半导体行业是新一轮科技革命中各国的兵家必争之地,半导体设备作为半导体行业的关键支撑环节,是科技战中的重中之重。2022年,美国签署《芯片法案》,并联合日、荷将先进制程芯片制造所需的关键设备及零部件列入对华出口限制清单,对我国半导体行业进行围追堵截。
近期,美国众议院中国特别委员会向应用材料、泛林集团、KLA、东京电子、ASML发出信函、要求提供有关销售量和主要客户的详细信息。中美科技战愈演愈烈,此次审查或将直接影响到相关设备的出口,催化国产替代加速。从细分品类的市场占比来看,光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备市场占比较高,均在20%以上,为半导体设备中的核心设备。
测试设备和封装设备的市场占比分别为9%、6%。从细分品类的国产化率来看,我国刻蚀设备、薄膜沉积设备、清洗设备、CMP抛光设备的国产化率位于10%-30%之间,热处理设备国产化率位于30%-40%之间;去胶机国产化率达到了90%。然而,量/检测设备、离子注入设备、涂胶显影设备国产化率仍较低,处于5%以下;光刻设备国产化率仅不到1%。国产化率较低的环节仍有较大替代空间,同时,国内研发进展较快的环节有望充分受益于此次美国审查。
在国产化率较低的环节中,我国量检测设备发展较快。虽然部分产品尚未真正的进入产线,但是我国量检测设备的整体产品覆盖度逐步提升。以国内头部量检测设备厂商—中科飞测为例,公司图形晶圆缺陷检测设备、无图形晶圆缺陷检测设备灵敏度和吞吐量等核心技术指标可以满足国内所有工艺制程客户的量产需求;膜厚量测设备、金属膜厚量测设备覆盖国内主流集成电路客户产线;套刻精度量测设备已实现批量销售;适用于逻辑芯片和存储芯片的明场、暗场纳米图形晶圆缺陷检测设备、光学关键尺寸量测设备,正积极开展国内多家主流客户的多种复杂图形工艺样片的验证测试。
量检测设备作为市场占比仅次于薄膜沉积设备、刻蚀设备、光刻机的核心设备,其市场规模也持续扩容。2019-2023年间,全球半导体量检测设备的市场规模从61.90亿美元增长至129.39亿美元,CAGR为20.24%。我国量检测设备市场更是以超越全球的速度高速发展,市场规模从16.9亿美元增长至40.2亿美元,CAGR为24.19%,占全球的比重也从27.3%增长至31.3%。
从量检测设备的竞争格局来看,KLA一家独大,在全球市场的市场占比为52%,在我国的市场占比为54.8%;应用材料、日立紧随其后,在全球的市场占比分别为12%和11%,在我国市场份额也分别占据第二、第三;而我国量检测设备企业市占率较低,仍被归类为“其他”。2024财年(2023/7/1-2024/6/30),KLA在中国大陆的收入高达41.97亿美元,占其总营收的43%。我国量检测设备厂商仍有较大成长空间,在产品覆盖度快速提升和国产替代进程加速的双轮驱动下,相关厂商业绩有望大幅增长。
由于半导体行业处于去库存周期,晶圆厂产能利用率下滑,2023年全球半导体材料市场销售额同比下降8.2%至667亿美元。我国仍是半导体材料第二大消费地区,也是唯一保持销售额增长地区。近年来,我国中低端材料领域国产化率不断提升,但是在大尺寸硅片、光刻胶等高端材料领域与国际先进水平仍有一定的差距。以光刻胶为例,高端半导体光刻胶的核心技术主要掌握在日、美等国际厂商手中,且市场集中度较高。我国起步较晚,虽然目前在中低端的KrF光刻胶和i线光刻胶领域实现了较高的国产替代率,但是在中高端的ArF光刻胶、EUV光刻胶领域仍亟待突破。
我国已有多家行业内头部企业积极投入半导体材料研发,南大光电研发的三款ArF光刻胶产品已在下游客户通过认证并实现销售,多款产品正在主要客户处认证;安集科技的铜及铜阻挡层抛光液产品在先进制程持续上量、用于三维集成的TSV抛光液、混合键合抛光液和聚合物抛光液进展顺利;华海诚科也构建了可应用于传统封装和先进封装的全面产品体系。
虽然高端半导体材料目前国产化率较低,但是材料作为芯片制造产业链中不可或缺的一环,在举国体制的托举下,半导体材料也将走上类似于半导体制造、设备的国产化之路。电子板块的周期性受全球经济波动、技术创新及供需关系共同影响。以半导体行业为例,其完整周期约3-4年(上行与下行各1.5-2年),上一轮周期顶点出现在2021年7月,随后增速持续回落,至2023年4月触底,并于同年11月同比转正。截至2025年4月,全球半导体月度销售额同比增长14.4%,但增长呈现显著结构性分化。
回顾IC行业下游各板块需求情况,各板块呈现需求分化情况。2025Q1,中国SoC行业在政策补贴(如新能源汽车国补)和出口需求拉动下实现同环比增长,智能家居、扫地机器人等终端市场因端侧AI技术渗透加速而快速放量。进入二季度,尽管需求景气度延续,但受中美关税政策(部分美系芯片进口成本上升84%-125%)及封测产能转单影响,数字芯片企业业绩表现或现分化,展望下半年,我们建议关注AI端侧的发展趋势。
