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半导体行业已成为全球科技发展的核心引擎。从个人计算机到智能手机，再到人工智能（AI）和物联网（IoT），半导体技术的突破推动了经济和社会的转型。

《普华永道：2024年半导体行业状况报告》指出，半导体市场将在未来几年继续保持强劲增长，全球年收入预计将在2024年达到6420亿美元，并在2030年前突破1万亿美元。

这份报告半导体行业的主要发展趋势、技术创新及其面临的挑战，并分析未来驱动因素如何影响行业格局。

我们分为上下两部分。

Part 1

行业概述与整体趋势

全球经济的电气化转型正迅速提升电动汽车（EV）、可再生能源系统等领域对功率半导体的需求。与此同时，数字化浪潮导致的数据量呈指数级增长，使得从云数据中心到边缘设备都迫切需要高效能的存储与处理芯片。

此外，人工智能（AI）和物联网（IoT）技术的发展进一步扩大了半导体的应用范围，涵盖了智能家居、智能工厂、智能医疗等多个场景。

这些宏观趋势共同作用下，预计半导体行业在2024年将达到6420亿美元的全球营收，并有望在本十年末突破万亿美元大关，显示出了强大的增长韧性和潜力。

● 行业规模扩大：到2030年，全球半导体收入预计将以7.7%的年复合增长率（CAGR）增长。● 应用领域扩展：计算市场将在2024年超过通信，成为最大的应用领域。

在半导体市场的各个细分领域中，内存和逻辑产品一直以来都是市场的主要贡献者，预计这一趋势将在2024年及以后持续。

内存市场由于数据密集型应用的爆发性增长，其在全球半导体总收入中的占比预计将从2008年的18%上升至2024年的约25%。

从应用角度来看，计算市场自2024年起预计将超越通信领域成为最大的细分市场，2024-2030年间复合年增长率（CAGR）约为9%，这主要得益于AI应用的普及。

汽车行业则是增长最为快速的半导体应用市场之一，预计2024-2030年的CAGR为10%，车辆电气化和软件定义汽车（SDV）等趋势不断改变着汽车半导体的需求格局，单车半导体价值从2019年的420美元攀升至2023年的800美元，并预计在2030年达到1350美元。● 内存技术：突破性进展与未来前景

◎ DRAM 演进与 HBM 崛起

动态随机存取存储器（DRAM）作为计算机和电子设备中不可或缺的数据存储组件，在行业中占据重要地位，2024年约占半导体总收入的14%。随着技术的进步和技术需求的变化，DRAM的应用已经扩展到了AI、机器学习、云计算等新兴领域。

在这个过程中，高带宽内存（HBM）作为一种满足AI和高性能计算需求的关键创新脱颖而出。相比传统DRAM，HBM拥有更多的输入/输出通道，数据传输速率大幅提升，因此被NVIDIA、AMD等公司的图形处理单元（GPU）广泛采用。

预计到2028年，HBM市场规模将与数据中心DRAM相当，占全球半导体市场的4.1%，期间CAGR高达57.5%，远超同期数据中心DRAM（22.3%）和智能手机DRAM（15.3%）的增长率，体现了AI驱动下的HBM市场爆发式增长态势。

近期DRAM供应趋紧带来了价格上涨和利润率的提升，促使内存集成电路供应商增加资本支出（CAPEX）。

预计2025年的CAPEX将超过2022年的330亿美元，创历史新高，但大部分投资将集中在HBM的后端制造上，而DRAM产能在2025年相较于2022年将保持相对稳定。

同时，美国、日本和韩国推出的补贴和税收优惠政策也将促进三星、SK海力士、美光等企业在新产能上的建设。

鉴于10nm级节点之后DRAM成本改善速率放缓，3D DRAM被视为开启行业长期成本降低的新路径，预计8层和16层3D DRAM的大规模量产将于2030年左右启动，重塑内存产业的成本架构和竞争格局。

◎ NAND 闪存市场复苏与进阶

NAND闪存是非易失性存储技术的核心，广泛应用于消费电子、数据中心等领域。过去十年间，NAND闪存位增长迅猛，从2013年的371亿1GB当量增加到2023年的7449亿，主要受到智能手机、PC、服务器等市场对快速高效数据存储需求的推动。

随着AI应用的扩展，对大容量SSD的需求激增，特别是在AI训练和推理等大规模数据处理场景中，加速了NAND闪存市场的增长。预计2028年NAND市场营收将达到1150亿美元。

2023年第三季度，NAND市场触底反弹，厂商通过削减晶圆生产应对供过于求的问题，有效稳定了市场价格。2024年，受资本支出减少的影响，NAND闪存位供应受限，抑制了产能扩张。

展望未来，随着市场需求回暖，特别是由AI设备驱动的需求增长，厂商将重启闲置产能，可能开启新一轮超级周期。

● 各应用细分市场中，

◎ 智能手机预计仍将是NAND市场的最大部分，到2028年的CAGR为30%；

◎ 数据中心市场因AI工作负载和存储基础设施扩张的驱动，CAGR高达33.4%；

◎ PC市场因AI应用对存储性能要求的提高，CAGR为21%；

◎ 汽车内存尽管目前占比不大，但凭借车辆对先进存储解决方案依赖度的提升，2028年的CAGR有望达23%，成为市场增长的新亮点。

为了满足AI驱动的高容量存储需求，NAND厂商正在加速从三层单元（TLC）向四层单元（QLC）技术的转型。

QLC技术可以在单个存储单元中存储4位数据，从而显著提高存储密度并降低成本，QLC技术在性能和耐久性方面存在一定的挑战，但通过过量配置或针对特定工作负载的混合解决方案等方法，这些问题正在逐步得到解决，推动NAND存储技术迈向新的高度。

