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在過(guò)去幾十年的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期中，存在一條幾乎從未被打破的“鐵律”：只要需求增長(zhǎng)，上游材料廠必然擴(kuò)產(chǎn)。但這一輪，這條規(guī)律，正在被AI打破。

一邊是AI芯片需求持續(xù)飆升，甚至被認(rèn)為將把半導(dǎo)體市場(chǎng)推向2030年1.6萬(wàn)億美元規(guī)模；另一邊，卻是硅晶圓龍頭選擇主動(dòng)“踩剎車”。當(dāng)市場(chǎng)仍沉浸在以英偉達(dá)為首的AI算力狂飆的敘事中時(shí)，全球硅晶圓第二大廠SUMCO（勝高）卻潑下一盆冷水——推遲兩座新晶圓廠建設(shè)，甚至主動(dòng)放棄超過(guò)500億日元的政府補(bǔ)貼。

這背后的根因在于：AI，并沒(méi)有帶來(lái)“更多硅片需求”，而是帶來(lái)了“更難的硅片需求”。

硅晶圓，這個(gè)看似最基礎(chǔ)的材料，正站在這場(chǎng)變化的風(fēng)口浪尖。作為集成電路制造的底層載體，硅片長(zhǎng)期被視為標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)品，其市場(chǎng)也高度集中于信越化學(xué)、SUMCO、環(huán)球晶、SK Siltron和Siltronic等少數(shù)幾家廠商。但在AI時(shí)代，這一基礎(chǔ)材料，正在被重新定義。

SUMCO為何踩剎車？

2023 年，SUMCO 雄心勃勃地計(jì)劃投資 2250 億日元，在佐賀縣伊萬(wàn)里市和吉野里市分別新建兩座先進(jìn)硅晶圓廠。彼時(shí)，全球正處于后疫情時(shí)代的缺芯擴(kuò)產(chǎn)余溫中，日本政府更是慷慨承諾了 750 億日元的巨額補(bǔ)貼。

然而時(shí)間來(lái)到2026年3月27日，日本硅晶圓大廠SUMCO突然宣布，關(guān)于此前于2023年7月14日獲批的《經(jīng)濟(jì)安全保障推進(jìn)法》下的“供應(yīng)穩(wěn)健計(jì)劃”，其推遲建廠的修訂申請(qǐng)已獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省（METI）的批準(zhǔn)。由于此項(xiàng)決定，日本政府的最高補(bǔ)助金額也由最初的750億日元調(diào)整為193億日元。

SUMCO在公告中坦言，半導(dǎo)體市場(chǎng)正經(jīng)歷深刻的結(jié)構(gòu)性調(diào)整。雖然傳統(tǒng)的PC和智能手機(jī)市場(chǎng)需求已進(jìn)入平穩(wěn)期，但生成式人工智能（Generative AI）的爆發(fā)式增長(zhǎng)，對(duì)高端硅晶圓提出了前所未有的需求。尤其是在2nm及更先進(jìn)的尖端領(lǐng)域，質(zhì)量要求日益嚴(yán)苛，預(yù)計(jì)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)將愈發(fā)激烈。

SUMCO公司管理層認(rèn)為，在當(dāng)前的競(jìng)爭(zhēng)格局下，與其盲目追求產(chǎn)能規(guī)模的擴(kuò)張，不如通過(guò)升級(jí)現(xiàn)有工廠（如佐賀縣伊萬(wàn)里市工廠）的生產(chǎn)線，確保能夠迅速捕獲尖端產(chǎn)品的市場(chǎng)紅利。從經(jīng)濟(jì)合理性和競(jìng)爭(zhēng)力的角度來(lái)看是最佳決策。

規(guī)則重塑：當(dāng)AI從訓(xùn)練轉(zhuǎn)向推理

過(guò)去兩年AI產(chǎn)業(yè)的主旋律是圍繞大模型訓(xùn)練展開，當(dāng)下AI來(lái)到了推理階段，游戲規(guī)則變了。在訓(xùn)練階段，核心邏輯是堆算力，GPU 通過(guò)成千上萬(wàn)個(gè)核心進(jìn)行并行計(jì)算，對(duì)硅片的需求更多體現(xiàn)在穩(wěn)。因?yàn)橛?xùn)練任務(wù)通常在大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)部進(jìn)行，即便有單點(diǎn)硬件波動(dòng)，也可以通過(guò)冗余機(jī)制彌補(bǔ)。

