AI算力需求带动先进制程与存储扩产,半导体设备国产化进入加速窗口期

全球半导体产业正处于新一轮扩产周期。生成式AI应用的推广带动对高性能芯片的需求急剧增长,半导体设备市场规模创历史新高,该趋势在先进逻辑芯片和存储芯片领域尤为明显。 在先进逻辑芯片端,产业正从FinFET向GAA和CFET等新型晶体管结构演进。5纳米及以下制程的单位产能设备投资额相比28纳米提升数倍,意味着每万片月产能所需的设备投资大幅增加。在存储芯片端,高带宽存储芯片应用推动动态随机存储器向更高阶制程升级,三维立体存储芯片的堆叠层数已向400层以上发展,相应的单位产能投资额也随之提升。 这些工艺升级对半导体设备提出了更高的技术要求。先进制程的结构日趋复杂,对图形化环节的投资强度不断提升。逻辑芯片的新型晶体管结构和存储芯片的高层数堆叠,对高深宽比刻蚀、高选择比刻蚀以及原子层沉积等微观尺度加工技术提出了更高要求。在前道设备中,刻蚀和薄膜沉积设备的价值占比位居前列,且随着制程演进呈现上升趋势。多重曝光、先进金属材料替代和新型结构的引入,使得设备数量和工艺复杂度同步增加,形成了"技术节点越先进、单位投资越高"的乘数效应。 中国大陆作为全球最大的半导体设备需求市场,其产能占全球比重仍低于销售占比。国内逻辑芯片和存储芯片龙头企业的资本开支维持高位,加之两家主要存储芯片厂商即将上市融资,扩产动能具备持续性,这为前道设备产业的中长期发展提供了支撑。 国内半导体设备产业仍面临国产化率较低的挑战。美国、荷兰、日本等国持续强化对14纳米及以下先进制程设备的出口限制。涂胶显影、清洗、量检测、光刻等进口依赖度较高的环节,国产化率仍低于25%。但这一局面正在改变。在国家政策和产业基金支持下,国内晶圆厂在扩产时更加倾向于采购国产设备。数据显示,半导体设备整体国产化率已从2017年的13%提升至2024年的20%,预计2025年将达到22%,仍具备广阔的提升空间。 国产设备企业正在抓住这一机遇。平台型设备厂商通过扩大产品覆盖面和持续技术突破,在先进制程和先进封装领域获得更大份额。低国产化率环节的设备商、薄膜沉积设备商以及后道封装测试设备商都有新发展机遇。,半导体设备的零部件产业链也在随之升级,涉及的企业的市场空间不断扩大。

在全球科技竞争日益激烈的背景下,半导体设备的国产化既是产业发展的必然选择,也是国家战略的重要支撑。中国半导体设备产业正步入加速发展的新阶段。如何在复杂的外部环境中把握机遇、突破瓶颈,将成为行业持续关注的核心议题。