2025年万物AI面临的十大待解难题

一、 AI终端需求端侧问题

AI终端：万物+AI 能否崛起？

AI Agent崛起：11月20日，微软在Microsoft ignite 2024上全面推出商用AI Agents生态系统，企业用户可通过Azure AI目录访问超过1800个AI模型，用于 支持各类AI Agent的部署和运行。据Gartner预测，到2028年，至少15%的日常 工作决策将通过AI Agent自主做出。据marketsandmarkets预测，到2028年，全 球自主人工智能和自主智能体市场规模将达285 亿美元 ， 预 计 23-28 年 CAGR~43%。 AI手机：据IDC预测，2024年全球AI手机出货量将达2.34亿部，预计到28年将 达9.12亿部，23-28年CAGR~78.4%。 AI PC：据Canalys预测，2024年全球AI PC出货量将达0.48亿台，预计到28年AI PC出货量将达2.05亿台，24~28年CAGR~44%。 AI耳机：10月10日，字节跳动豆包发布首款AI智能体耳机Ola Friend，耳机接入 豆包大模型，与豆包APP深度结合。

二、AI上游芯片需求问题

AI 产能：AI大芯片带动需求激增，先进制程/先进封装产能仍供不应求？

先进制程：据TrendForce预估，2025年全球晶圆代工业产值将迎来20%的成 长，台积电表现仍将一支独秀，其余晶圆代工厂也可望有近12%的年成长； 受AI服务器相关芯片需求推动下，先进制程高产能利用率有望延续至2025年。 据台积电24Q3业绩交流会上表示，AI技术的迅速发展是推动业绩增长的关 键因素之一，尤其是针对3nm和5nm等先进制程芯片的需求激增，来自主要 客户如苹果和英伟达的订单持续增加。从产品制程营收占比看，公司 24Q3 7nm及以下先进制程营收占比达69%，其中5nm制程营收占比为32%，7nm 制程占比为17%，而得益于苹果A18系列处理器的强劲出货量，3nm制程营 收占比提升至20%。据台媒《工商时报》报道，25H1台积电3nm产能利用率 维持满载；在AI芯片助攻下，25H1台积电5nm产能利用率可能达到101%。

先进封装：受AI芯片大面积需求带动，2.5D先进封装于2023至2024年供不应 求情况明显，据TrendForce预估，2025年晶圆代工厂配套提供的2.5D封装营 收将年增120%以上。工研院产业科技国际策略发展所预测，到2025年全球 先进封装市场规模比重将达到51%，首次超过传统封装，预计到2028年，先 进封装市场年复合增长率可达10.9%。 台积电董事长魏哲家在法人说明会上表示，客户对先进封装的需求远大于供 应，预计25年CoWoS产能将持续倍增。据Money DJ数据，台积电CoWoS月 产能预计24年将达到 3.5~4万片晶圆，明年将飙升至每月8万片。AI客户强劲 而紧迫的需求继续推动产能需求，随着更多设备的增加，台积电的 CoWoS 产能仍可能大幅扩张，到 2026 年可能达到每月 1.4~1.5万片晶圆。

AI 存储：AI大芯片未来将强劲推动HBM扩产需求，NAND存储需求持续升级？

AI驱动HBM需求容量增长：AI服务器强劲需求带动下，TrendForce预计2025 年HBM位元需求量将同比增长117%。 HBM市场需求：据Yole预测，到2025年，预计全球HBM位元出货量将达 16.96亿GB，预计全球HBM市场规模将达199亿美元。 HBM当前进展：11月5日，在SK AI Summit 2024上，SK 海力士发布业界首 款16层堆叠(16Hi)的HBM3E内存(容量为48GB)，其AI训练性能和推理性能分 别提升18%和32%，预计将于2025年初提供样品。SK海力士还计划25H2将推 出首批12Hi HBM4，2026年将推出16Hi HBM4。

AI驱动NAND单机需求容量增长：受益AI需求驱动，TrendForce预计2025年 手机/笔电/服务器上单机需求SSD容量将同比+13.3%/+4.4%/+14.4.%。 NAND市场需求：据TrendForce预测，到2025年，预计全球NAND位元需求 量将同比+13.4%；预计全球NAND Flash市场规模将同比+29%至870亿美元。NAND当前进展：9月12日，三星宣布已量产1Tb QLC第9代V-NAND，据 TechInsights数据，三星计划25H2推出430层第10代V-NAND；11月21日，SK 海力士宣布开发出业界首款321层1TB TLC NAND闪存，将于25H1开始供应。