然而，當(dāng)范式轉(zhuǎn)移到推理階段，ASIC開始崛起：為了追求能效比，云端和邊緣端開始大量采用針對(duì)特定算法優(yōu)化的 ASIC（專用集成電路）。這些芯片往往采用更緊湊的設(shè)計(jì)，對(duì)晶圓的圖案完整性和電特性均勻性要求極高。

存儲(chǔ)架構(gòu)也開始倒掛：訓(xùn)練重DRAM，而推理重NAND（讀取速度）。為了讓AI響應(yīng)像真人一樣快，TB 級(jí)的權(quán)重?cái)?shù)據(jù)需要極速調(diào)取。這不僅帶動(dòng)了 300mm 硅片在 3D NAND 高層堆疊（200層以上）中的應(yīng)用，也對(duì)硅片在長(zhǎng)期高溫高壓加工下的熱穩(wěn)定性提出了新挑戰(zhàn)。

此外，推理側(cè)對(duì)能效比的極致追求，是推動(dòng) 2nm 甚至更先進(jìn)制程落地的核心動(dòng)力。隨著工藝進(jìn)入2nm及以下節(jié)點(diǎn)，晶體管結(jié)構(gòu)從FinFET轉(zhuǎn)向GAA，供電網(wǎng)絡(luò)從前端轉(zhuǎn)向背面供電（BSPDN），同時(shí)高NA EUV逐步導(dǎo)入，整個(gè)制程系統(tǒng)的誤差容忍度正在急劇收縮。

在這一過(guò)程中，硅片的角色發(fā)生了質(zhì)變。硅片不再只是被動(dòng)承載電路的基礎(chǔ)材料，而是直接參與到晶體管性能、功耗控制以及多芯片系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵變量。

高端硅晶圓的五個(gè)維度

結(jié)合SUMCO、信越化學(xué)（Shin-Etsu）及環(huán)球晶圓（GlobalWafers）三大硅片廠披露的資料，2nm及以下先進(jìn)制程對(duì)硅片的要求已逼近物理極限。

1）極致的平整度

在EUV光刻進(jìn)入高數(shù)值孔徑（High-NA）時(shí)代后，鏡頭的焦深（Depth of Focus）變得極淺，任何微小的起伏都會(huì)導(dǎo)致圖形模糊。先進(jìn)工藝要求平整度通常需小于 0.12 μm，表面粗糙度（Ra）要求達(dá)到 0.15 nm 以下。硅片表面不僅要“平”，還要“勻”。巨頭們必須控制硅片表面的納米級(jí)波紋，以防止在先進(jìn)制程的多層堆疊中產(chǎn)生累積誤差。

2）超低缺陷密度

隨著晶體管結(jié)構(gòu)從FinFET轉(zhuǎn)向GAA（納米片堆疊），硅片上的一個(gè)微小雜質(zhì)或位錯(cuò)就可能導(dǎo)致整個(gè)納米片斷裂或短路。對(duì)于7nm以下先進(jìn)制程，要求顆粒（Particles）尺寸閾值下探至 45nm甚至更小，且缺陷密度必須低于 0.03 cm?2。

晶格完美度：要求使用高純度的單晶硅（11N級(jí)別，即99.999999999%），且必須通過(guò)磁控直拉法（MCZ）精確控制氧含量，防止在高溫退火過(guò)程中形成微小的沉淀。

3）背面加工與減薄要求（BSPDN帶來(lái)的質(zhì)變）

這是2nm工藝最顯著的特征：背面供電網(wǎng)絡(luò)（BSPDN）。傳統(tǒng)的硅片背面是不處理的，但現(xiàn)在不僅需要雙面精密加工，硅片背面現(xiàn)在也要像正面一樣進(jìn)行高精度的金屬化和拋光，以連接穿透硅通孔（TSV）；還需要極高強(qiáng)度與熱穩(wěn)定性，硅片在減薄后需要承受多層金屬線的應(yīng)力。如果硅片的應(yīng)力均勻性不好，減薄后會(huì)出現(xiàn)翹曲，影響芯片良率。

