作者： 来源：亚讯咨询 日期：2024-04-07
不久之前，德勤发布了他们对半导体在2024年的行业展望。他们提到：在人工智能的带动下，芯片销售有望在2024年反弹，但地缘政治可能会使半导体行业的增长复杂化，同时，他们也提到了2024年半导体行业的五个关键议题，探索在生成式AI、智能制造的趋势下，应该叩问怎样的机会？组装和测试版块的能力需求意味着什么？芯片IP成为威胁级别的网络攻击目标下，IP厂商需要思考哪些战略问题？以及，在地缘政治下，中国厂商应该怎样思考未来？
一、总趋势：芯片销售有望在2024年反弹
众所周知，周期性的半导体行业在2023年经历了很多挑战，这一年是自1990年以来的第七次行业周期性衰退，年内的销售额估计会下降9.4%（至5200亿美元）。但它也没有想象中那么糟糕，在第二、第三季度的相对强劲的销售表现之前，春季预测甚至只有5150亿美元。
而现在，预计2024年半导体行业的全球销售额将达到5880亿美元。
这个数字不止是比2023年好13%，而且也比2022年创纪录的行业收入——5740亿美元，还要高出2.5%。
图注：世界半导体贸易统计（WSTS）关于2024年全球半导体行业销售额的预计
图源：WSTS官网
和往常一样，内存芯片市场是最大的波动因素。
2022年，内存销售额接近1300亿美元，占整体芯片市场的比例略低于23%，但2023年下降了31%（约400亿美元）。
预计市场将在2024年恢复几乎所有这些，销售额预计将达到2022年的水平。如果我们排除内存，2023年该行业的其他产品都有所下降，但仅下降了约3%。
在终端市场方面，PC和智能手机销量预计将在2024年增长4%，而2023年分别下降14%和3.5%。
这两个终端市场恢复增长对半导体行业可能很重要：2022年，通信和计算机芯片销售额（包括数据中心芯片）占全年半导体销售额的56%。
衡量产业健康状况的另外两个重要指标是库存和晶圆厂利用率。截至2023年秋季，库存仍高达600多亿美元，与上年持平。而这些下降的过程将是2024年上半年销售的重大阻力。此外，在最近的短缺期间，利用率很高（在90%左右），预计在2023年第四季度将降至70%以下。该行业可能需要利用率远远高于盈利水平，这可能需要一些时间。
而在接下来这一年，德勤也列举探讨了与半导体行业发展强相关的五大主题：
1、生成式AI加速了芯片的发展，那半导体公司如何利用或顺应AI潮流？
2、围绕「智能制造」的趋势会给半导体行业带来什么？
3、全球范围内组装和测试的需求，会带来哪些增长点？
4、芯片行业IP面临全新且具威胁性的网络安全挑战，对行业来说意味着什么？
5、地缘政治与先进节点设备制造、技术，以及先进的人工智能半导体的出口管制
2023年，整个半导体行业的故事是基于生成式AI的训练和推理所带来乐观前景。对于一个因内存价格疲软，以及智能手机和计算机芯片需求疲软而面临逆风的行业来说，人工智能芯片提供了一个新的增长领域，特别是在领先制造节点方面。
随着进入2024， 这些芯片的市场看起来依然强劲，预计全年销售额将超过500亿美元，占全年预计销售的所有芯片价值的8.5%。
从长远来看，有预测表明，到2027年，人工智能芯片（主要是人工智能芯片）的销售额可能达到4000亿美元。
图注：生成式AI的出现
为芯片发展提供强劲动力
但2024年会发生什么？
一方面，德勤在2023年11月预测，2024年人工智能芯片销售额将超过500亿美元。
但另一方面，德勤也判断，季度人工智能芯片增长可能在某个时期内持平甚至下降，至少一段时间内是这样。
芯片行业使用人工智能工具来帮助设计芯片已经有几年了，但仍有挑战需要克服。与手动执行相比，构建或购买自定义模型的成本可能过高。Gen AI可能会产生不准确或无意义的输出，因此需要让人类参与验证以提高准确性。当使用以人为本的应用程序（如人力资源或销售和营销）时，人工审查可以帮助确保所有数据都经过消毒，删除个人身份信息（PII），安装护栏并执行验证。
