未来十年，半导体晶圆将需求大增

作者简介：汤之上隆先生为日本精密加工研究所所长，曾长期在日本制造业的生产第一线从事半导体研发工作，2000年获得京都大学工学博士学位，之后一直从事和半导体行业有关的教学、研究、顾问及新闻工作者等工作，曾撰写《日本“半导体”的失败》、《“电机、半导体”溃败的教训》、《失去的制造业：日本制造业的败北》等著作。

在本系列的最近两篇文章中，我们探讨了2025-2030年间半导体市场的趋势以及晶圆需求预测（见图1、图2）。不过，有部分读者，尤其是在图表的解读方面，反馈称“难以理解”。此外，还有读者希望我们不仅预测5年后的2030年，也能延伸至10年后的2035年。

因此，这次我们将基于上次的反馈，尝试进行未来10年的预测挑战。

图1：2025年-2030年各类半导体的需求预测；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

图2：2025-2030年晶圆需求（百万片/月）与年增长量（千片/月）图中“CMD”为“Capital Market Day（资本市场日）”的缩写；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

01、大胆挑战至2035年的半导体市场预测

在对未来10年进行预测时，存在两个重大不确定因素：2025年1月20日就任的特朗普政府，以及同日发布的中国生成式AI“DeepSeek”。这两项事件将如何影响全球半导体市场和晶圆需求，目前尚无法确定。

因此，本文将首先在不考虑上述变量影响的前提下，对2035年为止的全球半导体市场与晶圆需求进行预测；之后再进一步探讨“特朗普政府”与“DeepSeek”可能带来的市场冲击。

02、2025年-2035年各类半导体与全球半导体市场需求预测

图1展示了2025-2030年面向各类电子设备的半导体及全球半导体市场的需求预测，同时也列出了各细分领域的年均增长率。

基于该增长率将持续10年的假设，作者绘制了2025-2035年全球半导体市场整体及其构成（按应用领域分类）的预测图（图3）。从图中可以看出，到2035年，用于“服务器、数据中心和存储”领域的半导体市场规模将增长至826亿美元——这一数字甚至超过了2025年全球整个半导体市场的规模。

图 3 2025 年至 2035 年各种半导体的需求预测；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

图4进一步将图3的数据细分显示，清晰表明“服务器、数据中心与存储”相关半导体的需求增长远超其他应用领域，呈现出压倒性的增长态势。

图 4 2025 年至 2035 年各种半导体的需求预测；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

而图5则展示了这类半导体在总需求中所占的比重演变：从2025年的22.9%上升至2030年的34.3%，再到2035年的47.4%。换句话说，到2035年，近一半的全球半导体需求将由服务器、数据中心与存储应用驱动。

图 5：2025 年至 2035 年各种半导体的预计需求百分比；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

尽管这一预测的准确性仍需未来验证，但可以明确地说，生成式AI的兴起正以前所未有的速度和规模，深刻改变全球半导体市场的结构。

03、通过“三种基准”预测半导体晶圆需求

接下来将从成熟制程（Mature Logic）、先进制程（Advanced Logic）、DRAM 以及 NAND闪存 四类出发，对半导体晶圆的需求进行预测。根据前述图2的设定，本文将基于以下三种不同基准来展开预测：

（1）以2022年为基准的预测（将28nm及以下视为先进制程；即“ChatGPT问世前”的预期）

（2）以2024年为基准的预测（同样以28nm及以下视为先进制程；即“ChatGPT问世后”的预期）

（3）以2024年为基准的预测（但将7nm及以下视为先进制程；同为“ChatGPT问世后”的新预期）

04、以2022年为基准的晶圆需求预测（ChatGPT之前）

2025-2035 年期间各种半导体的晶圆需求以叠加图的形式显示（图 6）。 不过，从图中很难看出哪些类型的晶圆需求量特别大。

图 6： 2025 年至 2035 年各种半导体的晶圆需求预测（(1) CMD2022）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

因此，作者进一步以折线图形式展示了各类半导体的晶圆需求变化（图7）。分析结果显示，28nm及以下的先进制程器件与28nm及以上的成熟制程器件的增长最为突出；而DRAM的增长率则最为低迷。

图 7：2025 至 2035 年各种半导体的晶圆需求预测 (1) CMD2022；来源：根据 Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，作者根据 “ASML 投资者日”（2024 年 11 月 14 日）的数据编制。

插一句题外话，从图6与图7可以看出，成熟制程用晶圆的需求规模与成长性相当可观。由于美国的出口限制，中国半导体厂商在先进制程的开发与量产方面受阻，因此正在战略性地加大对成熟制程的投入。从晶圆需求的角度看，这种转向既合理又有效。

话题回到正轨。以上是“ChatGPT出现前”的预测结果。那么，在ChatGPT问世之后的时代，各类半导体的晶圆需求又会发生怎样的变化呢？

05、基于 2024 年的晶圆需求预测（ChatGPT 之后）

与上一节一样，我首先将 2025-2035 年各种半导体的硅片需求写成堆叠图（图 8）。 然后，发现对 DRAM 晶圆的需求正在增加，在 2022 年的预测 （1） 中增长率较低。

