过去两年来，在 AI 军备竞赛、供应链重构以及国产替代加速的多重浪潮叠加下，全球半导体产业迎来了一轮超景气周期，也直接催生了全球科技板块波澜壮阔的趋势行情。由于半导体产业链横跨上游原材料与设备、中游设计制造与封测、下游终端应用等，环节众多、分工极细、概念极多，本文聚焦产业链中上游核心环节，试图在合适的粒度上厘清行业脉络，梳理各细分赛道的市场规模、技术路线、全球竞争格局等（当然，绝不是为了在草原当韭菜！(≧∀≦)ゞ）

上游

半导体产业的上游主要由原材料和半导体设备构成，其中后者是产业链上技术壁垒最高，国产替代最为迫切的一环，以下将按芯片生产工序进行提炼介绍，这里部分内容及数据参考UP主谈三圈——如何用沙子制造芯片：从冶炼硅锭到晶圆打磨｜芯片工艺合集，感兴趣大家可以点击深入了解~

半导体级单晶硅片

从多晶硅棒到单晶硅棒业界通常采用波兰化学家杨·柴可拉斯基于1918年创立的提拉法，生产出单晶硅棒的直径也直接决定了后续晶圆的大小，而从单晶硅棒到硅片还需经历复杂的滚磨、倒角、精研、背面粗糙、CMP等环节，每一道工序都直接决定了最终放上检测台上时硅片的平整度、翘曲、金属污染、颗粒缺陷等，目前由于AI、HBM等需要求爆发，12寸晶圆被推上风口浪尖，加之车规、工控、功率器件对8英寸的需求支撑，晶圆制造就此形成双轨格局。

关于硅片还有几个概念，抛光片和外延片，轻掺和重掺，抛光片‌是单晶硅经切割、研磨、抛光后形成的‌原子级平整基础硅片‌，可直接用于部分器件制造，也是外延片的‌基底材料‌。外延片‌是以抛光片为衬底，通过化学气相沉积（CVD）‌再生长一层高纯度单晶硅薄膜‌，具有更低缺陷密度和更优电学性能， 轻掺和重掺的主要区别在掺杂浓度上，轻掺硅片中掺入杂质浓度‌低‌，电阻率‌高‌，晶格缺陷少，轻掺抛光片主要用于 CPU、GPU、DRAM、NAND 等‌先进制程逻辑与存储芯片‌，‌而重掺硅片中掺入杂质浓度‌高‌，电阻率‌低‌，导电性强，重掺外延片主要用作‌高性能 CMOS 电路、功率器件（如 IGBT）、射频前端芯片及汽车电子等。

市场规模上半导体硅片虽然只有百余亿，但经过中下游层层放大，最终撬动的是万亿级别的市场

目前全球晶圆的供应链占比大致如下,截至25年国际巨头集中度约为85%,较过去呈现回落

• 日本信越化工（Shin-Estu）和胜高（Sumco）占有率超过50%
• 台湾全球晶圆（Global Wafers）、德国世创电子（Siltronic）和韩国SK世创（SK Siltron）各占十几个点

国内硅片产业链主要由沪硅产业、西安奕材、中环领先、立昂微把持，截至2026年国产化率超过42%，乍一看好像还不到一半，但4年前仅仅1%，整体增长称得上突飞猛进了。

由于主题是行业这里先不针对特定企业做更细致的调研，但是未来业内关注的重点主要有以下三个

• 各家12寸毛利率能否转正或持续增长（国际巨头已有两家出现由盈转亏
• 产能能否持续放量爬坡（300mm西安奕材规划150万片/月，中环领先规划130万片/月）
• 国产化率能否进一步提高

总的来看，目前国内企业营收规模在放量，各家12寸也在持续扩产，但毛利率和净利润还有很大的改善空间，值得期待

光刻胶、光刻机、光掩模

光刻三姐妹目前的高端国产替代率都很低，也是被卡最严重的领域

先简单复习一下工艺流程，每一次光刻大致需要八个步骤和三次烘焙

• 硅片预处理和表面清洁——旋转涂胶——前烘——对准曝光——后烘——显影冲洗——坚膜烘焙（干法刻蚀可省略）——测量检查

光刻技术的演进大致经历了五代，从微米级到亚微米级再到纳米级，对照关系见表

代数	光源类型	波长（nm）	最小工艺节点（nm）	工作原理
第一代	g-line	436	800-250	接触式光刻机
第二代	i-line	365	800-250	接近式光刻机
第三代	KrF	248	180-130	扫描投影式光刻机
第四代	ArF	193	130-65/45-22	步进/浸没式步进扫描投影光刻机
第五代	EUV	13.5	22-7	极紫外光刻机

