人工智能，如何影响芯片

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近年来，半导体行业的盈利能力和增长动力发生了巨大变化。根据麦肯锡的分析，整个行业经历了令人瞩目的经济利润增长，从2000-2009年的380亿美元增长到2010-2019年的4500亿美元。麦肯锡全球研究院于2024年10月指出，半导体是18个有望改变 未来商业格局的行业之一，预计到2040年其价值将在1.7万亿至2.4万亿美元之间。

尽管人工智能的技术需求正在为该行业带来大量投资和需求，但由此产生的收益主要集中在少数几家关键的供应商和分销商手中。与此同时，随着人工智能的普及和中国市场参与者的扩张，行业格局发生变化，其余行业参与者创造的经济价值及其增长前景也日益受到挤压。事实上，到2024年，排名前5%的公司创造了该行业的全部经济利润，而其余95%的公司创造的经济价值则急剧下降。

总体而言，人们普遍认为半导体行业已经从 2022-24 年的低迷中复苏。然而，更细致的分析揭示了一种截然不同且更微妙的观点。除了少数几家经济价值领先的企业外，该行业的复苏速度远低于预期，甚至尚未显现。与此同时，中国半导体市场持续扩张、发展，并对全球市场份额构成压力。为了应对这种日益增长的环境，所有行业的半导体公司都需要找到方法，利用人工智能驱动的机遇，向邻近领域扩张，提高生产力，并增强对地缘政治变化和其他行业动荡的抵御能力。

半导体行业的价值创造日益集中

半导体行业的经济利润增长（即该行业公司产生的收益超过其资本成本的比例）一直强劲。相对于平均经济利润率排名前30的其他行业，半导体行业取得了显著进步，从2000-2004年的第15位跃升至2016-2020年的第4位 ，再到2020-24年的第3位。

麦肯锡分析显示，半导体行业在其第一个十年创造了相对温和的经济利润，约为380亿美元，其中大部分来自英特尔。除英特尔外，其他行业参与者的经济利润微乎其微甚至为负。在第二个十年，这个日趋成熟的行业经历了显著整合，并扩大了代工模式；智能手机等新技术的出现，为计算机以外的领域开辟了新的增长途径。因此，盈利能力大幅提升，2010年至2019年期间，该行业创造了4500亿美元的经济利润。

2020 年至 2024 年间，该行业创造的总经济利润价值为 4,730 亿美元，超过了之前整个十年创造的利润（图 1）。

2020年至2024年，半导体行业创造的经济利润将超过前十年

经济利润的飙升主要得益于人工智能的爆炸式增长，以及半导体在汽车、工业等市场的新应用。此外，疫情导致产品短缺期间，一些企业利润异常高昂。

然而，最近该行业的价值创造出现了分化。麦肯锡分析显示，2023年和2024年，以英伟达、台积电、博通和阿斯麦为首的行业前5%企业分别创造了1210亿美元和1590亿美元的经济价值，而经济价值创造能力垫底的5%企业则损失了450亿美元至700亿美元。尽管如此，仅仅考察早期和近期市场阶段中顶级经济价值创造者的巨大影响，并不能解释半导体行业的整体现状。需要进行更深入的分析，以识别和解决普遍存在的行业问题。

例如，以经济价值创造量排名前5%、中间90%和后5%的行业参与者为例，考察其经济利润，可以更清晰地了解行业动态：2024年，前5%的公司创造了1470亿美元的经济利润，中间90%的公司仅创造了50亿美元，而后5%的公司损失了370亿美元。半导体行业的权力曲线变得异常陡峭，权力日益集中在经济价值创造量排名前5%的公司手中（图2）。

2021年至2022年，受疫情相关物资短缺的影响，行业中90%的企业创造了显著的经济价值。然而，疫情对这90%企业的影响是暂时的；到2024年，它们的经济价值创造已从2021年平均每家公司1.3亿美元降至疫情前的1700万美元以下（图表3）。

这是两个行业的故事。一小部分行业正乘着价值创造的浪潮，创造着前所未有的经济利润。但大多数行业却面临着截然不同的现实。

库存和收入趋势表明该行业尚未完全复苏

总体来看，该行业似乎正从最近的低迷中相对较快地复苏，类似于2008年低迷后的复苏，当时收入在2010年达到峰值。然而，如果将英伟达（经济价值创造量排名前5%的领头羊）从计算中剔除，该行业的整体表现将发生巨大变化。自2022年5月之后开始的低迷以来，复苏轨迹与2000年低迷后的较长持续时间相似：经历了漫长的攀升，最终于2004年回升至收入峰值（图4）。

自2000年以来，库存占下一季度收入的比例飙升一直与半导体行业的低迷有关：随着行业复苏，库存水平下降。这适用于该行业的所有细分领域，包括供应商、分销商和制造商（OEM、原始设计制造商ODM和电子制造服务EMS）。例如，当2022年5月行业开始低迷时，供应商和分销商部门的库存占下一季度收入的比例飙升至75%（2022年第一季度约为55%），制造商部门的库存占下一季度收入的比例飙升至49%（2022年第一季度约为40%）。

全球已学会了如何应对更高的半导体库存水平。事实上，人们认识到，为了避免未来供应短缺，必须这样做。但目前的库存水平相当高，与早期行业低迷时期的水平相当。尽管库存水平已开始下降，尤其是对于原始设备制造商 (OEM)、原始设计制造商 (ODM) 和电子制造服务商 (EMS) 等半导体客户而言，但半导体供应商和分销商的库存水平依然居高不下。另一个迹象表明，复苏之路将比预期更长：不包括英伟达的供应商库存评估 (69%) 比包括英伟达的供应商库存评估 (58%) 高出 11 个百分点 (图 5)。

