人工智能,如何影響芯片
發(fā)表時間:2025-05-13
近年來,半導體行業(yè)的盈利能力和增長動力發(fā)生了巨大變化。根據(jù)麥肯錫的分析,整個行業(yè)經歷了令人矚目的經濟利潤增長,從2000-2009年的380億美元增長到2010-2019年的4500億美元。麥肯錫*研究院于2024年10月指出,半導體是18個有望改變 未來商業(yè)格局的行業(yè)之一,預計到2040年其價值將在1.7萬億至2.4萬億美元之間。
盡管人工智能的技術需求正在為該行業(yè)帶來大量投資和需求,但由此產生的收益主要集中在少數(shù)幾家關鍵的供應商和分銷商手中。與此同時,隨著人工智能的普及和中國市場參與者的擴張,行業(yè)格局發(fā)生變化,其余行業(yè)參與者創(chuàng)造的經濟價值及其增長前景也日益受到擠壓。事實上,到2024年,排名前5%的公司創(chuàng)造了該行業(yè)的全部經濟利潤,而其余95%的公司創(chuàng)造的經濟價值則急劇下降。
總體而言,人們普遍認為半導體行業(yè)已經從 2022-24 年的低迷中復蘇。然而,更細致的分析揭示了一種截然不同且更微妙的觀點。除了少數(shù)幾家經濟價值*的企業(yè)外,該行業(yè)的復蘇速度遠低于預期,甚至尚未顯現(xiàn)。與此同時,中國半導體市場持續(xù)擴張、發(fā)展,并對*市場份額構成壓力。為了應對這種日益增長的環(huán)境,所有行業(yè)的半導體公司都需要找到方法,利用人工智能驅動的機遇,向鄰近領域擴張,提高生產力,并增強對地緣政治變化和其他行業(yè)動蕩的抵御能力。
半導體行業(yè)的價值創(chuàng)造日益集中
半導體行業(yè)的經濟利潤增長(即該行業(yè)公司產生的收益超過其資本成本的比例)一直強勁。相對于平均經濟利潤率排名前30的其他行業(yè),半導體行業(yè)取得了顯著進步,從2000-2004年的第15位躍升至2016-2020年的第4位 ,再到2020-24年的第3位。
麥肯錫分析顯示,半導體行業(yè)在其*個十年創(chuàng)造了相對溫和的經濟利潤,約為380億美元,其中大部分來自英特爾。除英特爾外,其他行業(yè)參與者的經濟利潤微乎其微甚至為負。在第二個十年,這個日趨成熟的行業(yè)經歷了顯著整合,并擴大了代工模式;智能手機等新技術的出現(xiàn),為計算機以外的領域開辟了新的增長途徑。因此,盈利能力大幅提升,2010年至2019年期間,該行業(yè)創(chuàng)造了4500億美元的經濟利潤。
2020 年至 2024 年間,該行業(yè)創(chuàng)造的總經濟利潤價值為 4,730 億美元,超過了之前整個十年創(chuàng)造的利潤(圖 1)。
2020年至2024年,半導體行業(yè)創(chuàng)造的經濟利潤將超過前十年
經濟利潤的飆升主要得益于人工智能的爆炸式增長,以及半導體在汽車、工業(yè)等市場的新應用。此外,疫情導致產品短缺期間,一些企業(yè)利潤異常高昂。
然而,最近該行業(yè)的價值創(chuàng)造出現(xiàn)了分化。麥肯錫分析顯示,2023年和2024年,以英偉達、臺積電、博通和阿斯麥為首的行業(yè)前5%企業(yè)分別創(chuàng)造了1210億美元和1590億美元的經濟價值,而經濟價值創(chuàng)造能力墊底的5%企業(yè)則損失了450億美元至700億美元。盡管如此,僅僅考察早期和近期市場階段中*經濟價值創(chuàng)造者的巨大影響,并不能解釋半導體行業(yè)的整體現(xiàn)狀。需要進行更深入的分析,以識別和解決普遍存在的行業(yè)問題。
例如,以經濟價值創(chuàng)造量排名前5%、中間90%和后5%的行業(yè)參與者為例,考察其經濟利潤,可以更清晰地了解行業(yè)動態(tài):2024年,前5%的公司創(chuàng)造了1470億美元的經濟利潤,中間90%的公司僅創(chuàng)造了50億美元,而后5%的公司損失了370億美元。半導體行業(yè)的權力曲線變得異常陡峭,權力日益集中在經濟價值創(chuàng)造量排名前5%的公司手中(圖2)。