截至2025年，全球光刻机市场规模约为300亿美元（2025年），整体呈现一超两强的格局，高端EUV及ArFi机型被ASML完全垄断，同时ASML正在推进 High-NA EUV 技术以支持 2nm 及以下节点，日本佳能和尼康则主要在ArF/KrF/i-g-line等成熟制程上同ASML争夺份额。

光刻机由上百个子系统构成，其中最重要的三个关键系统是光源系统、光学系统和工件台系统，其价值占比和全球供应链大致如下

• 光源系统‌：价值占比 25-30%，EUV 光源由美国 Cymer（ASML 子公司）垄断，DUV 光源主要由日本 Gigaphoton 和美国 Coherent 供应 。
• 光学系统‌：价值占比 30-35%，德国‌蔡司（Zeiss）‌独家供应 EUV 反射镜系统，是整机成本结构的核心 。
• 工件台系统‌：价值占比 15-20%，ASML 自研的双工件台技术实现了纳米级定位与高速扫描，是产能与精度的关键 。

国内市场整机制造方面，上海微电子 SSA800 系列‌28nm 浸没式光刻机‌已于 2026 年初完成首批交付，国产化率超 85%，在DUV 领域实现量产突破，EUV 仍处于原理验证阶段。关键零部件方面，光学系统（茂莱光学、波长光电）、双工件台（华卓精科）、光源（科益虹源）等核心子系统自给率超 50%，部分产品通过 ASML 认证或进入国产整机供应链 。

再来看光刻胶

截至2025年，全球光刻胶市场规模不足百亿美元，作为曝光载体的它虽然只是耗材角色，成本不足晶圆材料的5%，但同样地处华容道，东京应化、JSR、信越化学、住友化学、杜邦占据全球大部分光刻胶市场份额。

除了光刻胶本身还有一点需要注意，即光刻胶的上游是树脂与单体，全球光刻胶用树脂主要由住友化学、美国陶氏等垄断，单体由三井化学、三菱化学等主导。

国内市场，光刻胶主要出自彤程新材、南大光电、晶瑞电材、上海新阳、鼎龙股份，但光刻胶的核心原材料树脂和单体仅徐州博康，鼎龙股份、八亿时空能够实现部分自产，因此国内整体光刻胶超85%仍依赖进口，目前g/i线光刻胶国产化率约20%-25%，KrF约3%，ArF不足1%，EUV则几乎为零，要打破僵局，在产能、上游原料和良率上还需有更大突破。

最后是光掩模

光掩模的加工逻辑链条大致如下

• 高纯石英砂——合成石英玻璃（基板）+ 高纯金属（靶材）——镀膜形成‌空白掩模基板‌ ——图形化加工——成品光掩模

不难看出光掩模的上游是基板材料和功能膜层材料，当前主流基板材料为合成石英玻璃，因此又称玻璃基板，下一代材料将向LTEM超低热膨胀材料发展。功能膜层材料主要包括铬靶、钼硅靶等溅射靶材，靶材通过物理气相沉积（PVD）溅射工艺，在玻璃基板表面形成遮光膜、相移膜等功能层，直接决定了掩模的光学性能。

截至2025年，全球光掩模市场规模大约90亿美元，其中除了晶圆厂商自产外第三方掩膜百分之80以上长期被美国Photronics、日本Toppan和DNP三家占据。

目前国内光掩模研发主力为清溢光电、路维光电、龙图光罩、冠石科技，但目前已经量产的主要面向的90nm以上的成熟制程，28nm大多仍处于认证阶段，EUV则几乎空白，整体国产化率约5–10%。

上游基板高端市场由日本豪雅和信越占据90%以上份额，整体国产化率仅‌2%-3%‌，湖南韶光、中科卓尔、聚和材料‌在铬板、KrF 基板有所突破，但‌ArF PSM、EUV 基板仍为空白‌ 。

上游靶材高端市场由‌日本 JX 金属（日矿）、美国霍尼韦尔、东曹‌主导，不过靶材国产替代已经有明显突破，国内江丰电子、有研新材、隆华科技领衔在成熟制程（28nm+）铜、铝、钛、钨靶材上国产化率‌超 40%‌，正不断向高端化突破。

涂胶烘焙显影机

顾名思义，涂胶烘焙显影机是用来完成光刻流程中除光刻机曝光以外的其他环节的一体式设备，集成‌匀胶、烘烤（前烘/后烘）、显影‌三大系统，通过机械手传输晶圆，决定了光刻图形转移精度与良率。

