編者注：本文作者湯之上隆先生為日本精密加工研究所所長，曾長期在日本制造業(yè)的生產(chǎn)第一線從事半導(dǎo)體研發(fā)工作，2000年獲得京都大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位，之后一直從事和半導(dǎo)體行業(yè)有關(guān)的教學(xué)、研究、顧問及新聞工作者等工作，曾撰寫《日本“半導(dǎo)體”的失敗》、《“電機(jī)、半導(dǎo)體”潰敗的教訓(xùn)》、《失去的制造業(yè)：日本制造業(yè)的敗北》等著作。

　　本文是湯之上隆先生近日發(fā)表于eetimes.jp上的一篇長文，不僅對十年前全球半導(dǎo)體市場增長預(yù)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)盤和分析，而且提出新的計算方法，預(yù)測到2050年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模有望突破萬億美元大關(guān)。

　　全文內(nèi)容如下：

　　2020年是被新冠肺炎疫情折磨的一年，湯之上隆希望今年是新冠病毒威脅消失、充滿希望的一年……然而這樣的想法還沒過多久，1月7日，日本首都圈的一都三縣就發(fā)布了緊急事態(tài)宣言，從年初開始就大跌眼鏡，令人擔(dān)心今后。

　　但在遭受疫情沖擊的情況下，全球半導(dǎo)體市場和制造設(shè)備市場都持續(xù)增長。

　　受存儲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)衰退影響，2019年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模降至4123億美元，好在2020年受新冠病毒影響甚微，又恢復(fù)至4331億美元，并有望在2021年創(chuàng)下歷史最高紀(jì)錄，達(dá)到4694億美元，超過2018年存儲半導(dǎo)體泡沫時期的4688億美元。

　　此外，據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會（SEMI）在2020年12月10日公布的資料顯示，2020年全球半導(dǎo)體制造設(shè)備市場規(guī)模較2019年的596億美元增加了16%，創(chuàng)下689億美元新紀(jì)錄，預(yù)計2021年將達(dá)到719億美元，2022年將達(dá)到761億美元。這大大超出了湯之上隆此前的預(yù)期。

　　▲圖1：半導(dǎo)體制造設(shè)備市場變化（來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　01.

　　全球半導(dǎo)體市場增長預(yù)測：2050年將破萬億大關(guān)

　　雖然在全球范圍內(nèi)，新冠病毒疫情更加嚴(yán)重，但正如前面所述，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭非常好，對于相關(guān)人員來說，這是“不幸中的萬幸”。

　　因此，作為2021年的第一篇文章，湯之上隆想要預(yù)測到2050年，全球半導(dǎo)體市場將增長多少。

　　另外，之所以將時間設(shè)定在2050年，是因為據(jù)說到2045年，人工智能（AI）超越人類能力的技術(shù)奇點(diǎn)將會出現(xiàn)，人們也意識到了這一點(diǎn)。

　　其實(shí)在2011年，湯之上隆就曾預(yù)測全球半導(dǎo)體市場將以每年1125億美元的速度增長，到2050年將達(dá)到7500億美元。然而，2010年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模為3000億美元，40年后的2050年將增長至原來的2.5倍，對于這一預(yù)測，許多人批評說：“我認(rèn)為它不會增長這么多?！?/p>

　　▲圖2：到2050年的全球半導(dǎo)體市場增長預(yù)測（來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　因此，本文首先回顧了在2011年是如何對2050年的增長進(jìn)行預(yù)測的，接下來，在大約十年后的2020年，我們將檢驗這一預(yù)測的結(jié)果，并再次嘗試預(yù)測2050年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模。

　　湯之上隆的預(yù)測結(jié)果是，到2050年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到8622億至1.123萬億美元。

　　不過，從短期來看，持續(xù)的中美高科技戰(zhàn)爭可能會阻礙全球半導(dǎo)體市場的增長。但對于人類來說，半導(dǎo)體是不可或缺的，湯之上隆堅信，只要人口不斷增長，人類文明不斷進(jìn)步，半導(dǎo)體市場就會不斷擴(kuò)大。

　　02.