图 8 2025-2035 年各种半导体的晶圆需求预测 （（2） CMD2022）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

接下来，我绘制了各种半导体的晶圆需求线图（图 9）。结果证实，基于 2022 年的 DRAM 晶圆需求增长率远大于（1） 中的预测。研究还显示，虽然成熟和先进制程晶圆需求也在增长，但 NAND 的增长速度非常低。

图 9 2025-2035 年各种半导体的硅片需求预测 （（2）CMD2024）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

因此，我们在基于 2022 年的预测 （1） 和基于 2024 年的预测 （2） 中比较了各种半导体的硅片需求（图 10）。结果发现，DRAM 和 NAND 的变化最为显著。

图 10 2025-2035 年各种半导体的硅片需求：（1） CMD2022 和 （2） CMD2024 的比较；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

首先，DRAM 产量在预测 （2） 中大幅上调至每年 160,000片，在预测 （1） 中预计每月增加 60,000 片。另一方面，NAND 产量在预测 （2） 中下调至 40,000 片，在预测 （1） 中预计每月增加 100,000 片。

此外，虽然变化没有 DRAM 和 NAND 那么大，但预测 （1） 和预测 （2） 之间的比较表明，成熟制程的月产量将从每年 380,000 片减少到 340,000 片，而先进制程的月产量将从每月 220,000 片增加到 240,000 片。

06、为什么对 DRAM 的需求在增加，而对 NAND 的需求却在减少？

在这里，我想考虑一下预测 （2） 中对 DRAM 的需求增加而对 NAND 的需求减少的原因，而不是预测 （1） 的晶圆需求。

首先，DRAM 晶圆需求增加的主要原因是 AI 服务器和 AI 数据中心的快速普及，这些都是生成式 AI 开发和运营不可或缺的。

AI 服务器中使用了 NVIDIA GPU 等 AI 半导体，这些 GPU 配备了 HBM（高带宽内存），这里有大量的 DRAM。此外，大量的高速 DRAM（DDR5 等传统 DRAM）也用于 AI 服务器的运行。这两个因素被认为推动了对 DRAM 晶圆的需求。

另一方面，可以假设 NAND 晶圆需求下降的原因也是由于 AI 服务器。在 AI 服务器中，对高速、高密度 SSD 的需求不断增加，需要高密度 3D NAND 来跟上。预计到 2025 年，3D NAND 的层数将超过 400 层，到 2030 年将达到 1,000 层。

然而，在制造这种高度堆叠的 3D NAND 时，晶圆工艺流程非常长。因此，即使生产能力相同，在制造堆叠度更高的 3D NAND 时，晶圆的投入量也会不可避免地减少。这被认为是导致 NAND 晶圆需求减少的原因。

07、预测成熟制程和先进制程之间的界限为 10-7 nm（ChatGPT之后）

在预测 （1） 和 （2） 中，我们分析了以 28 nm 作为成熟制程和先进制程之间边界的各种半导体的晶圆需求。另一方面，ASML 似乎认为这个边界将在 2030 年后从 28 nm 转移到 10-7 nm。 原因是最先进的极紫外 （EUV） 光刻设备的应用在 7 nm 左右开始。

因此，我们在下文中预测了 2025 年至 2035 年各种半导体的晶圆需求，其中成熟制程（ASML 定义为“Mainstream Logic”， "主流制程"）为 10 nm以上，先进制程为 7 nm及以下。

首先，与过去一样，2025-2035 年各种半导体的硅片需求以堆叠图表示（图 11）。 从这张图中可以看出，截至 2025 年晶圆需求较小的 7nm 以下的先进制程正在迅速扩张。

图 11 2025-2035 年各种半导体的硅片需求预测 （（3） CMD2022）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

接下来，各种半导体的晶圆需求如线图所示（图 12）。 结果证实，主流制程、先进制程和 DRAM 对晶圆的需求正在增加，而对 NAND 晶圆的需求并没有增加太多。

图 12 2025-2035 年各种半导体的硅片需求预测 （（3） CMD2024）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

此外，为了进一步阐明各种半导体的晶圆需求趋势，图 13 显示了 2025 年、2030 年和 2035 年对 10 nm 以上的"主流制程"和 7 nm 以下的先进制程、DRAM 和 NAND 的晶圆需求。

图 13 当 7nm 或更高工艺用作先进制程时，各种类型半导体的晶圆需求（2025 年、2030 年、2035 年）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

首先，"主流制程"预计将出现 10 年来的最大增长，每月增加 380 万个单位。接下来，"先进制程"预计将将其月产量从 70万片大幅扩大到 270 万片，每月增加 200 万片。此外，DRAM 产量预计将从 170 万片增加到 330 万片 DRAM，每月增加 160 万片 DRAM。另一方面，NAND 的增长率最低，10 年内每月仅增长 40万片。

