全球調(diào)研機構(gòu)TrendForce集邦咨詢于2024年10月16日舉行《AI時代，半導體全局展開——2025科技產(chǎn)業(yè)大預測》研討會。本次大預測研討會的演講主題涵蓋了晶圓代工、HBM、NAND Flash、AI PMIC、AI服務(wù)器、面板級封裝、液冷散熱、AI PC和機器人等高科技產(chǎn)業(yè)。人工智能（AI）產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展無疑將成為一股重塑產(chǎn)業(yè)格局的強大力量，對其他諸多領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)產(chǎn)生廣泛而深遠的影響。TrendForce集邦咨詢大預測深入探討了AI如何具體作用于半導體產(chǎn)業(yè)，以及它將如何引領(lǐng)半導體產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的新趨勢。
晶圓代工
從晶圓代工動態(tài)預測2025 AI產(chǎn)業(yè)發(fā)展
因AI應(yīng)用帶動高效能運算芯片的需求熱度已近兩年，高算力應(yīng)用成為先進制程及整體晶圓代工產(chǎn)業(yè)最大驅(qū)力。自2025年起，除了AI芯片供應(yīng)商及CSPs自研芯片，存儲器供應(yīng)商為了應(yīng)對高算力需求，爭相尋求與先進進程晶圓代工伙伴合作，使HBM和邏輯芯片有更好的適配性。晶圓廠上中下游配套IP、設(shè)計服務(wù)及后段的封測生態(tài)系統(tǒng)皆是AI軍備競賽的必要資源，不再只專注前段制程的先進技術(shù)。
從整體晶圓代工產(chǎn)業(yè)分析，除先進制程的商機外，AI對電源管理的需求能否為長久以來需求平緩的成熟制程帶來新的活力，以及2025年晶圓代工產(chǎn)業(yè)在Cloud AI與Edge AI的發(fā)展下將如何變革，都成為關(guān)注焦點。各應(yīng)用分別在2024年將陸續(xù)結(jié)束長達兩年的庫存修正周期，TrendForce集邦咨詢預估，2025年全球晶圓代工業(yè)產(chǎn)值將迎來20%的成長，臺積電表現(xiàn)仍將一支獨秀，其余晶圓代工廠也可望有近12%的年成長。
成熟制程
高算力推升需求AI PMIC為成熟制程發(fā)展注入新動能
由于全球經(jīng)濟前景仍存在不確定性，加之中國內(nèi)需市場表現(xiàn)未達預期，2024年晶圓代工產(chǎn)業(yè)的主要增長動力將來自于AI服務(wù)器相關(guān)芯片。受此影響，先進制程高產(chǎn)能利用率有望延續(xù)至2025年。然而，28nm(含)以上成熟制程復蘇步伐相對緩慢，預估2025年平均產(chǎn)能利用率僅略增5%至10%，達到80%左右水位；八吋平均產(chǎn)能利用率約落在75%左右，亟需尋求新增長動力填補產(chǎn)能空缺。
值得注意的是，由于AI芯片迭代持續(xù)推升算力，使得相應(yīng)的熱設(shè)計功耗(TDP)持續(xù)增加，如英偉達A100最高TDP約為400W，進入H100增至700W，下一代Blackwell系列則將突破1,000W大關(guān)。越來越高的TDP需要更多Power IC協(xié)助管理功率傳輸、降低轉(zhuǎn)換的能源損耗，進而提高整體效能。TrendForce集邦咨詢預估，AI GPU所需Smart Power Stage(SPS) 數(shù)量隨著產(chǎn)品迭代更新急劇增長，將帶動相關(guān)需求在2023至2025年期間增長2至3倍，成為支撐成熟制程產(chǎn)能的一項新動能。
液冷散熱技術(shù)
AI帶動，液冷散熱技術(shù)航向新藍海