4）雜質(zhì)控制的原子級(jí)飛躍

金屬污染控制：先進(jìn)節(jié)點(diǎn)要求金屬污染水平必須低于 1 × 1010 atoms/cm3（相當(dāng)于在西湖里滴入一滴墨水的稀釋程度）。

摻雜精確度：在2nm制程下，閾值電壓對(duì)摻雜劑的波動(dòng)極其敏感。大廠必須在晶圓拉制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)原子級(jí)的電阻率控制。

5）外延層（Epitaxial Layer）的廣泛應(yīng)用

為了提升電子遷移率，2nm邏輯芯片更多地采用外延硅片（Epi Wafer），即在原始硅片上再長(zhǎng)出一層完美的單晶層。相比普通拋光片，外延層可以消除表面附近的晶體缺陷（如COP）。

硅片市場(chǎng)，結(jié)構(gòu)性分化

這種從量到質(zhì)的邏輯重塑，在 SUMCO 等大廠的最新財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)中得到了最直觀的印證。

用一個(gè)詞來(lái)概括當(dāng)下的硅晶圓市場(chǎng)，那就是：分化。當(dāng)下，整個(gè)半導(dǎo)體市場(chǎng)正在呈現(xiàn)“AI領(lǐng)域持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)，非AI領(lǐng)域逐步復(fù)蘇；（部分）300mm硅片需求旺盛，200mm需求疲軟”的態(tài)勢(shì)。

300mm硅片有需求，缺的是高性能硅片

首先從全球市場(chǎng)結(jié)構(gòu)來(lái)看，300mm硅片已經(jīng)毫無(wú)爭(zhēng)議地成為整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的核心底座。從占比上看，當(dāng)前300mm晶圓在全球硅片市場(chǎng)中占整體需求約60%–75%，是絕對(duì)主流規(guī)格。

根據(jù)SUMCO的預(yù)測(cè)，300mm尖端產(chǎn)品已成為絕對(duì)的增長(zhǎng)引擎。從下圖可以看出，25年第二季度（2Q）300mm就開始一路上揚(yáng)，直接沖到了所有年份的最上方，到第四季度（4Q），300mm的需求量已經(jīng)突破了8,000k片/月。驅(qū)動(dòng)這一輪增長(zhǎng)的，是AI數(shù)據(jù)中心的“三駕馬車”——ASIC、DRAM與NAND，而它們無(wú)一例外，全部建立在300mm先進(jìn)硅片之上。

300mm晶圓片2018年~2025年的走勢(shì)情況（圖源：SUMCO 2025年財(cái)報(bào)）

看到如此到的需求增長(zhǎng)，我們的常識(shí)是，硅片行業(yè)將進(jìn)入新一輪擴(kuò)產(chǎn)周期，然而現(xiàn)實(shí)恰恰相反。

一個(gè)更值得警惕的信號(hào)是——客戶手里的庫(kù)存仍然很多。如下圖所示，從2023年-2025年第四季度，客戶手中300mm的庫(kù)存水平達(dá)到了過(guò)去十多年的最高峰。

300mm硅片的客戶庫(kù)存趨勢(shì)（圖源：SUMCO 2025年財(cái)報(bào)）

進(jìn)一步拆分來(lái)看，無(wú)論邏輯廠還是存儲(chǔ)廠，客戶的300mmm硅片庫(kù)存均處在過(guò)去十年少見的高位區(qū)間，其中存儲(chǔ)端的積壓尤為明顯。

邏輯和存儲(chǔ)廠商300mm硅片的存貨情況（圖源：SUMCO 2025年財(cái)報(bào)）

但其中相當(dāng)一部分晶圓，并不能滿足先進(jìn)制程的要求——例如2nm邏輯或高端HBM所需的超高平整度、低缺陷密度以及極致均勻性。客戶目前手里海量的庫(kù)存里，很多可能是無(wú)法用于2nm或高級(jí) HBM 的普通規(guī)格片。現(xiàn)在的300mm市場(chǎng)不是缺“量”，而是缺“質(zhì)”。AI所需要的是極高性能的硅片，因此不能盲目擴(kuò)充總產(chǎn)能，而是要升級(jí)技術(shù)。

