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Tuesday, January 19, 2021

汤之上隆最新预测:2050年全球半导体市场将超万亿美元


芯东西 芯东西头条2021/01/19


芯东西(公众号:aichip001)
作者 | 汤之上隆
编辑 | Panken

编者注:本文作者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。

本文是汤之上隆先生近日发表于eetimes.jp上的一篇长文,不仅对十年前全球半导体市场增长预测的数据进行复盘和分析,而且提出新的计算方法,预测到2050年,全球半导体市场规模有望突破万亿美元大关。

全文内容如下:

2020年是被新冠肺炎疫情折磨的一年,汤之上隆希望今年是新冠病毒威胁消失、充满希望的一年……然而这样的想法还没过多久,1月7日,日本首都圈的一都三县就发布了紧急事态宣言,从年初开始就大跌眼镜,令人担心今后。

但在遭受疫情冲击的情况下,全球半导体市场和制造设备市场都持续增长。

受存储半导体产业衰退影响,2019年全球半导体市场规模降至4123亿美元,好在2020年受新冠病毒影响甚微,又恢复至4331亿美元,并有望在2021年创下历史最高纪录,达到4694亿美元,超过2018年存储半导体泡沫时期的4688亿美元。

此外,据国际半导体产业协会(SEMI)在2020年12月10日公布的资料显示,2020年全球半导体制造设备市场规模较2019年的596亿美元增加了16%,创下689亿美元新纪录,预计2021年将达到719亿美元,2022年将达到761亿美元。这大大超出了汤之上隆此前的预期。

▲图1:半导体制造设备市场变化(来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)
一、全球半导体市场增长预测:2050年将破万亿大关

虽然在全球范围内,新冠病毒疫情更加严重,但正如前面所述,全球半导体产业的发展势头非常好,对于相关人员来说,这是“不幸中的万幸”。

因此,作为2021年的第一篇文章,汤之上隆想要预测到2050年,全球半导体市场将增长多少。

另外,之所以将时间设定在2050年,是因为据说到2045年,人工智能(AI)超越人类能力的技术奇点将会出现,人们也意识到了这一点。

其实在2011年,汤之上隆就曾预测全球半导体市场将以每年1125亿美元的速度增长,到2050年将达到7500亿美元。然而,2010年全球半导体市场规模为3000亿美元,40年后的2050年将增长至原来的2.5倍,对于这一预测,许多人批评说:“我认为它不会增长这么多。”

▲图2:到2050年的全球半导体市场增长预测(来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)

因此,本文首先回顾了在2011年是如何对2050年的增长进行预测的,接下来,在大约十年后的2020年,我们将检验这一预测的结果,并再次尝试预测2050年全球半导体市场规模。

汤之上隆的预测结果是,到2050年,全球半导体市场规模将达到8622亿至1.123万亿美元。

不过,从短期来看,持续的中美高科技战争可能会阻碍全球半导体市场的增长。但对于人类来说,半导体是不可或缺的,汤之上隆坚信,只要人口不断增长,人类文明不断进步,半导体市场就会不断扩大。
二、全球半导体市场发展的三个时代

将时钟的指针拨回2011年左右。2008年9月,雷曼兄弟事件引发了世界金融危机。但是,全球半导体市场呈V型复苏,2010年达到3000亿美元。

当时,汤之上隆划分了三个时代,来了解全球半导体市场的转型。

▲图3:全球半导体市场趋势(资料来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)

(1)1995年以前:年增长率为10%-15%的时代。日本、美国和欧洲等发达国家带动了半导体市场的增长。

(2)1995-2000年:随着Windows 95发布,这是一个半导体增长放缓的时代。虽然2000年因IT泡沫而格外突出,但汤之上隆决定将这一年作为奇点而忽略。

(3)2001年以后:半导体市场再次以5-7%的年增长率发展。下图展示了各地区半导体市场的变化,可以看出,日美欧半导体市场已经饱和,而其他亚洲半导体市场却在快速增长。

这一时期,经济开始发展的新兴国家巴西、俄罗斯、印度、中国被称为“金砖四国”。其中,中国的经济发展尤为显著,因此,包括中国在内的亚洲国家引领了全球半导体市场。

▲图4:按地域划分特定的半导体城市场趋势(资料来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)

由此,汤之上隆分别估算了发达国家和新兴国家人均一年的半导体消费量。
三、人均一年消耗多少半导体?