AI 互联：AI大芯片的互联困境，未来趋势将是“光进铜退” ？

PCB连接趋势：英伟达对服务器规格的提升， 使得PCB和HDI零部件的需求进一步增加，新规 格产品需要更多高端HDI产品来加快运算和连接 速度。

市场规模：据Prismark数据，预计2028年全球服 务器及存储用PCB市场规模约为138亿美元， 2023-2028年CAGR约11%，随着AI服务器升级， GPU主板将逐步升级为HDI，据Prismark预计， 2023-2028年HDI的CAGR将达到16.3%，是增速 最快的品类。

铜连接趋势：英伟达于3月发布GB200系列机 架，其中背板连接、近芯片连接及机柜间I/O 连接均用到铜连接方案。除英伟达外，高速铜 互联在AI短距离场景已有成熟经验，dojo/谷 歌等均使用定制铜缆或 DAC&AEC作为短距 互联方案。在短距场景下，高速铜连接相较光 纤连接具有性价比、稳定性、功耗优势，正成 为AI集群短距传输优选方案。 市场规模：据Lightcounting数据，预计2028年 全球高速电缆市场规模将达28亿美元。

光模块、光芯片连接趋势：据LightCounting， 高性能计算对网络速率的需求是目前的10倍以 上，CPO能将现有可插拔光模块架构的功耗降 低50%，并有效减少尺寸，有望成为未来主流。 市场规模：根据Lightcounting预测，光模块的 全 球 市 场 规 模 在 2022-2027 年 或 将 以 CAGR~11%保持增长，2027年有望突破200亿 美元。根据Lightcounting和Coherent预测，全 球数通光模块市场23年-28年的CARG为18%， 其中，AI用数通光模块市场CAGR为47%。

AI 散热：AI大芯片功耗提升，散热终将由风冷向液冷演进？

风冷散热：据兰洋科技官网，风冷系统中，风机转速从1000r/min提高到 4000r/min，芯片散热中对流占主导，流速增加对流换热系数显著增加，风冷 方式能有效改善芯片散热问题。据浪潮信息，传统风冷数据中心PUE(PUE= 数据中心总能耗/IT设备能耗，PUE越接近1表示能效越高)约1.4-1.5。风冷方 案优势主要有：成本低，维护方便，应用时间长，技术成熟；但存在噪音、 有功率限制。 风冷市场规模：据Dell‘Oro Group数据，2028年数据中心热管理市场规模(风 冷+液冷)将达120亿美元，23-28年CAGR为14%，风冷规模将达85亿美元。

液冷散热：据《数据中心液冷解决方案》白皮书，当机架密度达到20kW以 上时，风冷效率减弱，需要采用液冷技术满足高热密度机柜的散热需求(以 英伟达新推出的GB200 NVL72机柜方案为例，其热设计功耗高达约140kW)。 据浪潮信息，液冷PUE约近1.1，具备较高能效优势。液冷方案优势主要有： 安静，降温效率更高，功耗更低；但其约束在于成本高，维护困难。 液冷市场规模：据TrendForce预估，2025年随着GB200机柜方案正式放量出 货，将带动AI芯片液冷散热渗透率，从24年的11%提升至25年的24%。据 Dell'Oro Group数据，2028年液冷规模将达35亿美元，占热管理支出的近1/3。

三、AI 发展外部约束问题

AI能源：能源吞噬巨兽？

AI数据中心吞噬能源：AI模型的训练和运行需要大量的计算资源。例如，OpenAI 的GPT-4模型训练需要2.5万张a100，消耗约5.1~6.2万MWh的电力，相当于1万个 普通家庭五年的用电量(按一户普通人家庭一年用电1000KWh算)。而ChatGPT在 生成一幅图像所需的电量几乎与一部智能手机所有电量相当。 全球电力需求暴增：国际能源署(IEA)预测，到2026年，AI、数据中心和加密货币 的电力消费可能达到2022年水平的两倍以上，预计将增加540太瓦时(TWh)至 1000TWh。

核能的利用：核能作为一种低碳能源，也在被考虑用于满足AI的能源需求。 可再生能源的利用：许多国家和企业开始转向可再生能源。例如，青海省利用其丰 富的绿色电力资源，包括光电、风电、水电等，实现了数据中心的100%清洁能源供 应。

报告节选：