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被低估的晶片
市場分析師們或許對具體趨勢和預測存在分歧，但他們通常對半導體市場持樂觀態度。大多數評估顯示，預計到2030年將達到1兆美元至1.1兆美元，這主要得益於人工智慧和資料中心的快速發展。
這種觀點雖然積極，但可能嚴重低估了半導體行業的真實價值。這是因為傳統的估值主要基於銷量，可能部分或完全忽略了擁有內部設計能力的原始裝置製造商 (OEM)、自有晶片設計師以及無晶圓廠營運商（針對某些先進封裝技術）所生產的晶片的價值。這種疏忽可能會產生重大影響，因為這些類別目前正展現出最高的增長率。此外，由於缺乏關於中國半導體公司銷售資訊的完整性，目前的分析往往低估了它們的價值。
鑑於人工智慧預計將推動半導體行業的平均復合年增長率遠超2014年至2024年間9%的水平，精準的價值評估比以往任何時候都更加重要。為了更準確地評估半導體行業的價值，麥肯錫分析了所有類型的公司，包括中國的公司。我們沒有依賴銷售量（因為當公司不直接在市場上銷售晶片時，銷售量無法精準反映其價值），而是針對每類半導體公司進行了定製分析。例如，對於擁有自主晶片設計的OEM廠商（如智慧型手機製造商），我們根據其銷售成本（COGS）結合產品的典型毛利率來估算其市場貢獻。
基於此，麥肯錫得出以下主要結論：預計到2030年，半導體銷售額將達到1.6兆美元（區間為1.5兆美元至1.8兆美元）——這些數字遠超其他預測。但並非所有半導體公司都能平等受益，因為大部分增長將與尖端晶片和高頻寬記憶體（HBM）相關。鑑於半導體行業贏家通吃的格局，少數極具創新精神的公司很可能在這些領域佔據最大份額。而在其他市場領域——例如先進成熟工藝節點或DDR——則不然。DRAM 和 NAND 快閃記憶體領域的領先企業正積極降低成本，他們或通過擴大規模，或實施傳統的成本最佳化計畫。同時，他們也致力於拓展在高增長領域的市場份額，併力求實現產品差異化。
需要特別說明的是：由於存在諸多不確定因素（所有預測都存在這種情況），我們給出了一系列估算值。例如，在我們的低風險情景中，人工智慧需求弱於預期，進而導致晶片需求下降。1.6兆美元的估算值反映的是我們的中等風險情景，也就是基準情景。
重新評估市場規模
歷史上，分析師通常通過衡量半導體器件從無晶圓廠營運商、代工廠和整合器件製造商（IDM，即既設計又製造晶片的公司）向電子公司的銷售額來確定市場規模。當無法獲得直接銷售資料時——例如，對於非上市公司而言——分析師則會進行估算。
多年來，這種傳統方法一直是衡量半導體市場價值的相當準確的晴雨表，因為它能夠正確評估主導市場的IDM廠商、無晶圓廠廠商和全整合廠商的晶片價值。但如今，大部分增長來自自研晶片廠商、擁有內部設計的OEM廠商和無晶圓廠廠商，而主要基於銷售額的分析並不能充分反映這些晶片的價值。中國企業也在快速發展，因此評估它們對市場價值的貢獻變得尤為重要，而傳統的評估方法無法完全體現這一點。
超越銷售分析
我們的評估方法彌補了傳統方法的一些不足。具體來說，我們的評估考慮了以下因素。
1、自研晶片設計公司，自研晶片設計公司通常是為雲服務營運資料中心的超大規模資料中心營運商，它們為自身內部使用而研發晶片。由於這些半導體不在公開市場上銷售，而是用於內部以具有競爭力的成本提供更高性能的雲服務，因此基於銷售的分析中不包括自研晶片的需求。我們的方法通過考察與晶片設計和製造相關的內部研發支出、銷售成本和一般管理費用來估算自研晶片的價值。
