八月无锡太湖之畔,群贤毕至。第十四届半导体设备材料及核心部件展在太湖国际博览中心盛大开幕,AI赋能产业链与半导体设备产业链的协同成为贯穿展会的核心议题。
站在后摩尔时代的产业转折点上,AI算力爆发早已超越拉动芯片出货量的短期行情。随着平面微缩逼近物理边界,产业正通过芯片堆叠、先进封装、多芯片系统等路径换取算力提升,需求自上而下穿透应用、芯片、设备、器件直至上游衬底材料。行业趋势正从追求单点技术突破,转向材料、设备、制造三方的深度协同,在供应链韧性、精益制造、资本长期主义与全球化博弈中寻找破局路径。
全球半导体设备供需紧张持续,本土化进程加速
在同期举办的“第十四届中国电子专用设备工业协会半导体设备年会”上,中国电子专用设备工业协会理事长、北方华创总裁董博宇指出,当前全球半导体市场已进入万亿级节点。预计2026年全球市场将达到1.5万亿美元,伴随全球晶圆制造产能持续紧缺,海外订单大量回流,国内制造端扩产规划纷纷落地,为中国半导体装备市场带来了广阔增长空间。
第三方机构数据进一步印证了这一判断。Yole集团副总裁Gary Huang在CEO论坛上表示,2020年后设备市场增速持续高于器件市场,设备交付周期已拉长至12至24个月。由于产能建设速度跟不上AI催生的爆发需求,供需紧张态势预计还将延续。
在国产化推进方面,国产半导体装备市场规模四年实现翻番,产业成长动能凸显。董博宇表示,2025年以前国内半导体设备环节迭代速度较慢,但从2026年开始,晶圆厂客户开始主动与北方华创发起联合攻关,推动协同创新,回归底层技术逻辑,从早期的参数对标走向真正的方案设计,产品技术正向设计的比例大幅提升。
与此同时,AI为半导体设备产业创新带来前所未有的机遇。北方华创已正式将AI for研发及数字孪生引入研发体系,并在部分业务单元应用AI辅助设计。数据显示,过去5年间,北方华创开发产品数量实现500%的增长,开发周期缩短了70%。董博宇透露,几年前开发一款产品需要3年,目前大约一年就能开发出较为成熟的产品。
国产半导体设备的持续创新,切实帮助国内半导体产业完成攻防突围。长江存储相关负责人士分享道,2022年公司推出200层以上3D NAND Flash产品,实现国内存储技术首次领先世界先进水平。但在同年,外部环境突变,供应链、技术迭代与成本管控面临严峻挑战。彼时长江存储超过50%的设备依赖进口。但在随后的1至2年间,公司通过协同国内产业链完成突围,于2024年顺利推出第五代产品。
“长存有很多创新的架构和工艺,离不开和设备企业的协同创新和探索,例如高精度晶圆混合键合设备、高精度的白光干涉测量设备等。”该人士表示,过去数年中,长江存储与国产半导体设备企业协同创新,牵引了数十家企业开发出数十种设备,真正支撑了公司长期研发的可持续性以及量产上量的可持续性。
国产设备向2.0时代跃迁
制造端与设备端的深度协同,支撑着国内半导体产业在技术突破与产能落地层面的稳步推进。而AI算力催生的强劲需求沿着产业链层层向上传导,处于制造链条最上游的12英寸硅片材料,也迎来了需求扩容与供给格局重塑。
西安奕材董事长杨元新分析,2025至2030年全球半导体复合增速将从12.6%拉升至27.6%,AI相关营收占比将过半。单台AI服务器硅耗是传统服务器的3.8倍,HBM单位容量晶圆消耗是DDR5的3至4倍,AI相关硅片需求占比将从2026年的10%升至2030年的30%。全球12英寸硅片需求复合增速约9%,中国市场增速达15%。
