AI算力需求正在改變半導(dǎo)體行業(yè)的增長(zhǎng)方式。過(guò)去幾十年，芯片性能提升主要靠摩爾定律：晶體管做得更小、密度更高。但先進(jìn)制程繼續(xù)微縮后，金屬間距、功耗、漏電、散熱、良率和成本都開(kāi)始逼近邊界，單純押注“更小節(jié)點(diǎn)”已經(jīng)不夠。

據(jù)追風(fēng)交易臺(tái)，野村證券亞太科技分析師 Donnie Teng 團(tuán)隊(duì)在研報(bào)中提出，半導(dǎo)體行業(yè)的增長(zhǎng)邏輯已從晶體管密度提升，轉(zhuǎn)向“3D晶體管、背面供電與多元新材料的組合創(chuàng)新”。這句話(huà)是整篇研究的核心：AI不是只拉動(dòng)GPU需求，而是在倒逼芯片制造的底層工藝重寫(xiě)。

更直接的投資含義是，過(guò)去被視為配套環(huán)節(jié)的材料、耗材、基板、特種氣體、化合物半導(dǎo)體，正在變成決定先進(jìn)芯片性能的關(guān)鍵變量。尤其從2027年開(kāi)始，背面供電、晶圓鍵合NAND、玻璃核心基板、光子SOI等技術(shù)進(jìn)入放量期，材料環(huán)節(jié)可能迎來(lái)一輪系統(tǒng)性重估。

臺(tái)積電仍是這條鏈條里最重要的放大器。先進(jìn)產(chǎn)能擴(kuò)張、SoIC混合鍵合、高NA EUV導(dǎo)入、本土化采購(gòu)比例提升，都會(huì)把訂單傳導(dǎo)到設(shè)備、材料和零部件公司。與上一輪半導(dǎo)體周期不同，這一輪不是單一制程升級(jí)，而是結(jié)構(gòu)、封裝、材料同時(shí)切換。

摩爾定律沒(méi)失效，但“只靠縮小”已經(jīng)不夠了

先進(jìn)制程的問(wèn)題，不是不能繼續(xù)往前走，而是代價(jià)越來(lái)越高。

從7nm到3nm，再到下一代節(jié)點(diǎn)，金屬間距繼續(xù)壓縮會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重的功耗、漏電和散熱問(wèn)題。低NA EUV和DUV的圖形化能力也受限，多重曝光可以解決一部分精度問(wèn)題，但成本和良率壓力隨之上升。

所以先進(jìn)邏輯芯片開(kāi)始轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。GAA環(huán)繞柵極晶體管會(huì)繼續(xù)向堆疊式cFET演進(jìn)，核心目標(biāo)是提高柵極對(duì)溝道的控制能力，同時(shí)提高集成度。

背面供電則更像是一次“布線(xiàn)方式重排”。供電網(wǎng)絡(luò)從晶圓正面移到背面，和信號(hào)網(wǎng)絡(luò)分離，通過(guò)更寬、更低阻的金屬線(xiàn)路供電，降低IR壓降，也減少后端布線(xiàn)擁堵。這給標(biāo)準(zhǔn)單元繼續(xù)縮小留下空間。

這些變化不是概念，對(duì)工藝用量有直接拉動(dòng)。先進(jìn)制程芯片的CMP步驟會(huì)從傳統(tǒng)工藝的45-55步增加到55-70步，增幅約20%-30%。背面供電還需要兩片晶圓疊加，晶圓消耗量接近翻倍，晶圓減薄、研磨、鍵合需求都會(huì)同步上來(lái)。

時(shí)間點(diǎn)也很關(guān)鍵：相關(guān)設(shè)備和材料需求從2026年開(kāi)始啟動(dòng)，2027年進(jìn)入快速放量期，2030年有望成為先進(jìn)芯片標(biāo)配。

高NA EUV真正拉開(kāi)的，是光刻材料升級(jí)

高NA EUV是下一代先進(jìn)制程的核心裝備。數(shù)值孔徑從0.33提升到0.55，分辨率提升至8nm，目標(biāo)是消除3nm以下節(jié)點(diǎn)的多重曝光需求，最早2029年進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)。單臺(tái)設(shè)備價(jià)格超過(guò)4億美元。

