01 半導體設備--產業鏈定位
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02 三大核心機遇驅動
半導體設備行業正迎來一波史無前例的機遇,當AI大爆炸的時代幾大核心因素疊加,半導體設備正愈來愈重要:
02-1、AI驅動存儲進入"超級周期",資本開支暴增。
2026年全球存儲行業迎來近15年最嚴峻的供應短缺,DRAM缺口達4.9%,HBM缺口更高達5.1%,HBM顆粒價格漲幅超過20%。
這背后源于AI大模型訓練和推理對高帶寬存儲的渴求——單顆HBM3E價值量是普通DRAM的10倍以上,且制造工序更復雜,消耗的硅晶圓面積更大,導致產能擠出效應加劇。
全球云服務廠商為此大幅上調資本開支至8300億美元,同比增幅達79%。存儲原廠盈利暴增后掀起擴產競賽,刻蝕、薄膜沉積等核心設備訂單率先兌現,單廠設備采購額動輒百億美元級別,設備交付周期已被拉長,整條設備產業鏈進入量價齊升通道。
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02-2、自主可控成"必選項",國產替代進入加速期。
外部技術限制不斷加碼,"卡脖子"問題愈發緊迫。國家發改委強調全鏈條推動集成電路核心技術攻關,多地政府也將半導體列為"十五五"重點產業。
半導體設備國產化率已從2017年的13%快速提升,2026年被業內視為"訂單大年"。同樣的擴產需求下,國內晶圓廠傾向采購國產設備,為本土設備商打開了高速成長的確定性通道。
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02-3、先進封裝成破局關鍵,技術升級打開結構性增量。
傳統制程微縮逼近物理極限,以Chiplet、3D堆疊為代表的先進封裝成為提升芯片性能的關鍵,帶動鍵合、檢測等設備需求爆發;部分關鍵設備交期已拉長至一年以上,擴產節奏甚至受限于設備供應。這一結構性變化為設備商開辟了高價值的增量市場。
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中國大陸先進封裝市場正在高速增長,預計 2029 年規模將突破 1000 億元。
倒裝封裝是主流,2024 年占比超 70%,2024-2029 年復合增速 11.6%;芯粒 / 多芯片集成封裝增速最快,2019-2024 年復合增速高達 43.7%,是行業核心驅動力;晶圓級封裝增速平穩,同期復合增速 12.5%。
整體來看,行業 2019-2024 年復合增速 15.0%,2024-2029 年預計維持 14.4% 的高增長,發展勢頭強勁。
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03 先進封裝VS傳統封裝
先進封裝與傳統封裝的核心差異,在于芯片與外部系統的電連接方式。傳統封裝依靠細引線實現連接,如同通過電線傳輸信號,速度存在天然瓶頸;先進封裝則直接省去引線環節,改用傳輸效率更高的凸塊或中間層:
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先進封裝有四個核心要素,只要一款封裝具備其中任意一個,就可以被定義為先進封裝,且各要素分工明確。
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04 半導體設備-6大核心機遇
傳統封裝和先進封裝,用的很多設備其實是同一批,比如減薄機、劃片機、固晶機、鍵合機、塑封機,兩邊都得用。
但先進封裝對這些設備的要求,直接上了一個臺階:減薄機要能把晶圓磨得更薄,鍵合機不用傳統的引線框架了,塑封機也換成了壓塑的方式。
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04-1、市場規模
2023 年,封裝設備在全球半導體設備市場中的占比僅約 5%,遠低于晶圓制造設備的 89% 和測試設備的 6%,屬于后道環節中投入占比不高的細分賽道。
在封裝設備內部,市場高度集中,核心設備是固晶機、劃片機和鍵合機。三者合計占比超過八成,其中固晶機(貼片機)占 30%,劃片機(切片機)占 28%,鍵合機占 23%,是支撐封裝環節的關鍵設備。
從市場規模看,封裝設備行業在經歷 2021 年高峰后有所回落,2023 年銷售額為 308 億元,2024 年回升至 347 億元,2025 年達到 417 億元,重回增長通道。固晶機、劃片機、鍵合機也將同步擴張,分別達到 125 億元、117 億元和 96 億元。
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04-2、減薄機
減薄機就像芯片制造里的 “高精度磨刀機”,專門給晶圓做超薄打磨。以前的傳統芯片,磨到 150 微米以上就能用;但現在 AI 芯片、3D 堆疊存儲這些先進封裝,要求芯片厚度降到 100 微米以下,甚至薄到 30 微米,比一張紙還薄。
這種超薄晶圓不僅剛性差、一碰就碎,還得磨得極其平整,誤差要控制在 1 微米以內,表面粗糙度幾乎要達到鏡面級別,加工難度直接上了好幾個臺階,對減薄機的性能要求也水漲船高。
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從市場來看,減薄機幾乎被日本企業壟斷,全球前三家企業占了 84% 的份額,其中 DISCO 是絕對龍頭。進口設備價格很高,一臺全自動減薄機要賣到約 1200 萬人民幣。
國內方面,2024 年我國進口研磨機金額約 3.8 億美元,近 7 年復合增速達 13%,需求一直在漲。目前國產廠商還很少,只有鄭州第三研磨所、華海清科等少數玩家,國產設備價格和進口差不多,單臺設備年產能約 6 萬片,具體還得看實際加工量。
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04-3、劃片機