2、對於擁有自主設計的OEM廠商而言，大多數分析師僅通過考察銷售成本（主要通過支付給代工廠的晶片製造費用）來評估自主設計的片上系統（SoC）的價值。這類分析忽略了預估的內部毛利率——即假設供應商向最終產品製造部門銷售晶片所獲得的利潤——儘管在量化IDM廠商和無晶圓廠廠商的貢獻時，這些毛利率已被納入考量。我們的方法通過同時考慮擁有自主設計的OEM廠商的銷售成本和預估的內部毛利率，確保了更高的分析一致性（見圖表1）。
3、無晶圓廠公司，無晶圓廠公司設計晶片，並將製造外包給代工廠。雖然過去基於銷售額的評估方法可以精準評估無晶圓廠公司創造的價值，但現在這種方法已不足以精準反映其價值，原因有二：
- 企業越來越多地使用現代封裝技術，將處理器和記憶體等單獨製造的元件整合到異構晶片中；
- 越來越多的公司提供軟體（通常是免費的），以提高易用性，並讓客戶充分發揮晶片的潛力；
通常，分析師的估算僅將整個晶片封裝（例如CoWoS）價值的一部分（例如邏輯和封裝元件的成本和毛利潤）分配給無晶圓廠公司。他們不會將HBM的毛利潤分配給無晶圓廠公司，而是將其分配給儲存器公司。
在我們的分析中，我們將包括HBM在內的整個CoWoS封裝的價值歸於無晶圓廠公司。我們對軟體也採用了不同的方法：傳統的分析師估算會從毛利潤中扣除一部分以計入圖形處理器（GPU）捆綁的軟體，而我們的方法則保留全部毛利潤（見圖表2）。
4、區域代表性不足，預計2024年至2028年計畫的產能擴張（以晶圓產能衡量）中，約有一半將發生在中國。新工廠將專注於先進和成熟節點的製造，如果來自中國的資料不完整，分析可能會低估這一領域的規模。為了更準確地估算中國企業的價值，我們的分析結合了已公佈的收入資料、基於產能的預估收入資料以及來自內部專有模型的資料。我們的估算較為保守，並考慮到中國目前的產能利用率較低，以及部分已宣佈的未來產能可能無法實現。
市場強勁，未來增長潛力巨大
基於此，我們認為2024年半導體市場規模約為7750億美元。這一數字比其他市場評估值（6300億美元至6800億美元）高出約14%至23%。我們的估算值來源如下（見圖表3）：
- 中國以外的所有半導體廠商（約 6040 億美元，其中 5070 億美元來自前 20 大半導體公司）
- 總部位於中國的公司（930億美元）
- 擁有自主晶片設計的OEM廠商（520億美元）
- 晶片設計公司（250億美元）
仔細分析2024年的估值可以發現，最大的垂直行業分別是計算和資料儲存（3500億美元）、無線通訊（2000億美元）以及汽車（750億美元）。從各垂直行業來看，尖端工藝節點的價值高達2200億美元，相當於所有類型記憶體（NAND、DDR DRAM和HBM）價值的總和。
2030年半導體市場規模將達到1.6兆美元
鑑於未來存在諸多不確定性，我們建構了三種不同的情景來預測未來的半導體需求。主要變數是人工智慧應用的預期發展軌跡。在我們的情景中，預計到2030年半導體市場規模將在1.1兆美元至1.8兆美元之間。中間情景（即基準情景）為1.6兆美元，比我們2024年的預測值增加了8250億美元，並且遠高於通常在1兆美元至1.1兆美元之間的傳統預測值（見圖表4）。
我們通過考察其他未納入原始分析的自變數（例如行業產能、預計收入和資本支出）的預期變化，檢驗了我們估算的有效性。這些分析的結果支援了我們關於到2030年價值將達到1.1兆美元至1.8兆美元的估算。
領先垂直行業的未來增長軌跡
到 2030 年，領先的細分市場仍將是目前主導市場的三大細分市場，但它們的增長軌跡和需求驅動因素將有所不同：