但高NA EUV不是買(mǎi)設(shè)備就能解決問(wèn)題。更高數(shù)值孔徑意味著光子以更淺角度入射晶圓，光刻膠層必須更薄，否則會(huì)出現(xiàn)陰影效應(yīng)。傳統(tǒng)化學(xué)放大型光刻膠在超薄條件下，抗蝕刻能力、光子吸收效率、圖形精度都不夠。

金屬氧化物光刻膠因此成為關(guān)鍵材料。它以金屬氧化物為核心，具備更強(qiáng)蝕刻選擇性、更高分辨率和更好的粗糙度控制，更適配高NA工藝。

價(jià)值量變化很明顯：現(xiàn)有EUV光刻膠價(jià)格約5000美元/加侖，高NA EUV專(zhuān)用金屬氧化物光刻膠可達(dá)1萬(wàn)至4萬(wàn)美元/加侖，單價(jià)提升2至8倍。

光刻材料的升級(jí)也不止光刻膠。掩膜版材料同樣要替換，傳統(tǒng)鉭基吸收層難以適配高NA工藝的反射角度要求，釕、鉬基材料成為替代方向。顯影液、清洗液、底部抗反射涂層、邊緣剝離液等配套材料，也會(huì)跟著升級(jí)。

先進(jìn)封裝的下一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，可能在玻璃基板

AI芯片越來(lái)越依賴(lài)先進(jìn)封裝，因?yàn)閱晤w芯片繼續(xù)做大、繼續(xù)堆算力，會(huì)碰到功耗、互聯(lián)、散熱和制造良率的多重限制。

SoIC混合鍵合會(huì)在2026至2027年迎來(lái)需求激增，主要用于AI芯片與HBM的高密度集成。相比傳統(tǒng)微凸塊工藝，混合鍵合實(shí)現(xiàn)Cu-Cu直接連接，互聯(lián)密度提升一個(gè)數(shù)量級(jí)，帶寬從200GB/s提升至1TB/s。

它對(duì)工藝要求很高：晶圓表面平坦度要控制在納米級(jí)，CMP成為關(guān)鍵步驟；鍵合設(shè)備精度要求低于0.2微米；清洗、表面活化、對(duì)位都要升級(jí)。Besi作為芯片級(jí)與晶圓級(jí)混合鍵合設(shè)備龍頭，訂單從2026年開(kāi)始快速回升，受AI芯片、光通信、HBM拉動(dòng)。

封裝基板也在換材料。玻璃核心基板相比傳統(tǒng)ABF有機(jī)基板，熱膨脹系數(shù)更低、平整度更高、散熱更好、信號(hào)損耗更低，更適合大尺寸、高功耗、高速信號(hào)芯片。

路徑假設(shè)中，博通有望在2027年率先把玻璃核心基板用于交換ASIC，英特爾也將其作為下一代先進(jìn)封裝核心材料推進(jìn)研發(fā)。不過(guò)玻璃基板還沒(méi)有完全跑通，大規(guī)模量產(chǎn)仍受成本偏高、RDL介質(zhì)層剝離與分層、良率爬坡等問(wèn)題約束。

真正的工藝難點(diǎn)在TGV玻璃穿孔。激光鉆孔、蝕刻、金屬填充、平坦化決定最終性能。Ingentec等具備TGV專(zhuān)利技術(shù)的企業(yè)，正在切入這條供應(yīng)鏈。

光通信把化合物半導(dǎo)體推到臺(tái)前

AI數(shù)據(jù)中心的瓶頸不只在GPU，也在通信。高速光模塊和CPO共封裝光學(xué)推動(dòng)光通信產(chǎn)業(yè)鏈上行，1.6T模塊普及和硅光遷移成為兩條主線(xiàn)。

磷化銦襯底用于EML與CW激光芯片，是光模塊核心材料。受銦金屬出口管控和生產(chǎn)良率瓶頸影響，2025至2027年磷化銦持續(xù)供給緊張，價(jià)格維持高位。

另一條路線(xiàn)是光子SOI晶圓，用于硅光集成芯片PIC。它的成本僅為磷化銦襯底的25%，更適合規(guī)?；慨a(chǎn)，是CPO方案的核心材料。Soitec占據(jù)全球光子SOI晶圓70%市場(chǎng)份額，環(huán)球晶圓、滬硅產(chǎn)業(yè)等企業(yè)正在跟進(jìn)。