图注：人工智能芯片在Gen AI下的
快速发展，从Nvidia的股价就可见一斑
基于此，有几个战略问题需要业内人士考虑：
1、随着人工智能芯片制造能力的增加，价格和产量会继续增加还是下降？应该关注整个芯片供应链的是哪些早期信号？例如渠道库存的变化或超大规模厂商的订单的增加？
2、许多芯片细分市场都由一个单一的参与者主导，其卓越的作用是强大的基准性能和一套锁定买家的工具和支持系统。人工智能芯片是否会跟随这一趋势，还是我们将看到一个更加分散的行业？
3、人工智能工具可能会改变行业，但影响会是什么？是只是成本的降低，还是我们真的会看到收入的增长？
三、让智能制造更智能
多年来，半导体晶圆厂和外包半导体测试和组装设施（OSATs）利用物联网设备，机器人技术，人工智能/机器学习（AI/ML）和分析，目标是实现全自动化的智能，熄灯芯片工厂。晶圆制造设备制造商、集成器件制造商（IDM）、代工厂以及后端组装和测试（AT）设施都在继续加大对智能制造实践、数字化工具和技术的投资，但基本的智能制造目标或多或少保持不变。
然而，从芯片制造的角度来看，预计2024年半导体行业的智能制造有两件事会有所不同。
一个是复杂和高度先进的AI工具（包括Gen AI）的可用性，以分析大型数据集并提供敏锐的见解。在制造、运营和维护功能中，半导体高管认为，人工智能有潜力通过与流程和设备相关的分析和见解，以及预测性维护、智能诊断和故障排除，来增加最大的价值。
图注：在生成式AI的浪潮下，Tesla发布了它基于生成式AI的机器人，而这个方向，将在未来涌现出大量新的智能制造
第二个是提高晶圆厂和建筑物的性能和可持续性。半导体行业除了建设全新的格林菲尔德工厂外，还应考虑对旧工厂（棕地）实施制造转型，以帮助实现更大的可持续性效益。此外，晶圆厂可以考虑投资智能制造工具，如6D BIM（建筑信息建模），以帮助改善成本管理，模拟和分析能源消耗，提高效率，简化设施管理。
需要考虑的战略问题：
1、作为数字化愿景的一部分，企业应该考虑哪些方面（包括设计、生产、销售、支持和产品报废/回收），以使其成为一个整体的数字化方法？
2、为了使工厂中的各种制造设备、机械和工具能够相互通信，并从其他业务部门的更广泛的数据现代化工作中受益，生产系统和流程应该与哪些其他业务线应用程序集成？哪些通讯协议应该标准化？应该开发什么样的接口程序？
3、考虑到熄灯的目标，下一代智能工厂的实施如何才能更加以人为本，以及制造过程的哪些具体方面应该让人类工人与机器一起工作？
四、半导体组装和测试的地区变化
全球超过75%的半导体晶圆厂产能位于亚洲（前端），但该地区在芯片组装和测试（后端）的市场份额更高（90%）。除了大型IDM之外，大多数芯片厂商一直将AT流程外包给第三方供应商或OSAT。大多数大型OSAT都位于中国大陆和台湾，到2022年将占据约80%的OSAT市场份额。尽管美国的目标是提高国内AT能力，但几乎所有的实际AT工作都是在亚洲完成的。传统的前端和后端制造业之间的界限越来越模糊，每一个都试图占据更多的价值链。
图注：半导体组装和测试的地区分布
同时，先进封装也日益成为构建最先进的前沿芯片的战略推动力。
朝未来看，随着美国和欧洲希望扩大国内芯片制造产能，他们应该建立后端能力，以避免延长时间表，使供应链更加复杂。
为了帮助保持产品性能和灵活性的领先优势，美国和韩国的IDM正在加大力度，以加强其包装能力，这通常是由其各自的装配业务和设施提供和实现的。
与此同时，领先的无晶圆厂公司正在推动近岸AT。此外，复杂的人工智能芯片正在推动对先进封装的需求，暴露出该技术的严重产能短缺。
