AI驅動晶片設備投資潮　2027年將破歷史紀錄

全球半導體產業正進入一場前所未有的資本擴張週期，其核心動能來自為了支援人工智慧(AI)而進行運算架構的全面重組。根據國際半導體產業協會(SEMI)最新發佈的預測，全球半導體製造設備銷售額將連續三年成長，並於2027年達到1,560億美元的歷史高點。

此一預測顯示，半導體市場已明顯脫離過往以消費性電子為主導的循環模式，轉而進入一個全新的「巨量週期」(Giga Cycle)。在此週期中，全球主要科技企業正以前所未見的資本規模進行投資，以確保在AI時代的長期競爭力。

2023~2027年整體半導體設備(依類別)市場規模預測。

(來源：SEMI)

資本支出超級循環展開

SEMI的最新展望描繪出半導體供應鏈的強勁成長曲線。設備銷售額預計將在2025年達到1,330億美元，年成長率為13.7%；2026年進一步攀升至1,450億美元，並於2027年創下1,560億美元的高峰。

SEMI總裁暨執行長Ajit Manocha指出：「自年中預測以來，支援AI需求的投資力道明顯強於預期，促使我們全面上修所有細分市場的成長展望。」

在這波資本支出中，最大比重仍流向晶圓廠設備(Wafer Fab Equipment，WFE)，亦即用於矽晶圓前端製程的高精密設備。受惠於邏輯晶片與記憶體晶片投資持續擴大，WFE銷售額預計在2025年成長11%，達到1,157億美元。此次上修的預測，反映出高頻寬記憶體(HBM)供給吃緊與需求強勁的結構性問題。HBM已成為資料中心AI加速器不可或缺的關鍵元件。

2023~2027年晶圓製造設備(依應用)銷售額預測。

(來源：SEMI)

隨著晶片製造商積極擴充先進2奈米環繞閘極(GAA)製程節點的產能，SEMI預估，到2027年，僅WFE的銷售額就將達到1,352億美元。

相較之下，雖然前段製程設備穩步成長，但後段製程(涵蓋封裝與測試)的復甦速度更為迅速。半導體測試設備銷售額預計在2025年暴增48.1%，達到112億美元。其主要原因在於AI GPU與其高密度記憶體互連架構日益複雜，測試流程所需時間與精密度大幅提高。

「兩個市場」平行發展

儘管整體市場數字表現亮眼，半導體產業內部的發展卻呈現明顯分化。這些市場調查資料揭示了一個平行發展的「兩個市場故事」(tale of two markets)：與生成式AI密切相關的領域高速成長，而傳統應用市場則明顯落後。

世界半導體貿易統計組織(WSTS)近期已將2025年全球半導體市場預測上修至7,720億美元，主要動能來自邏輯晶片與記憶體晶片銷售額，分別年成長37%與28%。展望2026年，WSTS預期整體市場規模將逼近1兆美元門檻，達到9,750億美元。

全球半導體整體市場規模(單位：10億美元)。

(來源：WSTS)

然而，成長動能分佈極不均衡。儘管AI相關營收快速攀升，但受車用電子與工業應用需求持續疲軟影響，離散式半導體(Discrete Semiconductor)領域預計在2025年將出現小幅衰退。

目前，傳統應用部門正處於一個「消化階段」，其特徵為庫存修正與需求調整，對於缺乏高毛利AI價值鏈曝險的多元化晶片製造商而言，營運波動風險明顯升高。

地緣政治重塑投資版圖　中國市場轉捩點浮現

隨著地緣政治緊張局勢升溫與產業政策重組，全球半導體投資地理版圖正快速變化。短期內，中國預計仍將維持設備投資領先地位，因為本土晶片製造商正積極加碼成熟製程節點，以降低未來貿易限制帶來的衝擊。

然而，結構性轉折即將出現。SEMI預測，中國的設備支出將自2026年起開始下滑，主因包括成熟製程產能逐漸飽和，以及中國業者無法取得先進製程所需的極紫外光(EUV)微影設備。此一趨勢恐對部份西方設備供應商造成衝擊，畢竟在其營收中有高達40%來自中國市場。

相較之下，美洲與東南亞正在政府政策支持下，邁入高速成長期。以美國《晶片法案》(CHIPS Act)為代表的激勵措施，正大幅推動當地半導體製造投資。隨著英特爾(Intel)、台積電(TSMC)與三星(Samsung)的大型先進製程與先進封裝專案預期在2025~2028年間陸續投產，美洲地區的設備支出將顯著攀升。WSTS預期，美洲市場在2025年的成長率將超過29%，凸顯美國資料中心與AI基礎設施需求的強勁動能。

2027年成為壓力測試點

雖然至2027年前的整體展望仍屬樂觀，但財務分析師與產業專家普遍警告，市場將在此期間迎來關鍵的持續性考驗。目前這一波資本支出浪潮，建立在AI軟體與服務將創造龐大經濟價值的前提之上。根據分析師估計，到2030年，AI產業每年必須創造大約2兆美元營收，才能合理支撐當前規模的基礎設施投資。

然而，現階段基礎設施投入與實際軟體營收之間仍存在明顯落差，市場開始浮現對「AI基礎設施泡沫」的疑慮。專家指出，相關風險可能在2027年前後達到高峰，屆時多數大型專案將完工，設備銷售也將創下歷史新高。

在產業轉向「智慧代理AI」(Agentic AI，即具備自主決策與行動能力的系統)過程中，如果無法帶來足以支撐數兆美元資本支出的生產力提升，半導體產業恐將面臨類似2000年代初期網路泡沫破裂的劇烈修正。

能源與人才成為隱形天花板

除了財務風險，半導體產業的成長亦受到能源與人力資源瓶頸的嚴重制約。AI資料中心用電需求的成長速度，已是能源效率提升速度的兩倍，形成可能限制產業擴張的「電力牆」(power wall)。

根據估計，到2030年，全球AI運算需求可能需要額外200GW的電力供應。若電力基礎設施無法同步擴充，資料中心建設計畫恐被迫延宕甚至停擺。同時，半導體產業正面臨結構性的人才短缺。僅在美國，到2029年，產業勞動力缺口可能高達14.6萬人。技術人才不足，恐延後新廠投產時程，降低政府補助專案的投資報酬率，進而拖慢整體產業成長節奏，或進一步延後產能高峰。

成長動能強勁　但前路充滿挑戰

半導體產業正以前所未有的規模投入數千億美元資本，押注AI將成為全球經濟的長期結構性變革，而非短暫浪潮。2027年設備銷售額達到1,560億美元的預測，正是這份信念的具體體現。

隨著晶片製造商加速建構數位未來的基礎設施，未來數年將驗證這場「Giga Cycle」究竟能否孕育出一個可持續的兆美元市場，抑或最終因物理限制與變現速度不足而迎來劇烈修正。

目前可以確定的是，即便挑戰重重，全球半導體產業正以前所未見的速度，加速推進AI時代的基礎設施。

(參考原文：AI Drives CapEx Chip Equipment to Record $156B in 2027，by Pablo Valerio，Susan Hong編譯)

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2026年1-2月號

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