1、計算和資料儲存領域預計將從2024年的3500億美元增長到2030年的8100億美元。這4600億美元的增長佔半導體總預期增長額8250億美元的一半以上。伺服器領域的需求，尤其是人工智慧伺服器的需求，將是增長的主要驅動力。除了出貨量增加外，晶圓的平均售價（ASP）也將因節點尺寸縮小和HBM含量增加而上漲。隨著人工智慧伺服器通過更多連接建構大規模、共用記憶體、低延遲叢集，有線網路領域也將從中受益。
2、無線領域預計到2030年將增長約1500億美元，總價值將達到3500億美元。這一增長背後有多種因素。首先，許多消費者正在轉向價格更高的智慧型手機，而這些智慧型手機需要更複雜的晶片——這一轉變將有助於彌補智慧型手機年出貨量增長停滯的局面。其次，其他無線裝置中的半導體含量也在增加，部分原因是新的連接標準需要更多的矽片。製造商也在向尖端無線元件（包括SoC、數據機、Wi-Fi晶片和NAND快閃記憶體控製器）的更小製程節點過渡。雖然這種轉變會增加元件成本，但它也提高了連接性能、增強了計算能力並有助於控制能耗。
3、汽車行業。預計2024年至2030年間，晶片價值將持續增長。向電動汽車的轉型是推動該領域市場增長的主要動力，尤其對於先進成熟的工藝節點而言更是如此。此外， 高級駕駛輔助系統（ADAS）的日益完善也推動了汽車市場的增長，例如，自動駕駛技術的進步依賴於能夠加速資料處理的晶片。
半導體各細分市場增長不平衡——以及一個巨大的機遇
我們預計2024年至2030年半導體市場的復合年增長率為13%，但各細分市場的增長將有顯著差異：
對於非儲存器件，前沿製程節點的預計復合年增長率 (CAGR) 為 22%。3 奈米 (nm) 製程節點的需求預計將增長 25%，而 5 奈米和 7 奈米製程節點的需求將會下降。2 奈米製程節點於 2025 年剛剛問世，預計到 2030 年，其需求將飆升 136%。如果 1.4 奈米製程節點如預期在 2027 年問世，其預計復合年增長率將達到約 314%。
對於非儲存器件中先進和成熟的節點，需求預計只會增長 2% 到 4%，具體取決於節點尺寸。
HBM 的復合年增長率將達到 20%，遠高於 DDR DRAM（12%）和 NAND（9%）。
由於復合年增長率存在如此大的差異，從 2024 年到 2030 年，尖端節點在整體市場增長中所佔的份額將遠高於其他主要細分市場（圖表 5）。
尖端晶片（主要用於人工智慧）將佔總增長的62%。這一增長勢頭源於新裝置對計算能力的需求，以及下一代產品（例如先進的Wi-Fi晶片）向更小節點尺寸的轉變。尖端晶片領域很可能繼續呈現贏家通吃的格局，少數幾家公司將攫取大部分利潤。
儲存器市場已從此前的低迷中復甦，將貢獻31%的增長，其中近一半與HBM（高密度記憶體）相關，HBM的售價高於其他類型的儲存器。與尖端晶片市場一樣，少數幾家公司可能會攫取大部分利潤。
先進成熟節點的增長速度遠低於這兩個細分市場。目前，先進成熟節點的價值超過了前沿節點，但這種情況很可能在2026年開始逆轉。許多公司都提供先進成熟節點，這凸顯了制定強有力的增長戰略以脫穎而出的重要性。
在這三個細分市場中，晶圓銷售量和平均售價的趨勢可能會朝著不同的方向發展（參見側邊欄“晶圓增長趨勢”）。
對半導體公司的影響
我們對半導體行業價值的評估，以及對增長不平衡前景的分析表明，各公司可能低估了未來面臨的挑戰和機遇。為了最大限度地提高市場份額和經濟效益，他們必須瞭解市場的細微差別，包括那些領域的增長速度可能最快。
一、尖端晶片和HBM