图注：2023～2032年半导体组装与测试的市场规模，快速发展下，其技术的产能却仍有不足，是未来可以发展的机会
为了在整个2024年及以后的动态AT格局中保持竞争力，OSAT和专属AT设施应加强其核心企业IT系统。
此外，将AI和ML集成到其运营中可以帮助开发先进的包装技术和功能，改善需求规划，有效管理库存，并简化整个扩展供应链的信息流。
测试也有望获得突出地位，因为复杂的芯片和模块设计可能需要捕获AT和OSAT来提升系统级测试、自适应或动态测试以及基于AI/ML的bin预测等功能。
需要考虑的战略问题：
1、企业应该与哪些同行公司和学术机构合作，以利用政府的激励措施和共享的研究基础设施，共同构建、测试和试点下一代创新包装方法？
2、AT流程的哪些部分应该在国内重新托管，哪些应该外包，以及应该考虑在哪些国家（东南亚，南亚，东欧，拉丁美洲）建立新的后端设施？
3、在后端组装中，金属、塑料和其他材料应如何处理，作为更广泛的可持续发展工作的一部分，并符合ESG监管需求？
4、是否应该有更多的代工厂和IDM将包装整合到他们的价值链中？
5、包装的战略相关性是否会通过无晶圆厂和IDM可以考虑的新联盟和合作伙伴关系来体现？
五、加强网络安全以应对日益加剧的网络威胁
与其他行业相比，半导体公司面临的网络威胁水平更高。除了每个行业都要应对的常见的以营利为目的的勒索软件攻击外，半导体公司还拥有独特的、有价值的和受限制的知识产权（IP）。由于半导体对多个行业的重要性日益增加，它经常成为国家支持的参与者的目标。
如果地缘政治紧张局势在2024年继续升级-导致围绕知识产权，芯片和原材料的进一步限制-网络攻击可能会加剧，扰乱行业生产。网络威胁行为者不仅针对核心半导体公司，而且越来越多地针对扩展的渠道合作伙伴。复杂的威胁行为者可以使用先进的方法，例如伪装成勒索软件团体，来制造攻击并导致整个供应链的业务中断。
2024年，半导体行业可能会经历一场不对称的战斗：该行业可能需要面对比其他工业网络威胁拥有更先进资源的复杂威胁行为者。国家支持的参与者和更广泛的半导体行业参与者之间的这种不对称斗争可能会在2024年及以后给行业高管带来新的挑战。因此，半导体公司应该考虑加快努力，加强自身的网络防御能力，以及其扩展供应链的数字和网络基础设施。
需要考虑的战略问题：
1、鉴于网络安全威胁和事件的区域差异，哪些战略将有助于提高全球组织和供应商的弹性并实现数字信任？企业如何制定战略，以最好地满足其运营所在地区的网络安全需求和威胁载体？
2、在使用安全系统和访问管理划分知识产权和皇冠珠宝时，应考虑哪些不同的方法？
3、企业需要哪些全面的技能和能力（如网络取证、密码学、人工智能/深度学习、DevSecOps）来开发强大的组织范围的网络安全计划？
六、地缘政治、出口管制、高级节点，以及人工智能
在2022- 2023年相对较新，并且在2024年可能越来越重要的是围绕两项关键半导体技术的看法：先进节点制造本身和加速人工智能的芯片。这两项技术在2022年都受到了一定程度的限制，2023年10月限制进一步收紧。
我们预计2024年将看到这些限制的后果，以及可能的进一步限制。预计公司将努力平衡销售，同时仍然遵守不断变化的限制，可能的反限制以及受这些限制影响的国家国内先进节点能力的新发展。它们不仅应顺应当前形势，而且应更多地规划或尝试预测未来的规则和限制。
需要考虑的战略问题：
1、受深紫外和极紫外技术出口限制的国家能否开发自己的深紫外和极紫外解决方案？如果不是，如果他们使用基于DUV的技术制造先进的芯片，他们能经济地做到这一点吗？
2、对人工智能芯片本身出口的限制是否会继续收紧？这将如何影响芯片公司的收入和增长？
3、这些限制是否会导致受限制国家的反应，从而对公司、行业和全球经济产生不利影响？
