02 三大核心机遇驱动
半导体设备行业正迎来一波史无前例的机遇,当AI大爆炸的时代几大核心因素叠加,半导体设备正愈来愈重要:
02-1、AI驱动存储进入"超级周期",资本开支暴增。
2026年全球存储行业迎来近15年最严峻的供应短缺,DRAM缺口达4.9%,HBM缺口更高达5.1%,HBM颗粒价格涨幅超过20%。
这背后源于AI大模型训练和推理对高带宽存储的渴求——单颗HBM3E价值量是普通DRAM的10倍以上,且制造工序更复杂,消耗的硅晶圆面积更大,导致产能挤出效应加剧。
全球云服务厂商为此大幅上调资本开支至8300亿美元,同比增幅达79%。存储原厂盈利暴增后掀起扩产竞赛,刻蚀、薄膜沉积等核心设备订单率先兑现,单厂设备采购额动辄百亿美元级别,设备交付周期已被拉长,整条设备产业链进入量价齐升通道。
02-2、自主可控成"必选项",国产替代进入加速期。
外部技术限制不断加码,"卡脖子"问题愈发紧迫。国家发改委强调全链条推动集成电路核心技术攻关,多地政府也将半导体列为"十五五"重点产业。
半导体设备国产化率已从2017年的13%快速提升,2026年被业内视为"订单大年"。同样的扩产需求下,国内晶圆厂倾向采购国产设备,为本土设备商打开了高速成长的确定性通道。
02-3、先进封装成破局关键,技术升级打开结构性增量。
传统制程微缩逼近物理极限,以Chiplet、3D堆叠为代表的先进封装成为提升芯片性能的关键,带动键合、检测等设备需求爆发;部分关键设备交期已拉长至一年以上,扩产节奏甚至受限于设备供应。这一结构性变化为设备商开辟了高价值的增量市场。
中国大陆先进封装市场正在高速增长,预计 2029 年规模将突破 1000 亿元。
倒装封装是主流,2024 年占比超 70%,2024-2029 年复合增速 11.6%;芯粒 / 多芯片集成封装增速最快,2019-2024 年复合增速高达 43.7%,是行业核心驱动力;晶圆级封装增速平稳,同期复合增速 12.5%。
整体来看,行业 2019-2024 年复合增速 15.0%,2024-2029 年预计维持 14.4% 的高增长,发展势头强劲。
03 先进封装VS传统封装
先进封装与传统封装的核心差异,在于芯片与外部系统的电连接方式。传统封装依靠细引线实现连接,如同通过电线传输信号,速度存在天然瓶颈;先进封装则直接省去引线环节,改用传输效率更高的凸块或中间层:
先进封装有四个核心要素,只要一款封装具备其中任意一个,就可以被定义为先进封装,且各要素分工明确。
04 半导体设备-6大核心机遇
传统封装和先进封装,用的很多设备其实是同一批,比如减薄机、划片机、固晶机、键合机、塑封机,两边都得用。
但先进封装对这些设备的要求,直接上了一个台阶:减薄机要能把晶圆磨得更薄,键合机不用传统的引线框架了,塑封机也换成了压塑的方式。
04-1、市场规模
2023 年,封装设备在全球半导体设备市场中的占比仅约 5%,远低于晶圆制造设备的 89% 和测试设备的 6%,属于后道环节中投入占比不高的细分赛道。
在封装设备内部,市场高度集中,核心设备是固晶机、划片机和键合机。三者合计占比超过八成,其中固晶机(贴片机)占 30%,划片机(切片机)占 28%,键合机占 23%,是支撑封装环节的关键设备。
从市场规模看,封装设备行业在经历 2021 年高峰后有所回落,2023 年销售额为 308 亿元,2024 年回升至 347 亿元,2025 年达到 417 亿元,重回增长通道。固晶机、划片机、键合机也将同步扩张,分别达到 125 亿元、117 亿元和 96 亿元。
04-2、减薄机
减薄机就像芯片制造里的 “高精度磨刀机”,专门给晶圆做超薄打磨。以前的传统芯片,磨到 150 微米以上就能用;但现在 AI 芯片、3D 堆叠存储这些先进封装,要求芯片厚度降到 100 微米以下,甚至薄到 30 微米,比一张纸还薄。
这种超薄晶圆不仅刚性差、一碰就碎,还得磨得极其平整,误差要控制在 1 微米以内,表面粗糙度几乎要达到镜面级别,加工难度直接上了好几个台阶,对减薄机的性能要求也水涨船高。
从市场来看,减薄机几乎被日本企业垄断,全球前三家企业占了 84% 的份额,其中 DISCO 是绝对龙头。进口设备价格很高,一台全自动减薄机要卖到约 1200 万人民币。
国内方面,2024 年我国进口研磨机金额约 3.8 亿美元,近 7 年复合增速达 13%,需求一直在涨。目前国产厂商还很少,只有郑州第三研磨所、华海清科等少数玩家,国产设备价格和进口差不多,单台设备年产能约 6 万片,具体还得看实际加工量。
04-3、划片机
划片机,就是给晶圆 “分家” 的设备。它能把一大片晶圆上密密麻麻的芯片,一个个切割下来,变成独立的小芯片,是封装环节必不可少的一步。