　　全球半導(dǎo)體市場發(fā)展的三個時代

　　將時鐘的指針撥回2011年左右。2008年9月，雷曼兄弟事件引發(fā)了世界金融危機(jī)。但是，全球半導(dǎo)體市場呈V型復(fù)蘇，2010年達(dá)到3000億美元。

　　當(dāng)時，湯之上隆劃分了三個時代，來了解全球半導(dǎo)體市場的轉(zhuǎn)型。

　　▲圖3：全球半導(dǎo)體市場趨勢（資料來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　?。?）1995年以前：年增長率為10％-15％的時代。日本、美國和歐洲等發(fā)達(dá)國家?guī)恿税雽?dǎo)體市場的增長。

　?。?）1995-2000年：隨著Windows 95發(fā)布，這是一個半導(dǎo)體增長放緩的時代。雖然2000年因IT泡沫而格外突出，但湯之上隆決定將這一年作為奇點(diǎn)而忽略。

　?。?）2001年以后：半導(dǎo)體市場再次以5-7％的年增長率發(fā)展。下圖展示了各地區(qū)半導(dǎo)體市場的變化，可以看出，日美歐半導(dǎo)體市場已經(jīng)飽和，而其他亞洲半導(dǎo)體市場卻在快速增長。

　　這一時期，經(jīng)濟(jì)開始發(fā)展的新興國家巴西、俄羅斯、印度、中國被稱為“金磚四國”。其中，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展尤為顯著，因此，包括中國在內(nèi)的亞洲國家引領(lǐng)了全球半導(dǎo)體市場。

　　▲圖4：按地域劃分特定的半導(dǎo)體城市場趨勢（資料來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　由此，湯之上隆分別估算了發(fā)達(dá)國家和新興國家人均一年的半導(dǎo)體消費(fèi)量。

　　03.

　　人均一年消耗多少半導(dǎo)體？

　　首先，湯之上隆估算了發(fā)達(dá)國家人均一年的半導(dǎo)體消費(fèi)量。如前文所述，全球半導(dǎo)體市場在1995年一度飽和。如果將2000年的IT泡沫視作一個奇點(diǎn)予以排除的話，1995年~2001年期間，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模約為1500億美元/年。

　　▲圖5：世界人口變化（來源：聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)社會信息和政策分析局人口部編《聯(lián)合國世界人口預(yù)測2006年修訂版》）

　　從世界人口變化來看，日美歐等發(fā)達(dá)國家總?cè)丝诩s為10億人（圖5）。這個人口數(shù)量自2001年以來幾乎沒怎么變化（來源：聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)社會信息和政策分析局人口部編纂的《聯(lián)合國世界人口預(yù)測2006年修訂版》）。

　　因此，在發(fā)達(dá)國家，每年約有10億人消費(fèi)1500億美元的半導(dǎo)體。簡單計算的話，在發(fā)達(dá)國家，人均一年的半導(dǎo)體消費(fèi)為150美元。

　　▲圖6：人均一年消耗多少半導(dǎo)體？（資料來源：資料來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　例如，日本人購買PC、智能手機(jī)、數(shù)碼家電、汽車等電子產(chǎn)品，按人均一年花費(fèi)150美元（2010年1美元兌換88.8日元，相當(dāng)于1萬3320日元）購買半導(dǎo)體來計算，這一數(shù)據(jù)體感似乎很吻合。

　　接下來，湯之上隆計算了新興國家的人均半導(dǎo)體消費(fèi)量。從2001年到2010年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模增長了1500億美元，達(dá)到約3000億美元。其中1500億美元是發(fā)達(dá)國家10億人的半導(dǎo)體消費(fèi)量，新增加的1500億美元是新興國家的消費(fèi)量。

　　2010年世界人口金字塔的70億人中，發(fā)達(dá)國家有約10億人，新興國家的中產(chǎn)階層有約20億人（如圖7右側(cè)所示）。剩下的40億人是貧困階層（Bottom of the Pyramid，BOP）。

　　也就是說，2010年左右，新興國家的20億中產(chǎn)階層消費(fèi)了1500億美元的半導(dǎo)體。因此，通過除法運(yùn)算，新興國家中產(chǎn)階層的人均一年半導(dǎo)體消費(fèi)額為75美元，是發(fā)達(dá)國家150美元的一半。

　　▲圖7：1995-2010年世界人口變化（來源：聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)社會信息與政策分析局人口部編著《聯(lián)合國世界人口預(yù)測2006年修訂版》）

　　04.

