AI正在重塑整个半导体产业链

野村证券最新研报指出,AI算力需求正从底层重塑半导体产业链,增长逻辑已从单纯依赖晶体管微缩转向“3D晶体管、背面供电与多元新材料组合创新”。先进制程代价越来越高,GAA、背面供电、混合键合、玻璃基板、光子SOI等技术成为新方向。报告预计,2027年将是产业链拐点:背面供电、晶圆键合NAND、玻璃核心基板集中起量,高NA EUV将于2029-2030年量产。台积电2027年资本开支有望达700亿美元,本土化采购比例提升为材料、设备企业打开窗口。12英寸硅片年均需求增速近10%,2027年供需缺口显现。磷化铟、金属氧化物光刻胶、光子SOI等材料价值量大幅上升。

野村证券这份报告的核心结论是:AI不仅拉动了GPU需求,更在倒逼芯片制造的底层工艺全面变革。过去“靠缩小晶体管”的摩尔定律路径成本越来越高,产业正转向“结构创新+新材料+先进封装”的三重驱动。

第一,芯片制造进入“工艺组合创新”时代。 GAA晶体管向堆叠式cFET演进,背面供电将供电网络移到晶圆背面,降低IR压降、缓解布线拥堵。这些变化直接拉动材料用量:先进制程CMP步骤增加20%-30%,晶圆消耗量接近翻倍,晶圆减薄、键合需求同步上升。相关设备和材料需求2026年启动,2027年进入放量期,2030年有望成为标配。

第二,高NA EUV带来的不是光刻机升级,而是光刻材料的大换血。 单台设备超4亿美元,但更关键的是传统化学放大光刻胶无法适应超薄涂层,金属氧化物光刻胶成为必需,价格从现有EUV胶的5000美元/加仑飙升至1-4万美元/加仑,单价提升2-8倍。掩膜版、显影液、清洗液等配套材料同步升级。这个细分市场的弹性远超设备本身。

第三,先进封装的下一个焦点是玻璃基板。 AI芯片受限于单颗芯片的功耗和互联瓶颈,混合键合、玻璃核心基板成为破局关键。玻璃基板热膨胀系数更低、平整度更高、信号损耗更低,更适合大尺寸、高功耗芯片。博通有望2027年率先用于交换ASIC,英特尔也在推进。但TGV玻璃穿孔(激光钻孔、金属填充、平坦化)仍是工艺难点,具备专利技术的企业如Ingentec将受益。

第四,光通信把化合物半导体推向台前。 1.6T光模块普及和CPO推动磷化铟衬底需求,供给紧张使价格维持高位。光子SOI晶圆成本仅为磷化铟的25%,更适合规模化量产,Soitec占据70%份额,环球晶圆等跟进。2027年光子SOI需求进入快速上行期。

第五,12英寸硅片供需从2027年起趋紧。 常规增长+扩产+背面供电等新技术,合计拉动需求增速近10%。供给端受设备交期限制,供需缺口将提升头部硅片厂议价能力。台积电2027年资本开支700亿美元、本土化采购比例提高,为区域材料、零部件企业打开认证窗口。

产业节奏清晰: 2026年GAA、混合键合小批量;2027年背面供电、玻璃基板集中起量;2028年DRAM-on-logic规模化;2029-2030年高NA EUV量产。材料环节过去十年跑输设备,但本轮3D结构、新材料、先进封装同时推进,材料单耗和价值量双升,产业链价值分配正在重写。投资者应关注金属氧化物光刻胶、玻璃基板、光子SOI、磷化铟等细分赛道的认证进展和量产节奏。

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