人意。僅有10%的企業(yè)成功部署了先進(jìn)的規(guī)劃與調(diào)度系統(tǒng),而數(shù)據(jù)質(zhì)量欠佳、數(shù)字化人才匱乏以及供應(yīng)鏈深層次透明度不足,成為當(dāng)前企業(yè)面臨的棘手難題。90%的受訪企業(yè)坦承缺乏足夠的數(shù)字化人才,僅30%的企業(yè)認(rèn)為其董事會(huì)對(duì)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)有深刻洞察。
摘自麥肯錫公司《Supply chains: Still vulnerable》
在此背景下,Bain & Company的報(bào)告進(jìn)一步警示,AI驅(qū)動(dòng)的需求激增將對(duì)供應(yīng)鏈構(gòu)成新的壓力。生成式AI的突破使得數(shù)據(jù)中心GPU需求激增,預(yù)計(jì)到2026年,數(shù)據(jù)中心對(duì)當(dāng)前一代GPU的需求將實(shí)現(xiàn)翻倍。同時(shí),個(gè)人設(shè)備中AI功能的嵌入也將激發(fā)新設(shè)備購(gòu)買需求的增長(zhǎng),預(yù)計(jì)到2026年,PC銷量將增長(zhǎng)31%,智能手機(jī)銷量將增長(zhǎng)15%。這一趨勢(shì)無(wú)疑將進(jìn)一步加劇供應(yīng)鏈的緊張態(tài)勢(shì),尤其是在高端芯片和存儲(chǔ)器供應(yīng)方面。
供應(yīng)鏈數(shù)字化投資因價(jià)值不明確及人才短缺而陷入停滯。然而,AI技術(shù)的迅猛發(fā)展也為供應(yīng)鏈帶來(lái)了新的契機(jī)。例如,谷歌通過(guò)Chromebook Plus設(shè)備,以親民的價(jià)格提供云端AI體驗(yàn),該設(shè)備價(jià)格區(qū)間為300至600美元,成為高價(jià)AI產(chǎn)品的有力替代品。Chromebook Plus的出貨量增長(zhǎng)率更是標(biāo)準(zhǔn)Chromebook的兩倍,其注重提升用戶生產(chǎn)力的集成功能備受矚目。對(duì)于OEM廠商而言,Chromebook Plus平臺(tái)使他們能夠借力谷歌的研發(fā)投資與AI專長(zhǎng),尤其對(duì)于缺乏內(nèi)部AI能力的廠商而言,更是帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。
近年來(lái),隨著新興技術(shù)(如人工智能、量子計(jì)算、自動(dòng)駕駛汽車)和新的產(chǎn)業(yè)政策(如美國(guó)的《CHIPS Act》)的引入,傳統(tǒng)的供需平衡模式面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。本篇文章旨在分析當(dāng)前半導(dǎo)體市場(chǎng)的供需失衡、探討資本投資與產(chǎn)能擴(kuò)展的趨勢(shì),并對(duì)未來(lái)的供需管理策略提出建議。當(dāng)前市場(chǎng)概況及資本支出趨勢(shì)
當(dāng)前市場(chǎng)概況及資本支出趨勢(shì)
根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織(WSTS)的最新預(yù)測(cè),2024年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)16%,達(dá)到6110億美元。推動(dòng)這一增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿?lái)自邏輯芯片(預(yù)計(jì)增長(zhǎng)10.7%)和存儲(chǔ)芯片(預(yù)計(jì)增長(zhǎng)76.8%),其中美國(guó)和亞太地區(qū)將成為主要的增長(zhǎng)區(qū)域。
圖1 半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織(WSTS)的最新市場(chǎng)預(yù)測(cè)
與此同時(shí),半導(dǎo)體設(shè)備投資正在進(jìn)入一個(gè)新階段。根據(jù)SEMI的最新數(shù)據(jù),全球300mm晶圓廠設(shè)備的支出預(yù)計(jì)在2025至2027年期間將達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的4000億美元。這一投資浪潮主要受到AI芯片、3D NAND、車用和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)芯片的需求推動(dòng)。特別是韓國(guó)、臺(tái)灣和美國(guó)分別將投資約810億、750億和630億美元來(lái)擴(kuò)大產(chǎn)能,而這些投資將集中在先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)和新型功率半導(dǎo)體的制造上。
圖2:2024-2027年全球300mm晶圓廠設(shè)備投資預(yù)測(cè)
圖3:全球主要地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備支出趨勢(shì)圖各地區(qū)在未來(lái)三年內(nèi)的投資規(guī)模