到2027年，光子SOI需求進(jìn)入快速上行期，成為SOI晶圓板塊最重要的增長(zhǎng)動(dòng)力。

12英寸硅片供需，2027年開(kāi)始變緊

隨著AI帶來(lái)的制造工藝變化，會(huì)重新推高硅片需求。

常規(guī)市場(chǎng)需求年均增長(zhǎng)約5%。臺(tái)積電、三星、英特爾擴(kuò)產(chǎn)，每年再帶來(lái)2-3個(gè)百分點(diǎn)需求增量。背面供電、晶圓鍵合NAND、光子SOI三大新技術(shù)，還會(huì)額外貢獻(xiàn)每年2-3個(gè)百分點(diǎn)需求。

合計(jì)看，12英寸硅片整體年均需求增速接近10%。

供給端沒(méi)那么快。硅片產(chǎn)能擴(kuò)張受設(shè)備交期和資本開(kāi)支節(jié)奏限制，很難立刻跟上需求。2027年起供需缺口逐步顯現(xiàn)，環(huán)球晶圓、信越、SUMCO等頭部企業(yè)議價(jià)能力修復(fù)，長(zhǎng)約價(jià)格持續(xù)上調(diào)。晶圓再生、測(cè)試片等配套業(yè)務(wù)也會(huì)受益。

臺(tái)積電擴(kuò)產(chǎn)和本土化采購(gòu)，是供應(yīng)鏈放量的催化劑

臺(tái)積電2027年資本開(kāi)支有望達(dá)到700億美元，全球26座先進(jìn)晶圓廠與封裝基地推進(jìn)擴(kuò)產(chǎn)，其中18座位于中國(guó)臺(tái)灣省，美國(guó)、日本、德國(guó)工廠同步爬坡。

先進(jìn)產(chǎn)能釋放，會(huì)直接拉動(dòng)設(shè)備、材料、零部件需求。更重要的是，臺(tái)積電持續(xù)提高設(shè)備、零部件、材料的本土與區(qū)域采購(gòu)比例，覆蓋原材料、零部件、耗材、廠區(qū)設(shè)備等類(lèi)別。

這給區(qū)域供應(yīng)商打開(kāi)認(rèn)證導(dǎo)入窗口。光刻配套、CMP耗材、特種氣體、硅片、封裝材料，是本土化采購(gòu)的重點(diǎn)方向。中國(guó)臺(tái)灣省和大陸材料企業(yè)如果能通過(guò)認(rèn)證，份額提升速度會(huì)明顯快于普通周期。

產(chǎn)業(yè)落地節(jié)奏清晰，2027 年成為全產(chǎn)業(yè)鏈拐點(diǎn)

這條產(chǎn)業(yè)鏈的節(jié)奏可以壓縮成幾個(gè)時(shí)間點(diǎn)：

2026年，GAA晶體管、SoIC混合鍵合、InP襯底啟動(dòng)，小批量供貨開(kāi)始出現(xiàn)。

2027年，背面供電、晶圓鍵合NAND、玻璃核心基板集中起量，進(jìn)入更大規(guī)模量產(chǎn)階段。

2028年，DRAM-on-logic架構(gòu)進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用，邊緣AI與汽車(chē)電子成為驅(qū)動(dòng)力。

2029至2030年，高NA EUV量產(chǎn)，金屬氧化物光刻膠、新型掩膜版材料全面導(dǎo)入。

材料環(huán)節(jié)過(guò)去十年跑輸設(shè)備，一個(gè)原因是AI芯片高單價(jià)更容易抬高整機(jī)和設(shè)備鏈條收入，另一個(gè)原因是摩爾定律時(shí)代更利好設(shè)備，材料需求在行業(yè)下行期波動(dòng)更大。現(xiàn)在變化來(lái)了：3D結(jié)構(gòu)、新材料、先進(jìn)封裝同時(shí)推進(jìn)，材料單耗和價(jià)值量都在上升。

這輪變化最值得重視的地方在于：AI沒(méi)有只帶來(lái)一輪GPU景氣，而是把半導(dǎo)體制造從“制程微縮”推向“結(jié)構(gòu)創(chuàng)新+材料替換+先進(jìn)封裝”。從硅片到玻璃基板，從GPU到光通信，產(chǎn)業(yè)鏈的價(jià)值分配正在被重新寫(xiě)一遍。