　　世界人口金字塔的變遷

　　聯(lián)合國預(yù)測，到2050年，世界人口總數(shù)將達(dá)90-100億人。那時，發(fā)達(dá)國家和新興國家的中產(chǎn)階層有多少人呢？

　　根據(jù)上述內(nèi)容，2010年以后的10年內(nèi)，貧困階層的10億人將成為中產(chǎn)階層，新興國家中產(chǎn)階層的5億人將屬于發(fā)達(dá)國家。那么，到2020年，發(fā)達(dá)國家的中產(chǎn)階層將達(dá)到15億人，新興國家的中產(chǎn)階層將達(dá)到25億人。

　　也就是說，每10年，發(fā)達(dá)國家和中產(chǎn)階層分別增加5億人。因此，如果持續(xù)這樣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，到2050年，發(fā)達(dá)國家的中產(chǎn)階級將達(dá)到30億人，新興國家的中產(chǎn)階級將達(dá)到40億人（如圖8右側(cè)所示）。

　　▲圖8：2010-2050年世界人口變化（來源：聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)社會信息和政策分析局人口部編纂《聯(lián)合國世界人口預(yù)測2006年修訂版》）

　　05.

　　沒打臉！兩種預(yù)測方法數(shù)據(jù)相近

　　如果每10年發(fā)達(dá)國家和新興國家的中產(chǎn)階層分別增加5億人，那么全球半導(dǎo)體市場將增加：

　　5億人×150美元+5億人×75美元=1125億美元。

　　以每10年1125億美元的速度增長，全球半導(dǎo)體市場變化如圖2所示。據(jù)預(yù)測，2050年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)7500億美元，是2010年的2.5倍。

　　對于這一預(yù)測，有人批評說：“我不認(rèn)為會有那么大的增長?！币虼耍瑴下∮昧送耆煌姆椒?，來計算2050年的全球半導(dǎo)體市場規(guī)模。

　　▲圖9：全球半導(dǎo)體市場和出貨量的變化（來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　圖9展現(xiàn)了全球半導(dǎo)體市場（億美元）和出貨量（億個）的變化。根據(jù)出貨量的曲線斜率，可以計算出，半導(dǎo)體出貨量每年增加250億個。另外，2010年左右所有半導(dǎo)體的平均價格為0.43美元。

　　因此，全球半導(dǎo)體市場每年平均增加250億個×0.43美元=107.5億美元。如果是10年，將達(dá)到1075億美元。

　　以人均一年消費(fèi)的半導(dǎo)體量來計算，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將在10年內(nèi)增加1125億美元。而根據(jù)出貨數(shù)量和平均價格計算，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模10年內(nèi)將增加1075億美元。

　　兩種不同的方法計算了10年的全球半導(dǎo)體市場的增加額大體一致，因此，湯之上隆堅持認(rèn)為“2050年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到7500美元的預(yù)測”幾乎是正確的。

　　06.

　　2020年全球半導(dǎo)體市場發(fā)展超預(yù)期

　　在此，將時鐘的指針撥回到現(xiàn)在。

　　2011年，湯之上隆曾預(yù)測說：“全球半導(dǎo)體市場將以每10年1125億美元的速度增長，到2050年將達(dá)到7500億美元?！币虼?，他想驗證一下自己的預(yù)測是否正確。

　　▲圖10：10年前全球半導(dǎo)體市場增長預(yù)測的驗證（來源：湯之上隆根據(jù)WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　按湯之上隆的預(yù)測，全球半導(dǎo)體市場將從2010年的3000億美元增加1125億美元，增長到2020年的4125億美元。

　　事實(shí)上，據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計協(xié)會（WSTS）預(yù)測，2020年全球半導(dǎo)體市場將達(dá)4331.45億美元。該數(shù)值比湯之上隆的預(yù)測值高了約5%。

　　WSTS還推測，2021年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將比2020年增加8.4%，超過因存儲半導(dǎo)體泡沫而創(chuàng)下歷史最高記錄的2018年，達(dá)到4694.03億美元。這一預(yù)測數(shù)值估計比湯之上隆的預(yù)測值高出約13.8%。

　　綜上所述，湯之上隆認(rèn)為他在2011年所做的預(yù)測是低估了，全球半導(dǎo)體市場的發(fā)展速度超出了他的預(yù)期。因此，那些反對湯之上隆在2011年預(yù)測數(shù)據(jù)的批評也完全沒有道理。

　　07.