2021年至2022年,受疫情相關物資短缺的影響,行業(yè)中90%的企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經濟價值。然而,疫情對這90%企業(yè)的影響是暫時的;到2024年,它們的經濟價值創(chuàng)造已從2021年平均每家公司1.3億美元降至疫情前的1700萬美元以下(圖表3)。
這是兩個行業(yè)的故事。一小部分行業(yè)正乘著價值創(chuàng)造的浪潮,創(chuàng)造著前所未有的經濟利潤。但大多數(shù)行業(yè)卻面臨著截然不同的現(xiàn)實。
庫存和收入趨勢表明該行業(yè)尚未完全復蘇
總體來看,該行業(yè)似乎正從最近的低迷中相對較快地復蘇,類似于2008年低迷后的復蘇,當時收入在2010年達到峰值。然而,如果將英偉達(經濟價值創(chuàng)造量排名前5%的領頭羊)從計算中剔除,該行業(yè)的整體表現(xiàn)將發(fā)生巨大變化。自2022年5月之后開始的低迷以來,復蘇軌跡與2000年低迷后的較長持續(xù)時間相似:經歷了漫長的攀升,最終于2004年回升至收入峰值(圖4)。
自2000年以來,庫存占下一季度收入的比例飆升一直與半導體行業(yè)的低迷有關:隨著行業(yè)復蘇,庫存水平下降。這適用于該行業(yè)的所有細分領域,包括供應商、分銷商和制造商(OEM、原始設計制造商[ODM]和電子制造服務[EMS])。例如,當2022年5月行業(yè)開始低迷時,供應商和分銷商部門的庫存占下一季度收入的比例飆升至75%(2022年*季度約為55%),制造商部門的庫存占下一季度收入的比例飆升至49%(2022年*季度約為40%)。
*已學會了如何應對更高的半導體庫存水平。事實上,人們認識到,為了避免未來供應短缺,必須這樣做。但目前的庫存水平相當高,與早期行業(yè)低迷時期的水平相當。盡管庫存水平已開始下降,尤其是對于原始設備制造商 (OEM)、原始設計制造商 (ODM) 和電子制造服務商 (EMS) 等半導體客戶而言,但半導體供應商和分銷商的庫存水平依然居高不下。另一個跡象表明,復蘇之路將比預期更長:不包括英偉達的供應商庫存評估 (69%) 比包括英偉達的供應商庫存評估 (58%) 高出 11 個百分點 (圖 5)。
隨著中國市場的擴張和發(fā)展,行業(yè)動態(tài)進一步轉變
2010年至2019年期間,*化是推動行業(yè)增長的主導力量。*半導體公司不斷擴大在中國的業(yè)務,這為其收入貢獻了越來越大的份額。例如,以主要半導體設備廠商的區(qū)域收入分布為例:中國大陸的銷售額份額從2010年的6%增長到2020年的25%,再到2024年的38%(圖6)。
2024 年中國大陸的收入份額可能是一個異常值,這意味著可能會囤積半導體設備,以減輕未來潛在貿易限制的影響。盡管如此,一個明顯的趨勢表明,中國大陸市場參與者正在增加其在半導體設備中的份額。2010 年至 2024 年間,臺灣和日本市場的份額下降最為明顯。臺灣市場正在美國和歐洲以外的地區(qū)建設晶圓廠產能,而日本也新建了數(shù)量有限的晶圓廠——這兩個因素可能促成了這一趨勢。與此同時,韓國、美國以及歐洲、中東和非洲的市場參與者則保持了其歷史份額。
2010年至2019年期間,中國本土半導體企業(yè)蓬勃發(fā)展,年增長率高達21%。然而,由于美國對華為實施制裁,中國*企業(yè)海思半導體的營收迅速下滑,導致2019年至2023年期間的增長受到阻礙。除此單一參與者外,中國半導體行業(yè)在 2019 年至 2023 年期間的年增長率為 9% 至 10%。展望未來,預計中國本土企業(yè)的年增長率將達到 9%。
半導體是電動汽車和商用無人機等蓬勃發(fā)展的行業(yè)的關鍵部件,中國企業(yè)已展現(xiàn)出在這些領域建立龐大影響力的意愿。例如,2023年*新注冊的電動汽車中,有60%來自中國。與此同時,日益加劇的地緣政治考慮也增強了中國發(fā)展國內半導體生態(tài)系統(tǒng)的動力。