从供给侧看,存在四重刚性约束:产线建设周期18至24个月叠加验证周期导致高端产品供给紧张;海外五大厂商把控全球70%硅片出货,高端品类占比超90%;国内产能集中于成熟制程,7nm以下衬底国产化率偏低;地缘因素推动供应链本地化,全球格局趋于割裂。
杨元新表示,2026年上半年全球硅片供不应求的紧张态势仍将延续。国产硅片企业正加速补齐缺口,西安奕材上半年出货量国内第一、全球第六,市占率7.7%,年底有望达8%至8.5%。目前无锡基地满产,武汉基地稳步推进,设备与材料国产化率分别达52%和66%。
硅片扩产的旺盛需求也间接拉动半导体设备产业进入2.0时代。盛红晔半导体董事长陈捷认为,国产设备市占率已达23%,超越日本,基本完成“从无到有”的1.0阶段,核心命题转向“好用、耐用、为客户创造价值”。
在陈捷看来,晶圆厂70%的良率取决于设备稳定性,而一致性是最大考验。从片内、片间到设备间的工艺漂移,直接冲击产线稳定,破局路径在于精益制造,通过全流程标准化消除人为变量。
在夯实2.0基础之上,行业还看到通往3.0时代的窗口。陈捷指出,先进封装、硅光赛道,国内企业与海外几乎站在同一起跑线;同时部分高端设备供给受限,倒逼国内产业开展工艺路径创新,创造换道突围的机会。而设备企业长远发展的终极出路是出海,前提是掌握可溯源的自主知识产权,完成由技术追随者向规则共建者的身份转变。
除了工艺性能,高生产力须纳入设备企业核心设计目标。普达特科技董事长刘二壮补充称,国内多个制造业赛道曾做到全球规模第一却陷入利润微薄的内卷困境,半导体设备需规避此结局。在同等技术能力前提下,通过架构创新提升单机产出,既降低客户资本与运营成本,也确保企业自身获得合理利润空间。同时,企业需布局原创性技术,跳出复刻追赶的路径,才能跳出同质化竞争红海。普达特已发布一套完全原创的新技术,试图开辟区别于海外同行的技术路径。
供应链韧性构建协同生态
地缘扰动叠加AI带来的产能扩张浪潮,供应链韧性不再是备选议题,而是晶圆制造企业生存发展的基础。产业内部已形成共识,韧性不等于简单多找几家供应商做备份,而是构建多方参与、提前验证、数据互通的协同生态。
北方华创总裁陈吉提出,设备厂商构建韧性供应链有三层逻辑:一是需求前置,深度对接晶圆厂中长期产能规划,基于真实需求布局十万量级物料的零部件链条;二是国内联合攻坚,针对电源匹配器、MFC、石英件等曾完全依赖海外的零部件,联动上下游共同开发、联合验证,实现大批量产导入;三是和Fab携手开展前置验证,利用国产流片机会完成零部件与整机的磨合迭代。
华润微董事长何小龙站在IDM制造端视角表示,产业优先级已从过去单一追求效率,转向安全与效率并重。他透露,华润微持续推进设备、主材辅材耗材的多渠道国产化验证,搭建多元供应通道。
沪硅产业集团总裁邱慈云预判先进大硅片导入后会遭遇外部干扰。企业早在2020年就启动国产设备认证,在外部限制到来之前完成大部分核心设备的验证上量,保障产能扩张节奏。其透露,目前沪硅产业材料国产化率超80%,设备国产化率约80%,剩余品类持续开展国产验证。
供应链韧性的构建还需设备企业跳出只卖硬件的思维。普达特科技董事长刘二壮认为设备本质是解决方案加服务。技术解决“能不能生产芯片”,而稳定服务、高产出解决“能不能盈利”。国内部分高生产力设备所需的特殊零部件暂无成熟供给,设备企业需主动联合供应商联合开发,共同补齐产业链短板。盛红晔半导体董事长陈捷用一个生动比喻总结设备企业定位:“我们是卖铲子的,目标是让客户用国产设备,也能做出米其林星级品质的芯片。”设备价值最终由客户良率与经营成效定义,而非纸面参数。