近年來Google、AWS和Microsoft等大型美系云端業(yè)者積極在全球建置新數(shù)據(jù)中心并加快布建AI服務(wù)器。由于芯片算力升級，熱設(shè)計功耗 (TDP) 將顯著提升，如英偉達新推出的GB200 NVL72機柜方案的TDP將高達約140kW，須采用液冷方案才能有效解決散熱問題，預計初期將以水對氣(Liquid-to-Air, L2A)方式為主流。預估2025年隨著GB200機柜方案正式放量出貨，將帶動整體AI芯片的液冷散熱滲透率，從2024年的11%提升至2025年的24%。
另外，就云端業(yè)者自研高階AI ASIC來說，觀察Google為最積極采用液冷方案的美系業(yè)者，而其余云端業(yè)者仍以氣冷為主要散熱方案。除此之外，在全球政府及監(jiān)管機構(gòu)對于ESG意識逐漸提升下，將加速帶動散熱方案由氣冷轉(zhuǎn)液冷形式發(fā)展，預期液冷方案滲透率逐年攀升，促使電源供應(yīng)廠商、散熱業(yè)者及系統(tǒng)整合廠等競相投入AI液冷市場，形成新的產(chǎn)業(yè)競合態(tài)勢。
AI 服務(wù)器
2025年全球AI服務(wù)器市場及產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵發(fā)展動向預測
觀察全球AI市場發(fā)展動態(tài)，2024年受益于CSPs及品牌客群對建置AI基礎(chǔ)設(shè)施的強勁需求，全球AI服務(wù)器（含搭載GPU、FPGA、ASIC等）的年出貨量年增長率預計可達42%；2025年受云端業(yè)者及主權(quán)云等需求帶動，AI服務(wù)器的出貨量可望再成長約28%，推動AI服務(wù)器占整體服務(wù)器市場比例提高至近15%。從中長期來看，在各種云端AI訓練及推論應(yīng)用服務(wù)推進下，預期2027年，AI服務(wù)器在整體服務(wù)器市場中的占比有望接近19%。
觀察主要AI芯片供應(yīng)商，預估2024年英偉達在GPU市場的市占率將接近90%，預估2025年上半Blackwell新平臺將逐步放量，成為NVIDIA高階GPU出貨主流。通過搭載純GPU(如B200)或整合自家Grace CPU的GB200等多元方案，以滿足不同客群的需求。其他業(yè)者如AMD、Intel及CSPs在積極發(fā)展新一代AI芯片的趨勢下，將推升2025年出貨增長動能，進一步帶動CoWoS、HBM出貨量翻倍成長。
HBM
HBM市場面臨的需求挑戰(zhàn)與未來展望
HBM市場仍處于高成長階段，隨著AI服務(wù)器持續(xù)布建，在GPU算力與存儲器容量都將迎來升級，HBM成為其中不可或缺的關(guān)鍵組件，推動了HBM規(guī)格和容量的提升。如英偉達Blackwell平臺將采用192GB HBM3e存儲器；AMD的MI325更是提升到288GB以上。由于HBM生產(chǎn)難度高、良率仍有顯著改善空間，推高整體生產(chǎn)成本，平均售價約是DRAM產(chǎn)品的三至五倍。待HBM3e的量產(chǎn)以及產(chǎn)能的逐步擴張，預計其營收貢獻將會逐季度增長。
NAND Flash
AI驅(qū)動下的NAND Flash市場：機遇交織挑戰(zhàn)的深度解析
NAND Flash供應(yīng)商經(jīng)歷2023年的巨額虧損后，資本支出轉(zhuǎn)趨保守。同時，DRAM 和HBM等存儲器產(chǎn)品需求受惠AI浪潮的帶動，將排擠2025年NAND Flash的設(shè)備投資，使過去嚴重供過于求的市況將有所緩解。隨著AI技術(shù)快速發(fā)展，NAND Flash市場正經(jīng)歷前所未有的變革。AI應(yīng)用對高速、大容量儲存的需求日益增加，推動Enterprise SSD (eSSD)市場的蓬勃發(fā)展。（文：TrendForce集邦咨詢） |