半導(dǎo)體市場(chǎng)的過(guò)剩產(chǎn)能風(fēng)險(xiǎn)
盡管2024年半導(dǎo)體市場(chǎng)強(qiáng)勁復(fù)蘇,但過(guò)剩產(chǎn)能的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在。當(dāng)前,全球半導(dǎo)體制造商正在大力擴(kuò)充成熟制程(如28nm及以上節(jié)點(diǎn))的產(chǎn)能,以滿足汽車電子和工業(yè)應(yīng)用的需求。然而,這種擴(kuò)展可能會(huì)導(dǎo)致未來(lái)產(chǎn)能過(guò)剩的隱患,特別是在需求趨緩時(shí)。這種過(guò)剩現(xiàn)象已在模擬芯片和低端MCU市場(chǎng)顯現(xiàn),導(dǎo)致價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)加劇和盈利能力下降。推薦策略:
逐步減少對(duì)成熟制程的資本投入,將更多資源轉(zhuǎn)向新興市場(chǎng)(如SiC和GaN功率半導(dǎo)體)的開發(fā)。
加強(qiáng)供應(yīng)鏈管理的靈活性,通過(guò)與代工廠的合作減少對(duì)單一產(chǎn)線的依賴。
重新評(píng)估區(qū)域性產(chǎn)能布局,減少未來(lái)可能出現(xiàn)的局部產(chǎn)能過(guò)剩風(fēng)險(xiǎn)。
圖4:半導(dǎo)體芯片不同節(jié)點(diǎn)趨勢(shì)變化2022-2032年
新興技術(shù)對(duì)供需平衡的影響
人工智能(AI) AI芯片(如GPU、TPU)對(duì)高性能計(jì)算的需求使得高端制程(如7nm及以下節(jié)點(diǎn))成為投資熱點(diǎn)。預(yù)計(jì)2024年,全球AI芯片市場(chǎng)將增長(zhǎng)25%以上,帶動(dòng)了數(shù)據(jù)中心和邊緣計(jì)算設(shè)備的需求。這種強(qiáng)勁增長(zhǎng)正在推動(dòng)臺(tái)積電、三星和英特爾在更先進(jìn)的3nm和2nm工藝節(jié)點(diǎn)上加大投資。
汽車電子 隨著電動(dòng)汽車(EV)和自動(dòng)駕駛技術(shù)的普及,車用半導(dǎo)體的需求正在快速增長(zhǎng)。特別是22nm和28nm工藝節(jié)點(diǎn)的芯片,由于其在汽車MCU和傳感器應(yīng)用中的廣泛使用,預(yù)計(jì)未來(lái)三年將繼續(xù)保持高位增長(zhǎng)。全球車用半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)計(jì)在2024年將突破700億美元。
新能源及功率半導(dǎo)體 第三代半導(dǎo)體(如碳化硅SiC和氮化鎵GaN)在新能源和電動(dòng)汽車應(yīng)用中的需求正在加速增長(zhǎng)。SiC和GaN具有高能效和高耐壓特性,是電動(dòng)汽車逆變器、光伏逆變器和工業(yè)電源系統(tǒng)的理想選擇。預(yù)計(jì)到2026年,全球SiC市場(chǎng)規(guī)模將從2024年的22億美元增至60億美元。
AI、汽車電子和新能源領(lǐng)域的半導(dǎo)體需求增長(zhǎng)
圖5:Ai芯片市場(chǎng)十年變化增長(zhǎng)2023-2033年
圖6:亞洲汽車電子半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)2019-2032
圖7:功率先進(jìn)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)2023-2034年
《CHIPS Act》對(duì)供需平衡的影響
美國(guó)的《CHIPS Act》旨在通過(guò)提供約500億美元的資金支持,重振美國(guó)的半導(dǎo)體制造業(yè)。這項(xiàng)政策的實(shí)施將對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的供需格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
短期影響:
增加美國(guó)本土半導(dǎo)體產(chǎn)能,減少對(duì)亞洲(特別是中國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣)供應(yīng)鏈的依賴。
吸引全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造商(如臺(tái)積電、三星、英特爾)在美國(guó)設(shè)立新的生產(chǎn)基地,從而改變?nèi)虍a(chǎn)能分布。
長(zhǎng)期影響:
可能導(dǎo)致全球產(chǎn)能擴(kuò)展過(guò)度,從而加劇未來(lái)的供需失衡風(fēng)險(xiǎn)。
迫使其他國(guó)家(如歐盟和日本)采取類似政策,進(jìn)一步推動(dòng)全球產(chǎn)能投資的競(jìng)爭(zhēng)。
美國(guó)《CHIPS Act》資金分配與全球半導(dǎo)體產(chǎn)能分布圖
