AI时代，半导体的机遇与挑战全解析

文｜半导体产业纵横

在蓬勃发展的科技领域，生成式人工智能迅速成为新的热门词汇（而且理由充分），科技巨头和初创公司都试图在人工智能这块“蛋糕”中分一杯羹。但是，如果驱动人工智能的系统缺乏必要的组件和性能，企业究竟能从这场人工智能热潮中获得多少价值呢？

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的确，为了满足日益增长的人工智能工作负载需求，半导体销售额也随之增长。根据世界半导体贸易统计局（WSTS）最新发布的全球半导体销售报告，2025年上半年全球半导体销售额达到3640亿美元，比去年同期增长18.9%。

第三季度业绩出乎意料地强劲，芯片销售前景依然乐观。根据WSTS的数据，全球半导体市场可能增长超过25%，达到约9750亿美元。分析师认为，销售额的增长主要得益于人工智能边缘应用兴起后，数据中心基础设施需求的激增。

然而，尽管半导体行业呈现增长趋势，但保持谨慎乐观的态度仍然十分重要，因为半导体行业瞬息万变。

德勤今年2月发布的一份报告对半导体销售前景持更为谨慎的态度：“虽然人工智能芯片及相关收入（存储器、先进封装、通信等）带来了巨额收入和利润，但它们只占极高价值芯片的一小部分，这意味着整个行业的晶圆产能（以及利用率）并没有看起来那么高。”

报告补充道：“值得提醒读者的是，芯片行业的周期性波动是出了名的。过去34年里，该行业经历了9次从增长到萎缩的转变。因此，与1990年到2010年相比，过去14年该行业的增长或萎缩幅度似乎有所减小，但萎缩的频率似乎有所增加。目前来看，2025年前景稳定，但2026年的发展趋势难以预测。”

来源：德勤

那么，在人工智能技术日渐成熟、销售额预期增长的情况下，半导体行业能否跟上时代步伐？事实上，该行业似乎已经面临困境。

麦肯锡公司提供的统计数据预测，到 2030 年，生成式 AI 计算的总需求可能达到 25×1030 FLOPs，这将超过当前超级计算机和配备最新硅芯片的 AI 系统的性能，正如今年早些时候 EE Times 的一篇文章中所报道的那样。

麦肯锡报告指出：“B2B领域采用新一代人工智能应用案例很大程度上受到半导体芯片供应充足性和成本的影响。企业必须能够合理配置其在计算基础设施方面的投资，确保服务成本低于公司的支付意愿。”

行业仍处于转折点：人工智能的成功在很大程度上取决于半导体市场能否提供驱动这一新智能时代的芯片。虽然新冠疫情期间的芯片短缺似乎有所缓解，但新的制约因素仍在阻碍关键供应链，并对人工智能的持续普及构成重大障碍，其中最显著的就是内存。

目前，该行业面临一个难题：尽管对先进人工智能芯片的需求激增，但传统内存芯片（DRAM、HBM、闪存）的供应却急剧收紧，导致明显的短缺和价格上涨。事实上，市场研究公司Counterpoint的一份报告预测，由于人工智能的快速发展，到2026年内存价格将上涨高达20%，EE Times记者Alan Patterson在11月份报道了这一消息。

罪魁祸首是什么？据Counterpoint分析，是SK海力士和美光等行业巨头为了满足人工智能蓬勃发展的需求，将生产线转向更先进的高带宽内存（HBM），导致传统LPDDR4内存供应短缺。再加上美国的关税和来自中国的竞争，这无疑是一场灾难。

然而，一些玩家正在采取措施来弥补内存不足的问题。

例如，Marvell Technology于12月2日宣布了一项可能引起轰动的巨额收购：该公司将以32.5亿美元的价格收购初创公司Celestial AI。Celestial AI曾入选 EE Times 发布的今年的Silicon 100强报告。凭借Celestial AI在光子结构数据中心技术方面的专长，此举将使Marvell能够更直接地与顶尖的AI芯片和网络公司展开竞争。

与此同时，有报道称，美光科技将投资96 亿美元在日本广岛建设一座新的 HBM 芯片制造厂，这可能有助于缓解全球存储器市场的压力。

此外，三星已将目光投向加速其存储技术量产的战略，并宣布在位于韩国器兴的园区内新建一座半导体研发中心（NRD-K）。该公司在一份声明中表示，这项新的研发计划将使三星能够“配备高数值孔径极紫外光刻和新型材料沉积设备，旨在加速开发下一代存储半导体，例如3D DRAM和超过1000层的V-NAND”。

最近，集成电路加工技术和制造解决方案制造商联华电子（UMC，包括嵌入式非易失性存储器解决方案）与专门从事高压、功率和传感器半导体制造的晶圆代工厂 Polar Semiconductor 签署了一份谅解备忘录，旨在推动美国国内芯片生产，以满足汽车、航空航天和国防等行业的需求——这些关键行业可能会受到存储器短缺的负面影响。