存储芯片价格触底反弹。2023年中以来,全球存储市场经历了一轮显著的价格波动周期,NANDFlash领域表现尤为突出,1TbWafer晶圆合约价从2023年底部2.78美元飙升至7.20美元,涨幅高达159%,创下近年来最大涨幅。随着2024年中期消费电子需求放缓,特别是智能手机市场疲软,NAND价格开始回调,截至11月已回落近30%。
从2025年上半年存储价格走势来看,整体价格逐步回暖,根据TrendForce的数据,1Q25前五大NANDFlash品牌厂营收合计120亿美元,环比减少约24%;预计3Q25NANDFlash价格环比上涨5-10%。展望未来,随着海外原厂逐步退出利基型存储市场,行业供需格局有望在中长期得到改善,但短期内消费电子需求疲软仍将制约价格回升。建议重点关注算力相关的高性能存储产品线,其价格支撑力度预计将持续优于消费级存储。
制造板块底部回升,代工产业正迎来新一轮增长周期。国内两大晶圆代工龙头中芯国际和华虹公司呈现明显的价格企稳回升态势。中芯国际晶圆代工价格(折合8英寸)自23Q2起持续下滑,至24Q2累计降幅达23%,随后触底反弹;华虹公司价格自23Q1开始下行,24Q3累计下滑35%至438美元/片,24Q4-25Q1逐步反弹。
稼动率方面,中芯国际24Q3回升至90%后,24Q4受季节性因素影响回落至86%,25Q1提升至89.9%;华虹公司24Q3达113%高位后,24Q4小幅下滑至106%。展望25年后续,受益于行业景气度回升、国补政策及在地化生产趋势,整体来看,行业已逐步走出调整期,中芯国际预计25年增速将超过行业均值,华虹公司ASP有望恢复性上涨,显示国内晶圆代工产业正迎来新一轮增长周期。
从今年一季度各晶圆代工厂商的营收排名情况来看,台积电晶圆出货金额虽因智能手机备货淡季而下滑,但部分影响由稳健的AIHPC需求和电视的关税避险急单抵销,使得其营收虽然环比下滑了5%至255.17亿美元,但是仍以67.6%的市占率稳居全球第一。
端侧AI大势所趋,关注算力和存力需求快速增长
“AI+”有望驱动消费电子进入新一轮成长周期,AI为智能手机行业长期赋能,目前各家厂商加紧布局。AI手机时代的来临意味着AI将成为未来消费电子市场竞争的关键差异化因素。多家厂商先后发布AI大模型,布局生成式AI手机。就中国市场而言,各大国产品牌对此高度重视,试图抢占新一代创新周期下的更广阔市场,提升产品价值和巩固品牌市场地位。根据canalys数据,Canalys预计2025年AI手机渗透率将达到34%,端侧模型的精简以及芯片算力的升级将进一步助推AI手机向中端价位段渗透。2025年芯片厂商发布的新款次旗舰SoC已经具备了流畅运行端侧大模型的能力,Deepseek的出现也在很大程度上降低了大模型对于芯片算力的开销,在这两大因素的共同作用下,2025-2026年AI手机仍预计会保持高速渗透的趋势。
AIPC同样有望成为搭载AI模型的载体。目前AIPC已从AIReadv阶段发展至用户体验探索的阶段,随着微软Copilot+、模型本地部署技术日趋成熟,以及各垂直场景AI应用的广泛落地,预计在2024年下半年,AIPC的整体算力有望跨越40TOPS门槛,第一批本地部署个人大模型的AIPC产品陆续上市。2024年成为AIPC规模出货的元年,此后将迅速增长,至2028年出货量有望达1.89亿台,预计2024年AIPC渗透率仅0.5%,2025年有望增长至19.6%,至2028年将渗透大部分PC市场,渗透率预计将达到79.7%。
端侧大模型持续迭代,手机与PC的处理器持续迭代,推动AI手机和AIPC进入全新发展阶段。2024年10月,联发科和高通相继发布旗舰芯片天玑9400和骁龙8Elite,开创了端侧AI的新时代。联发科天玑9400采用台积电第二代3nm工艺,搭载第八代AI处理器NPU890,其端侧多模态AI运算性能高达50Tokens/s,较上一代天玑9300实现了显著升级:大语言模型(LLM)提示词处理性能提升80%,StableDiffusion执行性能提升2倍,AI模型文本长度扩展8倍,同时功耗降低35%。
高通骁龙8Elite同样表现亮眼,集成第二代OryonCPU、AdrenoGPU和增强版HexagonNPU,其中CPU和GPU性能均达到上一代的3倍,HexagonNPU的AI性能提升45%,每瓦性能提升45%。与此同时,AMD、高通等芯片巨头也在积极布局AIPC处理器市场,通过不断提升算力规模赋能PC设备,推动AIPC快速发展。这些技术进步不仅大幅提升了终端设备处理AI任务的能力,也为AI手机和AIPC的普及奠定了坚实基础。
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