劃片機,就是給晶圓 “分家” 的設備。它能把一大片晶圓上密密麻麻的芯片,一個個切割下來,變成獨立的小芯片,是封裝環節必不可少的一步。
它主要分兩種:砂輪切割和激光切割。目前,用刀輪的砂輪切割還是市場主流,而激光切割并不是來搶飯碗的,更多是做補充。兩種設備的銷量都在上漲,激光切割機的銷售額占比也從早期的 5%,漲到了 2024 年的約 36%,主要用來解決砂輪切不了的高難度場景。
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市場方面,劃片機幾乎被日本企業壟斷,全球前三家廠商占了約 85% 的份額,其中 DISCO 是絕對龍頭。進口設備價格不菲,一臺刀輪切片機要 1500 萬人民幣,激光切片機便宜些,也要 1000 萬。
一臺刀輪切片機,每月大約能切割 1 萬片 12 寸晶圓。國內對這類設備的需求也在穩步增長,2024 年我國進口劃片機金額達 2.2 億美元,2017 到 2024 年的復合增速為 2%。
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04-4、鍵合機
鍵合機,簡單說就是給芯片 “搭橋梁” 的設備,它的作用是把芯片和外部電路連起來,讓信號能跑通。
以前的芯片用細引線連接,現在隨著 AI、先進封裝的發展,對速度和效率的要求越來越高,鍵合技術也跟著升級,從傳統的引線框架,一路進化到倒裝、混合鍵合。
現在的混合鍵合技術,能把連接點做得更密、更小,信號傳輸距離更短、速度更快,能耗也大幅降低,已經能做到每平方毫米上萬個連接點,傳輸能耗低至 0.05pJ/Bit。
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市場方面,2024 年全球晶圓鍵合設備市場規模約 3.2 億美元,2018 到 2024 年復合增速為 4%。需求主要集中在亞太、歐美,其中亞太占了 60%,歐美各占 15%。
這個市場集中度很高,幾乎被國外企業壟斷,2022 年 EVG 和 SUSS 兩家就占了約 70% 的份額,其中 EVG 一家獨大,占比 59%。
設備價格也不便宜,臨時鍵合機單臺約 2000 萬,解鍵合機約 1000 萬,高端的混合鍵合機要賣到 3000 萬人民幣一臺。
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04-5、電鍍機
電鍍機,就是給芯片 “鋪電路” 的設備。它通過化學反應,把電鍍液里的金屬離子鍍到晶圓表面,形成芯片里的金屬線路。以前芯片里的線路用鋁,后來為了降功耗、提性能,換成了導電性更好的銅,鍍銅設備也就成了主流。
不管是傳統封裝還是先進封裝,都離不開電鍍機。傳統封裝里,它負責給特定部位鍍上金屬;到了先進封裝的凸塊、RDL、TSV 等環節,鍍銅更是剛需。甚至前道晶圓制造,也需要用它鍍出致密無缺陷的銅線路。
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市場上,電鍍設備基本被國外企業壟斷。2023 年全球市場規模約 31 億元,2020-2025 年復合增速約 8%。
前道市場幾乎被美國 LAM 壟斷,后道市場也以 LAM 和 AMAT 為主,兩家合計占了 96% 的份額。國內只有盛美上海等少數玩家,目前市占率僅 1.5%,主要在后道環節發力追趕。
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04-6、薄膜沉積設備:
薄膜沉積設備,就是給芯片 “鋪層” 的關鍵設備。
芯片里的線路、絕緣層、保護層,都得靠它一層層 “鍍” 上去。簡單說,它就像芯片制造里的 “粉刷匠”,只不過刷的不是油漆,而是硅、金屬、氧化物這些材料,而且厚度薄到納米級別。
它主要分成幾類:
CVD(化學氣相沉積):靠化學反應生成薄膜,適合做絕緣層、保護層。
PVD(物理氣相沉積):用物理方法 “濺射” 出金屬薄膜,主要用來做芯片里的金屬線路。
電鍍設備:專門用來沉積銅等金屬,現在先進封裝里的銅互連、TSV 硅通孔都離不開它。
ALD(原子層沉積):精度最高,能一層原子一層原子地往上長,做極薄的精密薄膜。
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全球薄膜沉積設備市場規模預計將從 2017 年的 125 億美元,增長至 2025 年的 340 億美元。隨著邏輯芯片制程持續微縮、存儲芯片堆疊層數不斷增加,以及先進工藝的廣泛應用,薄膜沉積設備在晶圓制造產線中的價值占比正穩步提升,行業將保持長期穩定增長。
在細分市場中,PECVD 設備憑借沉積速度快、工藝溫度低的優勢,占據 33% 的市場份額,是薄膜沉積設備的主力;PVD 設備占比 19%,管式 CVD 占比 12%,ALD 設備占比 11%,其余設備則瓜分了剩余市場空間。
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04-7、刻蝕機:
刻蝕機可以理解為芯片領域的精密雕刻機,在晶圓和封裝材料上做精準打孔、修邊塑形。
在先進封裝流程里,它的作用必不可少:做 TSV 硅通孔時,需要靠刻蝕機在晶圓上精準鉆出微孔;制作 RDL 重布線層時,也要通過刻蝕把多余的金屬底層材料清理掉,保障線路規整可用,應用場景覆蓋先進封裝多個核心工序。
從市場規模來看,2025 年中國大陸刻蝕設備市場規模有望突破 760 億元。
全球市場基本被海外巨頭把控,格局高度集中,LAM、TEL、AMAT 三家占據絕對主導地位,2023 年市占分別達到 46.7%、26.6%、17.0%。
國內企業正在加速突圍,中微公司在 CCP 刻蝕賽道具備技術優勢,北方華創深耕 ICP 刻蝕領域,兩家目前市占分別為 1.4%、0.9%,是國產替代的核心主力。
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