随着中国市场的扩张和发展，行业动态进一步转变

2010年至2019年期间，全球化是推动行业增长的主导力量。全球半导体公司不断扩大在中国的业务，这为其收入贡献了越来越大的份额。例如，以主要半导体设备厂商的区域收入分布为例：中国大陆的销售额份额从2010年的6%增长到2020年的25%，再到2024年的38%（图6）。

2024 年中国大陆的收入份额可能是一个异常值，这意味着可能会囤积半导体设备，以减轻未来潜在贸易限制的影响。尽管如此，一个明显的趋势表明，中国大陆市场参与者正在增加其在半导体设备中的份额。2010 年至 2024 年间，台湾和日本市场的份额下降最为明显。台湾市场正在美国和欧洲以外的地区建设晶圆厂产能，而日本也新建了数量有限的晶圆厂——这两个因素可能促成了这一趋势。与此同时，韩国、美国以及欧洲、中东和非洲的市场参与者则保持了其历史份额。

2010年至2019年期间，中国本土半导体企业蓬勃发展，年增长率高达21%。然而，由于美国对华为实施制裁，中国领先企业海思半导体的营收迅速下滑，导致2019年至2023年期间的增长受到阻碍。除此单一参与者外，中国半导体行业在 2019 年至 2023 年期间的年增长率为 9% 至 10%。展望未来，预计中国本土企业的年增长率将达到 9%。

半导体是电动汽车和商用无人机等蓬勃发展的行业的关键部件，中国企业已展现出在这些领域建立庞大影响力的意愿。例如，2023年全球新注册的电动汽车中，有60%来自中国。与此同时，日益加剧的地缘政治考虑也增强了中国发展国内半导体生态系统的动力。

这些情况可能会对行业产生深远的影响，因为持续的不平衡可能会加剧关键材料的短缺、扰乱供应链，并挤压全球所有行业领域的公司的利润率。

随着多方面压力加大，需要采取大胆行动来推动行业增长

2019年至2023年间，部署人工智能应用组件的半导体行业板块的复合年增长率为21%。受益于人工智能热潮的公司包括无晶圆厂、代工厂和资本设备供应商，它们提供逻辑芯片（GPU和数据处理单元（DPU））以及微处理器（MPU）和微控制器（MCU）等微型组件。同期，整个半导体行业的复合年增长率为6%；不包括存储器厂商，行业复合年增长率为9%。与此同时，中国大陆公司的增长基本持平，世界其他地区的非人工智能公司年增长率为8%。

到2030年，半导体行业的营收可能达到1万亿美元。而Gen AI的扩张有望额外贡献3000亿美元，使总营收达到1.3万亿美元。这些预期营收数字略显保守；对AI和Gen AI的持续投资可能会进一步加速半导体市场的增长。

但到2030年的增长前景与该行业在2019年至2023年期间的状况大相径庭。涉足人工智能领域的公司，其复合年增长率可能高达18%至29%。受益于数据中心的利好，内存领域的复合年增长率可能反弹至17%至23%。随着中国大陆市场的成熟，本土企业的复合年增长率可能达到14%至20%。然而，其他地区和行业领域的公司，其复合年增长率可能会急剧下降至约2%至3%，不到该行业历史复合年增长率的三分之一（图7）。

随着市场份额受到以人工智能为中心的公司以及中国大陆规模化市场参与者的挤压，大多数参与者可能会发现增长越来越困难。因此，过去十年塑造半导体行业的动态可能不会在未来十年持续下去。地缘政治环境将继续错综复杂，既带来挑战，也带来机遇，因此参与者必须思考如何识别和把握正确的机遇，并更好地应对挑战。

为了使半导体行业在未来全面复苏并实现广泛增长，企业必须重新构想其商业模式，并寻求新的增长机会——例如，在邻近细分市场，或者作为解决方案的一部分，在半导体行业之外进行垂直扩张。一些公司已经在探索新的选择，并试图实现差异化。一些公司可能会剥离业务并重新定位，或许会建立新的合作伙伴关系，或者对其运营或组织进行重大变革。如果没有创新和新的收入来源，一些公司可能无法从目前的水平反弹。

企业还应重新评估其产品组合，并通过进一步整合来强化其解决方案。缺乏人工智能经验的企业需要确定如何进入并参与日益受人工智能驱动的行业，而敏捷性和速度对于竞争和发展至关重要。技术创新应专注于创造一个更高效、更健康、更可持续的世界。价值实现不应仅限于创建人工智能应用、在人工智能基础上增值以及造福全球经济。

与此同时，参与者必须能够使用人工智能来重新构想或重新连接他们的业务及其运营方式，在寻找新的和不同的运营方式的同时提高执行力。半导体行业经历了大规模整合，但许多公司尚未能够转型其系统或流程，错失了在规模扩张的同时提升生产力的机会。在产品开发、销售和制造等关键领域部署人工智能和通用人工智能用例，可以显著提升生产力，同时缩短产品上市时间并提升客户参与度。

最后，在人才日益稀缺的时代，半导体行业必须确定如何开拓运营生产力的下一个前沿。随着最有经验的一代工人即将退休，半导体行业某些关键领域的工人平均年龄正在上升，而人工智能尚未完全准备好填补这一空缺。

最终，必须利用半导体行业特有的增长动力，并将其转化为创新。人工智能可以帮助企业提高效率，同时释放新的能力和增长途径。应对这些挑战至关重要，这不仅是为了确保全球参与者能够获得自身及其市场所需的资源，也是为了缓冲不断变化的地缘政治、材料和人才短缺、供应链中断以及技术进步的迅猛发展带来的综合影响。

https://www.mckinsey.com/industries/semiconductors/our-insights/silicon-squeeze-ais-impact-on-the-semiconductor-industry#/

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