硅晶圓廠的建設(shè)周期通常長(zhǎng)達(dá)2-3年，如前文所述，SUMCO此前的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，本質(zhì)上是基于2022-2023年“缺芯周期”的需求預(yù)期。但當(dāng)產(chǎn)能真正落地時(shí)，市場(chǎng)結(jié)構(gòu)需求已經(jīng)發(fā)生根本變化。如果繼續(xù)按照舊邏輯擴(kuò)產(chǎn)，很可能帶來(lái)的不是供給緩解，而是更多無(wú)法進(jìn)入先進(jìn)制程的庫(kù)存晶圓。

盡管策略有所微調(diào)，但SUMCO 強(qiáng)調(diào)，確保日本國(guó)內(nèi) 300mm 尖端硅晶圓穩(wěn)定供應(yīng)的核心目標(biāo)從未改變。這不僅是公司的商業(yè)策略，更是履行日本經(jīng)濟(jì)安全保障職責(zé)的關(guān)鍵一環(huán)。

對(duì)于備受關(guān)注的佐賀縣吉野里町新工廠建設(shè)計(jì)劃，SUMCO 表示并未放棄產(chǎn)能擴(kuò)張，但將采取靜觀其變的態(tài)度。公司將繼續(xù)密切監(jiān)測(cè)市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，并在認(rèn)為時(shí)機(jī)成熟時(shí)再行啟動(dòng)相關(guān)投資決策。

200mm：被邊緣化的“存量市場(chǎng)”

如果說(shuō)300mm代表的是AI時(shí)代的“增量引擎”，那么200mm，更像是一個(gè)正在被重新定價(jià)的“存量市場(chǎng)”。

盡管在AI數(shù)據(jù)中心需求外溢的帶動(dòng)下，200mm硅片在電源管理、模擬芯片等領(lǐng)域獲得了一定邊際支撐，但從整體趨勢(shì)來(lái)看，其增長(zhǎng)空間已經(jīng)被明顯鎖死：一方面，先進(jìn)制程持續(xù)向300mm集中，產(chǎn)業(yè)資源不斷向更高規(guī)格遷移；另一方面，地緣政治與供應(yīng)鏈重構(gòu)，也在進(jìn)一步擾動(dòng)其原有的需求結(jié)構(gòu)，使得市場(chǎng)恢復(fù)節(jié)奏持續(xù)放緩。

從下圖中我們可以更直觀的看出，2025 年 200mm 硅晶圓的需求處于過(guò)去 8 年來(lái)的最低水平。盡管全年呈現(xiàn)極其緩慢的爬升態(tài)勢(shì)，但整體出貨量遠(yuǎn)低于2021-2022年的巔峰時(shí)期，巔峰時(shí)期的需求量一度突破了 6,000k 片/月。從 2023 年（灰色菱形線）開始，需求出現(xiàn)斷崖式下跌，且2024年和2025年一直徘徊在4000k片/月左右的低谷。

200mm晶圓片2018年~2025年的走勢(shì)情況（圖源：SUMCO 2025年財(cái)報(bào)）

這意味著，200mm市場(chǎng)正在進(jìn)入一個(gè)典型的低波動(dòng)、低彈性階段：既難以再現(xiàn)周期高點(diǎn)，也缺乏新的結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力。

結(jié)語(yǔ)

因此，面對(duì)200mm市場(chǎng)如此低迷且復(fù)蘇乏力的趨勢(shì)，300mm庫(kù)存仍然處于高壓，且AI又需要更高性能的新規(guī)格硅片，繼續(xù)砸大錢建新廠在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的。這就是為什么 SUMCO 敢在 300mm 需求創(chuàng)新高時(shí)，卻甘愿接受最高補(bǔ)助金額從750億砍到193億，這少了的500多億，其實(shí)是公司看清了“無(wú)效庫(kù)存”后的戰(zhàn)略收縮，是對(duì)“有效高端產(chǎn)能”的精準(zhǔn)投資。

半導(dǎo)體上游的競(jìng)爭(zhēng)規(guī)則已經(jīng)改變。在庫(kù)存高企的“后摩爾時(shí)代”，產(chǎn)能規(guī)模不再是絕對(duì)的護(hù)城河。SUMCO 的“緩建”，是一場(chǎng)基于商業(yè)理性的斷臂求生。在 2nm的大門開啟之前，如何熬過(guò)傳統(tǒng)市場(chǎng)的漫長(zhǎng)冬季，才是考驗(yàn)巨頭底色的真正時(shí)刻。

*免責(zé)聲明：本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn)，不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。

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