首先,汤之上隆估算了发达国家人均一年的半导体消费量。如前文所述,全球半导体市场在1995年一度饱和。如果将2000年的IT泡沫视作一个奇点予以排除的话,1995年~2001年期间,全球半导体市场规模约为1500亿美元/年。

▲图5:世界人口变化(来源:联合国经济社会信息和政策分析局人口部编《联合国世界人口预测2006年修订版》)

从世界人口变化来看,日美欧等发达国家总人口约为10亿人(图5)。这个人口数量自2001年以来几乎没怎么变化(来源:联合国经济社会信息和政策分析局人口部编纂的《联合国世界人口预测2006年修订版》)。

因此,在发达国家,每年约有10亿人消费1500亿美元的半导体。简单计算的话,在发达国家,人均一年的半导体消费为150美元。

▲图6:人均一年消耗多少半导体?(资料来源:资料来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)

例如,日本人购买PC、智能手机、数码家电、汽车等电子产品,按人均一年花费150美元(2010年1美元兑换88.8日元,相当于1万3320日元)购买半导体来计算,这一数据体感似乎很吻合。

接下来,汤之上隆计算了新兴国家的人均半导体消费量。从2001年到2010年,全球半导体市场规模增长了1500亿美元,达到约3000亿美元。其中1500亿美元是发达国家10亿人的半导体消费量,新增加的1500亿美元是新兴国家的消费量。

2010年世界人口金字塔的70亿人中,发达国家有约10亿人,新兴国家的中产阶层有约20亿人(如图7右侧所示)。剩下的40亿人是贫困阶层(Bottom of the Pyramid,BOP)。

也就是说,2010年左右,新兴国家的20亿中产阶层消费了1500亿美元的半导体。因此,通过除法运算,新兴国家中产阶层的人均一年半导体消费额为75美元,是发达国家150美元的一半。

▲图7:1995-2010年世界人口变化(来源:联合国经济社会信息与政策分析局人口部编著《联合国世界人口预测2006年修订版》)
四、世界人口金字塔的变迁

联合国预测,到2050年,世界人口总数将达90-100亿人。那时,发达国家和新兴国家的中产阶层有多少人呢?

根据上述内容,2010年以后的10年内,贫困阶层的10亿人将成为中产阶层,新兴国家中产阶层的5亿人将属于发达国家。那么,到2020年,发达国家的中产阶层将达到15亿人,新兴国家的中产阶层将达到25亿人。

也就是说,每10年,发达国家和中产阶层分别增加5亿人。因此,如果持续这样的经济发展,到2050年,发达国家的中产阶级将达到30亿人,新兴国家的中产阶级将达到40亿人(如图8右侧所示)。

▲图8:2010-2050年世界人口变化(来源:联合国经济社会信息和政策分析局人口部编纂《联合国世界人口预测2006年修订版》)
五、没打脸!两种预测方法数据相近

如果每10年发达国家和新兴国家的中产阶层分别增加5亿人,那么全球半导体市场将增加:

5亿人×150美元+5亿人×75美元=1125亿美元。

以每10年1125亿美元的速度增长,全球半导体市场变化如图2所示。据预测,2050年全球半导体市场规模将达7500亿美元,是2010年的2.5倍。

对于这一预测,有人批评说:“我不认为会有那么大的增长。”因此,汤之上隆用了完全不同的方法,来计算2050年的全球半导体市场规模。

▲图9:全球半导体市场和出货量的变化(来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)

图9展现了全球半导体市场(亿美元)和出货量(亿个)的变化。根据出货量的曲线斜率,可以计算出,半导体出货量每年增加250亿个。另外,2010年左右所有半导体的平均价格为0.43美元。

因此,全球半导体市场每年平均增加250亿个×0.43美元=107.5亿美元。如果是10年,将达到1075亿美元。

以人均一年消费的半导体量来计算,全球半导体市场规模将在10年内增加1125亿美元。而根据出货数量和平均价格计算,全球半导体市场规模10年内将增加1075亿美元。

两种不同的方法计算了10年的全球半导体市场的增加额大体一致,因此,汤之上隆坚持认为“2050年全球半导体市场规模将达到7500美元的预测”几乎是正确的。
六、2020年全球半导体市场发展超预期

在此,将时钟的指针拨回到现在。

2011年,汤之上隆曾预测说:“全球半导体市场将以每10年1125亿美元的速度增长,到2050年将达到7500亿美元。”因此,他想验证一下自己的预测是否正确。

▲图10:10年前全球半导体市场增长预测的验证(来源:汤之上隆根据WSTS数据绘制)