它主要分两种:砂轮切割和激光切割。目前,用刀轮的砂轮切割还是市场主流,而激光切割并不是来抢饭碗的,更多是做补充。两种设备的销量都在上涨,激光切割机的销售额占比也从早期的 5%,涨到了 2024 年的约 36%,主要用来解决砂轮切不了的高难度场景。
市场方面,划片机几乎被日本企业垄断,全球前三家厂商占了约 85% 的份额,其中 DISCO 是绝对龙头。进口设备价格不菲,一台刀轮切片机要 1500 万人民币,激光切片机便宜些,也要 1000 万。
一台刀轮切片机,每月大约能切割 1 万片 12 寸晶圆。国内对这类设备的需求也在稳步增长,2024 年我国进口划片机金额达 2.2 亿美元,2017 到 2024 年的复合增速为 2%。
04-4、键合机
键合机,简单说就是给芯片 “搭桥梁” 的设备,它的作用是把芯片和外部电路连起来,让信号能跑通。
以前的芯片用细引线连接,现在随着 AI、先进封装的发展,对速度和效率的要求越来越高,键合技术也跟着升级,从传统的引线框架,一路进化到倒装、混合键合。
现在的混合键合技术,能把连接点做得更密、更小,信号传输距离更短、速度更快,能耗也大幅降低,已经能做到每平方毫米上万个连接点,传输能耗低至 0.05pJ/Bit。
市场方面,2024 年全球晶圆键合设备市场规模约 3.2 亿美元,2018 到 2024 年复合增速为 4%。需求主要集中在亚太、欧美,其中亚太占了 60%,欧美各占 15%。
这个市场集中度很高,几乎被国外企业垄断,2022 年 EVG 和 SUSS 两家就占了约 70% 的份额,其中 EVG 一家独大,占比 59%。
设备价格也不便宜,临时键合机单台约 2000 万,解键合机约 1000 万,高端的混合键合机要卖到 3000 万人民币一台。
04-5、电镀机
电镀机,就是给芯片 “铺电路” 的设备。它通过化学反应,把电镀液里的金属离子镀到晶圆表面,形成芯片里的金属线路。以前芯片里的线路用铝,后来为了降功耗、提性能,换成了导电性更好的铜,镀铜设备也就成了主流。
不管是传统封装还是先进封装,都离不开电镀机。传统封装里,它负责给特定部位镀上金属;到了先进封装的凸块、RDL、TSV 等环节,镀铜更是刚需。甚至前道晶圆制造,也需要用它镀出致密无缺陷的铜线路。
市场上,电镀设备基本被国外企业垄断。2023 年全球市场规模约 31 亿元,2020-2025 年复合增速约 8%。
前道市场几乎被美国 LAM 垄断,后道市场也以 LAM 和 AMAT 为主,两家合计占了 96% 的份额。国内只有盛美上海等少数玩家,目前市占率仅 1.5%,主要在后道环节发力追赶。
04-6、薄膜沉积设备:
薄膜沉积设备,就是给芯片 “铺层” 的关键设备。
芯片里的线路、绝缘层、保护层,都得靠它一层层 “镀” 上去。简单说,它就像芯片制造里的 “粉刷匠”,只不过刷的不是油漆,而是硅、金属、氧化物这些材料,而且厚度薄到纳米级别。
它主要分成几类:
CVD(化学气相沉积):靠化学反应生成薄膜,适合做绝缘层、保护层。
PVD(物理气相沉积):用物理方法 “溅射” 出金属薄膜,主要用来做芯片里的金属线路。
电镀设备:专门用来沉积铜等金属,现在先进封装里的铜互连、TSV 硅通孔都离不开它。
ALD(原子层沉积):精度最高,能一层原子一层原子地往上长,做极薄的精密薄膜。
全球薄膜沉积设备市场规模预计将从 2017 年的 125 亿美元,增长至 2025 年的 340 亿美元。随着逻辑芯片制程持续微缩、存储芯片堆叠层数不断增加,以及先进工艺的广泛应用,薄膜沉积设备在晶圆制造产线中的价值占比正稳步提升,行业将保持长期稳定增长。
在细分市场中,PECVD 设备凭借沉积速度快、工艺温度低的优势,占据 33% 的市场份额,是薄膜沉积设备的主力;PVD 设备占比 19%,管式 CVD 占比 12%,ALD 设备占比 11%,其余设备则瓜分了剩余市场空间。
04-7、刻蚀机:
刻蚀机可以理解为芯片领域的精密雕刻机,在晶圆和封装材料上做精准打孔、修边塑形。
在先进封装流程里,它的作用必不可少:做 TSV 硅通孔时,需要靠刻蚀机在晶圆上精准钻出微孔;制作 RDL 重布线层时,也要通过刻蚀把多余的金属底层材料清理掉,保障线路规整可用,应用场景覆盖先进封装多个核心工序。
从市场规模来看,2025 年中国大陆刻蚀设备市场规模有望突破 760 亿元。
全球市场基本被海外巨头把控,格局高度集中,LAM、TEL、AMAT 三家占据绝对主导地位,2023 年市占分别达到 46.7%、26.6%、17.0%。
国内企业正在加速突围,中微公司在 CCP 刻蚀赛道具备技术优势,北方华创深耕 ICP 刻蚀领域,两家目前市占分别为 1.4%、0.9%,是国产替代的核心主力。
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