我們的市場分析清晰地表明，HBM晶片和尖端晶片，尤其是最小製程節點的晶片，將迎來最大的增長。預計到2030年，它們的復合年增長率將超過20%，這主要得益於人工智慧的驅動。尚未涉足此類晶片領域的公司可以考慮評估自身是否具備相關資源和能力。否則，它們可能會錯失最可靠的增長途徑。
對於開發HBM或尖端晶片的公司而言，成功取決於持續創新，從而為計算驅動型領域提供速度更快、能效更高的解決方案。例如，各公司正在致力於改進資料中心GPU、ADAS晶片和記憶體控製器等領域。通過針對這些應用場景採用更小的製程節點，公司可以在不增加晶片尺寸或能耗的情況下提升性能。然而，這些改進需要更多的掩模層和更高的製造精度，從而增加成本。客戶可能會傾向於選擇性能提升最大的解決方案，尤其是在價格全面上漲的情況下，這將加劇贏家通吃的競爭格局。
與其他預測一樣，一些事態發展可能會影響我們的估算。例如，許多廠商正在研究HBM的替代晶片，以降低成本，尤其是在推理方面，並緩解當前記憶體供應短缺的影響。如果廠商確實轉向替代晶片，對HBM的需求可能會大幅下降。
二、先進和成熟的節點
對於先進成熟的節點而言，性能提升速度較為緩慢，因為相關技術已持續最佳化多年，進一步提升的空間有限。預計該領域2024年至2030年的復合年增長率約為3%，遠低於前沿節點。然而，我們仍然預期該領域存在一些高增長點，例如光連接晶片和功率半導體，這些增長將受到資料中心和電氣化處理程序的推動。
在某些情況下，先進成熟節點的產能擴張速度可能超過市場增長速度，從而對價格構成壓力。這種趨勢可能對該領域的製造商構成挑戰，導致競爭加劇。因此，增長將主要來自更高的銷量，而非更高的平均售價。為了保持競爭力，生產先進成熟節點的公司必須提高產量（可能通過併購實現），以實現規模經濟並尋求進一步的成本削減機會。在產品方面，公司應實現產品差異化，並加大在高增長領域的投入。
制定未來戰略
過去幾十年，半導體行業的增長主要由各細分領域的少數幾家領先企業推動。麥肯錫最近的一項分析研究了這些企業的戰略，旨在找出它們脫穎而出的關鍵所在。
一項重要發現：業績領先的企業通過實施五項重大舉措的組合來最佳化其經濟利潤。其中三項與投資組合相關：程序化併購、動態資源重新配置以及超越競爭對手的投資。另外兩項與業績相關的舉措則側重於提高生產力並確保與競爭對手形成鮮明差異化，從而獲得更高的利潤率。
如今，半導體公司同樣可以從整合產品組合和業績提升的綜合策略中獲益，但具體策略應因公司而異。那些身處高增長和快速發展領域的公司，例如尖端晶片、DRAM、光通訊和功率半導體，應密切關注市場趨勢並迅速調整產品組合，正如英特爾聯合創始人兼前首席執行長安迪·格魯夫在其1996年出版的商業戰略經典著作《唯有偏執狂才能生存》中所述。該書強調了在戰略轉折點快速行動的重要性——這些轉折點指的是新技術出現或市場發生巨大變化迫使公司做出調整的時刻。這些轉折點在早期階段可能難以察覺，因此需要持續保持警惕。
低增長領域的公司應加大力度提升業績，打造差異化產品並實現成本優勢。在投資組合調整方面，程序化併購和動態資源管理可能最為有效，因為公司需要努力增加在高增長領域的投資。
我們的研究結果表明，半導體市場規模更大，也比傳統估計更具活力。但機遇並非均等分佈：尖端晶片和HBM將佔據大部分新增價值，而其他細分市場則主要在成本和規模上展開競爭。隨著各公司不斷完善戰略，那些能夠快速創新或顯著提升效率的公司將更有可能贏得市場。未來十年，那些洞悉價值轉移方向並果斷採取行動以抓住機遇的企業將獲得豐厚回報。 (半導體行業觀察)