按汤之上隆的预测,全球半导体市场将从2010年的3000亿美元增加1125亿美元,增长到2020年的4125亿美元。

事实上,据世界半导体贸易统计协会(WSTS)预测,2020年全球半导体市场将达4331.45亿美元。该数值比汤之上隆的预测值高了约5%。

WSTS还推测,2021年全球半导体市场规模将比2020年增加8.4%,超过因存储半导体泡沫而创下历史最高记录的2018年,达到4694.03亿美元。这一预测数值估计比汤之上隆的预测值高出约13.8%。

综上所述,汤之上隆认为他在2011年所做的预测是低估了,全球半导体市场的发展速度超出了他的预期。因此,那些反对汤之上隆在2011年预测数据的批评也完全没有道理。
七、重新预测2050年全球半导体市场规模

按照调查,全球半导体市场增长速度远远超出汤之上隆的预测。因此,他想再次预测一下2050年的全球半导体市场规模。

根据图10半导体出货量的曲线图斜率,可以计算出,半导体出货量以每年310亿个的速度增加。另外,由2020年平均价格为0.461美元,因此可以计算出,全球半导体市场每年平均增长310亿个×0.461美元=143亿美元,10年增长额是其10倍,即1430亿美元。

结果是,全球半导体市场将以每10年1430亿美元的速度增长,预计到2050年将达到8622亿美元。

▲图11:新的2050年全球半导体市场增长预测(来源:汤之上隆根据Gartner和WSTS数据绘制)

这里,可以做出如下预测。

以2011年为例,每年出货量增加250亿个,其平均价格为0.43美元,由此计算,全球半导体市场将在10年内增加1075亿美元。

2020年用同样方法计算的全球半导体市场10年间的增量为1430亿美元,是2010年1075亿美元的约1.33倍。

在这10年间,随着智能手机在世界范围内普及,用于智能手机的半导体出货量也呈现了飞跃性增长。另外,随着大数据时代到来,用于数据中心服务器的半导体市场也大幅增长。这些均与1.33倍的增长有关。

这样的事情在接下来的10年内也会发生吗?实际上,用于5G智能手机、人工智能的半导体出货量正在增加。因此,假设每隔10年,出货个数×出货额的增加部分持续为1.33倍。

据此计算,到2050年,全球半导体市场规模将达到1.123万亿美元,是2020年4331亿美元的2.34倍。

如果奇点在2045年到来,那么5年后,全球半导体市场规模有可能超过1万亿美元。
结语:只要人类文明在进化,全球半导体市场就会成长

根据汤之上隆的预测,三十年后的2050年,全球半导体市场规模将达到8622亿-1.123万亿美元。

但近期中美高科技战争的加剧可能会阻碍全球半导体市场的增长。10年后,半导体的微缩化将会降至1nm以下,乃至可能停止微缩化。此外,随着全球变暖等环境问题日益严重,半导体制造能力的扩大也将变得困难。因此,汤之上隆认为,和10年前一样,他的预测结果可能会受到“我认为不会增长那么多”的批评。

对于这样的批评,汤之上隆想要反驳一下。请再看一次图8。据预测,在世界人口构成中,每10年发达国家和新兴国家的中产阶层将分别增加5亿人,而贫困阶层将逐渐减少。

▲图8:2010-2050年世界人口变化(来源:联合国经济社会信息和政策分析局人口部编纂《联合国世界人口预测2006年修订版》)

是人类文明进步才需要半导体,还是半导体的普及推动了人类文明的进步?汤之上隆也不太清楚,但无论如何,对于人类文明的进步来说,半导体必不可少。除非新冠病毒毁灭人类,否则全球半导体市场就会长期持续增长。

因此,希望大家能够克服这场前所未有的疫情危机,看到30年后的半导体世界。首先要彻底洗手、漱口、戴口罩,避免不必要的外出,最大限度地注意避免感染新冠病毒。

注:原文作者汤之上隆先生主要基于世界人口变化、人均一年半导体消耗量、半导体出货量、平均价格等数据来进行预测,并未将通货膨胀、货币贬值等因素的影响纳入计算考量范围,考虑到这些影响的可能性,三十年后的全球半导体产业规模​或将更加超出预期。​

来源:EE Times Japan

1 comment:

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