這些情況可能會對行業(yè)產生深遠的影響,因為持續(xù)的不平衡可能會加劇關鍵材料的短缺、擾亂供應鏈,并擠壓*所有行業(yè)領域的公司的利潤率。
隨著多方面壓力加大,需要采取大膽行動來推動行業(yè)增長
2019年至2023年間,部署人工智能應用組件的半導體行業(yè)板塊的復合年增長率為21%。受益于人工智能熱潮的公司包括無晶圓廠、代工廠和資本設備供應商,它們提供邏輯芯片(GPU和數(shù)據(jù)處理單元(DPU))以及微處理器(MPU)和微控制器(MCU)等微型組件。同期,整個半導體行業(yè)的復合年增長率為6%;不包括存儲器廠商,行業(yè)復合年增長率為9%。與此同時,中國大陸公司的增長基本持平,其他地區(qū)的非人工智能公司年增長率為8%。
到2030年,半導體行業(yè)的營收可能達到1萬億美元。而Gen AI的擴張有望額外貢獻3000億美元,使總營收達到1.3萬億美元。這些預期營收數(shù)字略顯保守;對AI和Gen AI的持續(xù)投資可能會進一步加速半導體市場的增長。
但到2030年的增長前景與該行業(yè)在2019年至2023年期間的狀況大相徑庭。涉足人工智能領域的公司,其復合年增長率可能高達18%至29%。受益于數(shù)據(jù)中心的利好,內存領域的復合年增長率可能反彈至17%至23%。隨著中國大陸市場的成熟,本土企業(yè)的復合年增長率可能達到14%至20%。然而,其他地區(qū)和行業(yè)領域的公司,其復合年增長率可能會急劇下降至約2%至3%,不到該行業(yè)歷史復合年增長率的三分之一(圖7)。
隨著市場份額受到以人工智能為中心的公司以及中國大陸規(guī)模化市場參與者的擠壓,大多數(shù)參與者可能會發(fā)現(xiàn)增長越來越困難。因此,過去十年塑造半導體行業(yè)的動態(tài)可能不會在未來十年持續(xù)下去。地緣政治環(huán)境將繼續(xù)錯綜復雜,既帶來挑戰(zhàn),也帶來機遇,因此參與者必須思考如何識別和把握正確的機遇,并更好地應對挑戰(zhàn)。
為了使半導體行業(yè)在未來全面復蘇并實現(xiàn)廣泛增長,企業(yè)必須重新構想其商業(yè)模式,并尋求新的增長機會——例如,在鄰近細分市場,或者作為解決方案的一部分,在半導體行業(yè)之外進行垂直擴張。一些公司已經在探索新的選擇,并試圖實現(xiàn)差異化。一些公司可能會剝離業(yè)務并重新定位,或許會建立新的合作伙伴關系,或者對其運營或組織進行重大變革。如果沒有創(chuàng)新和新的收入來源,一些公司可能無法從目前的水平反彈。
企業(yè)還應重新評估其產品組合,并通過進一步整合來強化其解決方案。缺乏人工智能經驗的企業(yè)需要確定如何進入并參與日益受人工智能驅動的行業(yè),而敏捷性和速度對于競爭和發(fā)展至關重要。技術創(chuàng)新應專注于創(chuàng)造一個更高效、更健康、更可持續(xù)的社會。價值實現(xiàn)不應僅限于創(chuàng)建人工智能應用、在人工智能基礎上增值以及造福經濟。
與此同時,參與者必須能夠使用人工智能來重新構想或重新連接他們的業(yè)務及其運營方式,在尋找新的和不同的運營方式的同時提高執(zhí)行力。半導體行業(yè)經歷了大規(guī)模整合,但許多公司尚未能夠轉型其系統(tǒng)或流程,錯失了在規(guī)模擴張的同時提升生產力的機會。在產品開發(fā)、銷售和制造等關鍵領域部署人工智能和通用人工智能用例,可以顯著提升生產力,同時縮短產品上市時間并提升客戶參與度。
在人才日益稀缺的時代,半導體行業(yè)必須確定如何開拓運營生產力的下一個前沿。隨著最有經驗的一代工人即將退休,半導體行業(yè)某些關鍵領域的工人平均年齡正在上升,而人工智能尚未完全準備好填補這一空缺。
最終,必須利用半導體行業(yè)特有的增長動力,并將其轉化為創(chuàng)新。人工智能可以幫助企業(yè)提高效率,同時釋放新的能力和增長途徑。應對這些挑戰(zhàn)至關重要,這不僅是為了確保*參與者能夠獲得自身及其市場所需的資源,也是為了緩沖不斷變化的地緣政治、材料和人才短缺、供應鏈中斷以及技術進步的迅猛發(fā)展帶來的綜合影響。