表1:《CHIPS Act》資金的主要分配區(qū)域
半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)在美國(guó)25個(gè)州宣布了超過(guò)80個(gè)新的制造項(xiàng)目,自2020年《芯片法案》推出以來(lái),私人部門投資達(dá)到了4500億美元。
《芯片法案》的激勵(lì)措施不僅授予了美國(guó)的半導(dǎo)體公司,也授予了在美國(guó)本土建設(shè)新半導(dǎo)體制造設(shè)施的非美國(guó)公司。主要受益者包括英特爾(Intel)、臺(tái)灣積體電路制造公司(TSMC)、格羅方德(Global Foundries)、三星電子(Samsung Electronics)、美光科技(Micron Technology),以及最近獲得16億美元補(bǔ)助金和30億美元貸款用于德州儀器(Texas Instruments)。
下面的圖表顯示了由于所有這些將在美國(guó)上線的新半導(dǎo)體制造設(shè)施,到2032年《芯片法案》將對(duì)全球半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生的變化。
圖 8:全球半導(dǎo)體制程產(chǎn)能變化2022-2032預(yù)測(cè)
建立創(chuàng)新供需管理模式的策略建議
為應(yīng)對(duì)未來(lái)復(fù)雜的供需波動(dòng),半導(dǎo)體企業(yè)必須采取更具前瞻性和靈活性的策略。以下是幾項(xiàng)具體建議:
長(zhǎng)期技術(shù)路線圖對(duì)齊與戰(zhàn)略合作 半導(dǎo)體企業(yè)應(yīng)與主要客戶(如汽車制造商、云計(jì)算服務(wù)商)建立長(zhǎng)期技術(shù)路線圖對(duì)齊,確保雙方在未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向上達(dá)成共識(shí)。通過(guò)簽署“共同投資”協(xié)議,共享風(fēng)險(xiǎn)與收益。
靈活的資本支出與產(chǎn)能規(guī)劃 企業(yè)應(yīng)避免一次性大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn),而是采取“漸進(jìn)式投資”的策略。在需求增長(zhǎng)初期,通過(guò)優(yōu)化現(xiàn)有產(chǎn)能(如提升設(shè)備良率)來(lái)滿足短期需求,而在需求長(zhǎng)期看漲時(shí),再逐步擴(kuò)展新產(chǎn)線。
引入AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)提升供應(yīng)鏈管理 利用AI和大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)供應(yīng)鏈進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè),將使企業(yè)能夠更靈活地應(yīng)對(duì)需求波動(dòng)。例如,通過(guò)預(yù)測(cè)模型優(yōu)化庫(kù)存管理,并在需求下降時(shí)迅速調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃。
全球化布局與區(qū)域化供應(yīng)鏈策略 隨著地緣政治風(fēng)險(xiǎn)的增加,半導(dǎo)體企業(yè)需要采取“區(qū)域性供應(yīng)鏈分散”的策略,即在美國(guó)、歐洲、東南亞等主要市場(chǎng)建立本土生產(chǎn)基地,以應(yīng)對(duì)未來(lái)可能的政策風(fēng)險(xiǎn)和貿(mào)易壁壘。
結(jié)論
2024年半導(dǎo)體行業(yè)的強(qiáng)勁復(fù)蘇表明,未來(lái)幾年內(nèi),全球半導(dǎo)體市場(chǎng)仍將處于擴(kuò)張狀態(tài)。然而,隨著投資的快速增長(zhǎng)和產(chǎn)能的不斷擴(kuò)展,行業(yè)也將面臨新的供需失衡風(fēng)險(xiǎn)。因此,企業(yè)需要在未來(lái)的投資決策中更加注重靈活性和前瞻性。只有那些能夠在需求高峰與產(chǎn)能過(guò)剩之間找到最佳平衡點(diǎn)的企業(yè),才能在未來(lái)的半導(dǎo)體市場(chǎng)中脫穎而出。
全球供應(yīng)鏈正面臨著諸多挑戰(zhàn)與脆弱性。為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),企業(yè)必須采取措施增強(qiáng)供應(yīng)鏈的韌性和穩(wěn)定性,包括推進(jìn)數(shù)字化進(jìn)程、加強(qiáng)人才發(fā)展、主動(dòng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)管理以及應(yīng)對(duì)AI驅(qū)動(dòng)的需求激增等。同時(shí),企業(yè)還需緊密關(guān)注市場(chǎng)動(dòng)態(tài)和消費(fèi)者需求變化,靈活調(diào)整供應(yīng)鏈策略和生產(chǎn)計(jì)劃,以保持競(jìng)爭(zhēng)力和可持續(xù)發(fā)展能力。