到目前为止，根据 2024 年 11 月 14 日举行的“ASML 投资者日”的幻灯片，我们研究了 2025-2035 年各种半导体市场和硅片需求的趋势。

然而，这些预测并没有考虑到开头提到的“特朗普政府”和“DeepSeek”的影响。那么，这两个因素又如何影响半导体市场和硅片需求呢？

08、“特朗普政府”和“DeepSeek”的影响

即使在 "特朗普政府"和 "DeepSeek"出现之前，全球各国也越来越希望提高本国的半导体制造能力。因此，到 2025 年，全球硅片产能从预计的 1120 万片增加到 1176 万片，增长了 5%。 此外，预计到 2030 年产能为 1510 万，预计将增加 5-8%，达到 1585 万-1630 万（图 14）。

图 14 全球硅片需求及其增长；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

那么，“特朗普政府”和“DeepSeek”将对提高这些国家和地区的半导体制造能力产生什么影响呢？

首先，我们展示了 DeepSeek 可以通过使用一种称为“蒸馏”的方法，以比 OpenAI 的 ChatGPT 更短的时间内以更低的成本开发大型语言模型 （LLM）。

为了执行 “蒸馏”，需要一个高度准确且昂贵的 LLM，例如 OpenAI 的 GPT-4。因此，DeepSeek的出现不会导致对昂贵的NVIDIA GPU等AI半导体的需求下降。相反，随着第二代和第三代 DeepSeek 的出现，用于为学生角色开发 LLM 的 AI 半导体需求可能会增加。因此，预计 2030 年全球半导体需求增长率将大于 5-8%。

那么，特朗普政府的影响是什么？

09、“本地生产和消化”的半导体

目前尚不清楚特朗普政府是否会对半导体征收关税。然而，例如，占对美国半导体出货量 70% 以上的台积电正在美国陆续建设半导体工厂，以便随时应对关税。根据目前的信息，亚利桑那州将建立 6 个前端工厂和 2 个先进的后端工厂，总投资 1650 亿美元。

另一方面，在中国出现了向 28nm及以上成熟节点转变的趋势。根据目前对硅片需求的分析，成熟节点制程领域规模大，增长率高。因此，中国的半导体行业有可能显著增加全球对成熟制程晶圆的需求。

此外，包括欧洲和日本在内的亚洲国家也在努力提高本国国家和地区的半导体制造能力，预计这一趋势还将加剧。

总之，在美国、中国、欧洲和许多亚洲国家，半导体本地生产和本地消费的趋势日益明显。然而，这并不一定是一种健康的趋势。这是因为生产设备和材料不可能完全在每个国家或地区采购，设计、前端和后端流程也不可能在每个国家或地区完成。

但全球半导体本地化生产和消费的趋势不可能停止。那么，在 2025 年至 2035 年期间，全球对晶圆的需求将增加多少呢？

10、2025-2035 年全球半导体晶圆需求

下文中，我们假设四种情景计算了 2025 年、2030 年和 2035 年的全球硅片需求（图 15）。

图 15 全球硅片需求预测（2025-2030 年）；来源：Amit Harchandani，《终端市场、晶圆需求与光刻支出》，ASML投资者日（2024年11月14日）演示文稿

[情景 A]

这种情况是图 1 中所示的最低增长率的情况。即便如此，假设 2025 年的硅片需求为每月 1120 万片，此后每年增加 78 万片，到 2035 年月产量将达到 1900 万片，约为 1.7 倍。

[情景 B]

这是图 13 中增长率最高的情景。假设 2025 年硅片需求为每月 1120 万片，之后每年增加产量 86.5万片，则 2035 年月产量将增加约 1.8 倍，达到 1985 万片。

[情景 C]

假设 2025 年的硅片需求为每月 1120 万片，月产量将每年增加 100 万片。在这种情况下，到 2035 年，月产量将达到 2120 万片，大约高出 1.9 倍。

[情景 D]

在这种情况下，假设 2025 年的硅片需求为每月 1120 万片，月产量将每年增加 150 万片。在这种情况下，到 2035 年，月产量将增加约 2.3 倍，达到 2620 万片。

正如预期的那样，2035 年硅片需求是 2025 年的 2.3 倍的情景 D 几乎不现实。 然而，实际硅片需求将超过ASML假设的增长率最高的情景B，并且将更接近我设想的情景C。 换言之，2035 年全球硅片需求量可能是 2025 年的两倍左右，每月超过 2000 万片。

在本报告中，我们根据 ASML 投资者日上展示的幻灯片数据预测了到 2035 年的各种半导体市场和硅片需求。我们尽了最大的努力来分析它，但这个预测在多大程度上是准确的呢？

首先要关注的是特朗普政府是否会对半导体征收关税。这是因为仅这一点就可以对预测产生很大的影响。半导体市场比以往任何时候都更加不可预测。

本文写于 4 月 2 日特朗普总统宣布将对全球所有国家和地区征收对等关税之前。特朗普政府的对等关税有可能毁掉全球经济并彻底终止自由贸易，世界目前处于恐慌状态。虽然特朗普的关税肯定会对半导体产业产生巨大影响，但目前由于信息不足，具体会产生什么样的影响尚不得而知。关于这件事，我们希望在以后的报道中详细叙述。