◎ HBM的崛起：HBM市场预计到2028年将占全球半导体市场的4.1%，年复合增长率达57.5%。NVIDIA、AMD等公司已经将HBM技术用于其AI专用处理器。

◎ 三维DRAM（3D DRAM）：由于二维DRAM技术的成本改进速度放缓，3D DRAM有望成为新一代主流技术，并将在2030年前开始大规模生产。

NAND闪存市场也在经历转型，随着AI和数据中心的需求增长，NAND闪存的市场规模将在2028年达到1150亿美元。

Part 2

汽车半导体市场：进入快车道

汽车行业正经历一场向电动化转型的深刻变革，这一转变显著地为功率半导体产业带来了前所未有的市场机遇。

电动汽车系统中，功率半导体是不可或缺的一部分，它们广泛应用于主逆变器、直流-直流转换器、车载充电器（OBC）以及电池管理系统（BMS）等关键组件中，其单车价值量相较于传统内燃机汽车提升了约六倍。

2023年，全球汽车功率半导体销售额达到了210亿美元，同比增长了30.2%，预计未来几年将保持两位数的增长率。

宽禁带（WBG）半导体材料，例如碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN），乃至新兴的氧化镓（GaO），正在推动汽车功率半导体技术的革新。

与传统的硅基材料相比，WBG器件在能量效率、功率密度和高温性能方面具有明显的优势，非常适合用于对性能要求极高的逆变器、充电器和DC-DC转换器。例如，SiC和GaN能够实现更快的开关速度和更好的热管理，有助于减少车辆零部件的尺寸和重量，从而增加续航里程并提升整体性能。

领先的功率半导体制造商如英飞凌、意法半导体、安森美等，都在积极投资于WBG技术的研发和生产，以期扩大市场份额。

尽管2023年WBG仅占据了汽车功率市场的12%，但据预测到2028年其年度营收将达到168亿美元，占比增至29%，这将重塑汽车功率半导体市场的竞争格局。

在汽车功率半导体领域，硅基材料和WBG材料并非简单的替代关系，而是根据应用场景的不同形成互补。

对于低功率且成本敏感的应用，如小型城市电动车或混合动力车，硅基半导体因其成熟的技术和经济性而占据主导地位；而在高性能电动车的关键部件中，如主逆变器，WBG材料则成为提高性能和效率的重要因素。虽然SiC目前面临成本较高的问题，但随着厂商加大产能和技术进步，预计未来几年成本将会逐渐下降。

中国市场涌现了超过50家SiC供应商，加剧了市场竞争，有望加速成本降低和产业整合。然而，SiC向更大尺寸晶圆过渡的过程中遇到了工艺复杂性和设备短缺的问题，这可能减缓产能扩张的速度，并影响短期内的供需平衡。

GaN由于其与现有硅制造设施的良好兼容性，可以更高效地降低成本，并且在快速充电器和功率转换器等领域展现出巨大潜力。尤其是它能帮助减小组件体积和重量，使之成为车载充电系统的理想选择。

随着技术创新的推进，比如英飞凌推出的300毫米GaN晶圆技术，GaN在高压应用领域的竞争力正在增强，预计未来几年内市场将进一步整合，产业布局不断变化。

● 电动汽车（EV）：与传统内燃机汽车（ICE）相比，电动车中半导体的平均价值几乎是其两倍。到2030年，每辆车的半导体价值预计将达到1350美元。

● 宽带隙半导体（WBG）技术：SiC和GaN等材料的广泛采用显著提高了电动车的性能和效率。这些技术预计将在2028年占汽车功率半导体市场的29%。

随着软件定义汽车（SDV）趋势的发展，汽车的功能实现和创新模式发生了根本性的改变。通过持续的软件更新和优化，SDV实现了硬件与软件的解耦，为用户提供了更高的定制化程度和灵活性，同时也加快了创新的步伐。

为了支持SDV的实现，现代电子电气架构需要高性能处理器来处理复杂的计算任务，推动着汽车从分散式的ECU体系向区域化和中央计算架构转变，简化了车辆的电子结构。

系统级芯片（SoC）作为SDV的核心，集成了CPU、内存和其他外设功能，能够有效地满足实时数据处理、高级驾驶辅助系统（ADAS）、安全模块及信息娱乐系统等需求。

同时，图形处理器（GPU）和神经处理单元（NPU）在自动驾驶和其他高级功能中的重要性也日益增加，它们提供的强大算力是汽车智能化发展的关键。

预计到2028年，汽车SoC市场规模将达到160亿美元，2024年至2028年的复合年增长率约为17%。

微控制器（MCUs）仍然是汽车电子系统中重要的组成部分，专注于特定控制任务和外设接口，特别是在发动机控制、传感器管理和电池管理系统等对实时响应、功耗和可靠性有严格要求的场景下。

现代MCUs还支持多种先进的通信协议，如以太网、Wi-Fi、蓝牙和车联网（V2X），促进了车辆与外界网络的数据交换，增强了SDV的功能。

存储解决方案在SDV架构中扮演着关键角色，必须能够快速存储和访问大量数据。

高容量、高速度的内存不仅能满足海量传感器数据和应用程序的存储需求，也为实时数据分析和决策提供支持。2023年，内存芯片占汽车半导体市场的8%，预计到2028年将增长至11%，市场规模达到130亿美元，成为推动汽车半导体市场增长的重要力量。

小结

半导体行业作为全球科技发展核心引擎，正迎来快速发展机遇期，市场规模有望持续扩大，在内存技术、汽车半导体等领域都展现出强劲的发展态势与变革趋势，未来前景广阔且充满机遇与挑战。

       原文标题 : 半导体行业：年收入有望突破万亿美元（上）