　　重新預(yù)測2050年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模

　　按照調(diào)查，全球半導(dǎo)體市場增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出湯之上隆的預(yù)測。因此，他想再次預(yù)測一下2050年的全球半導(dǎo)體市場規(guī)模。

　　根據(jù)圖10半導(dǎo)體出貨量的曲線圖斜率，可以計算出，半導(dǎo)體出貨量以每年310億個的速度增加。另外，由2020年平均價格為0.461美元，因此可以計算出，全球半導(dǎo)體市場每年平均增長310億個×0.461美元=143億美元，10年增長額是其10倍，即1430億美元。

　　結(jié)果是，全球半導(dǎo)體市場將以每10年1430億美元的速度增長，預(yù)計到2050年將達(dá)到8622億美元。

　　▲圖11：新的2050年全球半導(dǎo)體市場增長預(yù)測（來源：湯之上隆根據(jù)Gartner和WSTS數(shù)據(jù)繪制）

　　這里，可以做出如下預(yù)測。

　　以2011年為例，每年出貨量增加250億個，其平均價格為0.43美元，由此計算，全球半導(dǎo)體市場將在10年內(nèi)增加1075億美元。

　　2020年用同樣方法計算的全球半導(dǎo)體市場10年間的增量為1430億美元，是2010年1075億美元的約1.33倍。

　　在這10年間，隨著智能手機(jī)在世界范圍內(nèi)普及，用于智能手機(jī)的半導(dǎo)體出貨量也呈現(xiàn)了飛躍性增長。另外，隨著大數(shù)據(jù)時代到來，用于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的半導(dǎo)體市場也大幅增長。這些均與1.33倍的增長有關(guān)。

　　這樣的事情在接下來的10年內(nèi)也會發(fā)生嗎？實(shí)際上，用于5G智能手機(jī)、人工智能的半導(dǎo)體出貨量正在增加。因此，假設(shè)每隔10年，出貨個數(shù)×出貨額的增加部分持續(xù)為1.33倍。

　　據(jù)此計算，到2050年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到1.123萬億美元，是2020年4331億美元的2.34倍。

　　如果奇點(diǎn)在2045年到來，那么5年后，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模有可能超過1萬億美元。

　　08.

　　結(jié)語：只要人類文明在進(jìn)化，全球半導(dǎo)體市場就會成長

　　根據(jù)湯之上隆的預(yù)測，三十年后的2050年，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到8622億-1.123萬億美元。

　　但近期中美高科技戰(zhàn)爭的加劇可能會阻礙全球半導(dǎo)體市場的增長。10年后，半導(dǎo)體的微縮化將會降至1nm以下，乃至可能停止微縮化。此外，隨著全球變暖等環(huán)境問題日益嚴(yán)重，半導(dǎo)體制造能力的擴(kuò)大也將變得困難。因此，湯之上隆認(rèn)為，和10年前一樣，他的預(yù)測結(jié)果可能會受到“我認(rèn)為不會增長那么多”的批評。

　　對于這樣的批評，湯之上隆想要反駁一下。請再看一次圖8。據(jù)預(yù)測，在世界人口構(gòu)成中，每10年發(fā)達(dá)國家和新興國家的中產(chǎn)階層將分別增加5億人，而貧困階層將逐漸減少。

　　▲圖8：2010-2050年世界人口變化（來源：聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)社會信息和政策分析局人口部編纂《聯(lián)合國世界人口預(yù)測2006年修訂版》）

　　是人類文明進(jìn)步才需要半導(dǎo)體，還是半導(dǎo)體的普及推動了人類文明的進(jìn)步？湯之上隆也不太清楚，但無論如何，對于人類文明的進(jìn)步來說，半導(dǎo)體必不可少。除非新冠病毒毀滅人類，否則全球半導(dǎo)體市場就會長期持續(xù)增長。

　　因此，希望大家能夠克服這場前所未有的疫情危機(jī)，看到30年后的半導(dǎo)體世界。首先要徹底洗手、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：原文作者湯之上隆先生主要基于世界人口變化、人均一年半導(dǎo)體消耗量、半導(dǎo)體出貨量、平均價格等數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測，并未將通貨膨脹、貨幣貶值等因素的影響納入計算考量范圍，考慮到這些影響的可能性，三十年后的全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?qū)⒏映鲱A(yù)期。