面对人工智能(AI) 时代对芯片的需求高度成长，这也使得制造芯片所需的硅晶圆也面临旺盛的需求。然而，因为要生产出纯度足以制造芯片的硅晶圆其过程复杂且繁琐，在面对接下来的半导体产业复苏，加上额为增加的人工智能市场需求，其矽晶圆的供应可能呈现供不应求的情况。
AI芯片为了满足日益增长的计算需求，正朝着更大尺寸和更高集成度的方向发展。随着芯片面积的增加，对硅晶圆的尺寸和纯度也提出了更高的要求。硅晶圆作为芯片制造的基础，其质量和尺寸直接影响到芯片的性能和产量。
生产高纯度硅晶圆的过程极为复杂。从硅砂到硅晶圆，需要经过多道提纯和生长工序，纯度需达到99.9999999%，以确保每10亿个原子中只含有极少数的非硅原子。这一过程不仅技术要求高，而且耗时耗力，对生产设备和工艺控制有着严格的要求。
目前，全球硅晶圆市场主要由信越化学工业、胜高、环球晶和世创等几家大厂主导。面对市场的复苏和AI芯片需求的增长，这些厂商正在通过增加资本支出、优化生产流程和技术创新来提升硅晶圆的供应能力。
AI芯片的发展不仅增加了对硅晶圆的需求，也为硅晶圆市场带来了新的机遇。随着2.5D和3D堆叠技术的应用，硅晶圆的使用效率和需求量都有望得到提升。硅晶圆供应商通过技术创新和产能扩张，有机会在这一变革中占据有利地位。
图：AI推动硅晶圆的发展
AI芯片的发展对硅晶圆提出了更大的尺寸和更高的纯度要求。例如，英伟达的GB200 AI芯片通过在硅中介层上整合两个最大光罩尺寸的芯片来实现超级芯片的生产，这就需要硅晶圆的尺寸进一步增加。同时，随着高频宽内存（HBM）等新技术的应用，硅晶圆的需求量也随之增加，因为HBM技术需要更多的硅晶圆来实现其堆叠结构。
硅晶圆的市场供需，在经历2023 年半导体市场的衰退，造成供过于求的库存过高情况之后，随着半导体市场的需求逐渐复苏，硅晶圆库存也回到健康水准的情况下，目前硅晶圆的供应也逐步回复。除了原本半导体市场的需求之外，面对AI 市场的发展火爆，在AI芯片面积持续扩大，硅含量更高的情况下，预计将造成硅晶圆的需求量增加，价格提高的情况。而其中价格虽然只占台积电或英伟达最终产品成本很小的一部分，但却会影响整个产品后续的供应情况。
据估计，采用2.5D架构的AI芯片所需的硅面积将是传统2.0D架构的2.5至3倍。这不仅增加了对硅晶圆的需求，也对硅晶圆供应商提出了新的挑战和机遇。硅晶圆供应商需要扩大生产规模、提高生产效率，并可能需要开发新的技术来满足市场的需求。