截至2025年，涂胶烘焙显影机全球市场规模约 60 亿美元‌，‌日本东京电子（TEL）占据全球近 90% 份额‌，呈现“一超独大”格局

国内芯源微断层领先，目前已经实现28nm 量产，部分 KrF/ArF 突破，但核心部件（高精度温控模块、精密机械手、流体控制系统）仍部分依赖进口，国产化率有待提升。由于需要与光刻机联调，在技术封锁局面下先进制程设备验证困难，短期偏向于成熟制程（28nm-90nm）及特色工艺（功率器件、存储）的国产替代放量。

刻蚀机

刻蚀机作为半导体制造三大核心设备之一（与光刻机、薄膜沉积设备并列），在全球芯片产业链中占据关键地位，并且由于不同介质的刻蚀需要不同的刻蚀机，所以从设备总成本来说，晶圆厂在刻蚀设备上的开销与光刻机差不多甚至略微高出。

刻蚀技术简单来说就是给经过光刻后的晶圆做减法，主要有两种路线，湿法刻蚀和干法刻蚀，区别在于前者主要使用化学溶剂而后者则使用气体和等离子体，目前在主流的芯片制程中，超过90%的刻蚀采用的是干法刻蚀。

全球刻蚀设备市场高度集中，长期由‌泛林半导体‌（Lam Research）、‌东京电子‌（TEL）和‌应用材料‌（AMAT）三家巨头主导，其中泛林半导体以约 46.7% 的份额位居第一 。

目前主流的芯片制程中超过90%的刻蚀采用的是等离子体刻蚀（ICP 和 CCP）即干法刻蚀，但面对高深宽比（>90:1）和原子级精度需求，‌原子层刻蚀‌（ALE）技术正成为解决刻蚀损伤和负载效应的关键方案，是未来先进制程的必争之地。

国内刻蚀设备产业由中微公司和北方华创领衔，前者专注介质刻蚀（CCP），并且已批量应用于台积电 5nm 及以下先进制程，后者则以硅/金属刻蚀（ICP）为主。

目前全球刻蚀机产业正处于技术迭代与产能扩张的超级周期中，一方面HBM和先进封装使得芯片结构从 2D 向 3D NAND、3D DRAM 转变，层数增加导致刻蚀工艺次数大幅上升，另一方面本土晶圆厂的扩产潮以及供应链自主可控政策结合新能源汽车、AI 等高增量下游需求，共同拉动国产刻蚀设备订单持续增长。

薄膜沉积设备

与刻蚀技术相对应，薄膜沉积顾名思义是给芯片做加法，目前主流路线有三种，PVD、CVD以及ALD，其中ALD属于CVD的精细化分支，通过交替脉冲通入两种反应气体，利用自限性表面反应实现单原子层逐层生长，拥有原子级的厚度控制精度，是3nm以下先进制程的必备技术，ALD也是目前市场增速最快的技术。

截至2025年，全球薄膜沉积设备市场规模约‌340亿美元，占晶圆厂设备总投资的25%。

全球薄膜沉积设备市场，应用材料、泛林半导体、东京电子三家国际巨头占据全球约75%的市场份额，尤其是在3nm及以下先进制程。其中应用材料在PVD领域市占超85%，泛林是CVD核心龙头，东京电子在ALD技术上优势显著。

国内薄膜沉积设备厂商主要包括拓荆科技、北方华创、中微公司、微导纳米等，全球市占约10.8%，截至2025年国内薄膜沉积设备国产化率已达27%，且已实现14nm/7nm制程的技术突破。

CMP设备

CMP全称化学机械打磨，主要用于对晶圆表面进行打磨抛光，随着芯片先进制程的发展，光刻机对晶圆表面平整度要求越来越高，也使得打磨过程中终点检测技术、抛光液配比等工艺越来越复杂化。

截至2025年，全球CMP设备市场规模达‌48亿美元‌

全球CMP设备市场，美国应用材料、日本荏原占据全球约90%的市场份额，在14nm以下先进制程领域几乎完全垄断。

国内CMP设备龙头华海清科，目前全球市场份额约10%，在国内CMP设备市场份额达50%，28nm及以上制程已实现稳定量产，14nm设备验证过程中。

上游材料端，安集科技和鼎龙股份分别主导抛光液和抛光垫等耗材领域

中游

半导体产业中游涵盖了从设计蓝图到成品晶圆的全部环节，包括芯片设计、晶圆制造和封装测试三大板块，是产业链中价值最集中也是技术迭代最快的环节

芯片设计

芯片主要分为逻辑芯片、存储芯片、模拟芯片和射频芯片等大类，设计流程涵盖前端设计（架构定义、RTL 编码、功能仿真）和后端设计（综合、布局布线、物理验证）两大阶段。

EDA 是芯片设计的核心工具，截至2025年，全球EDA 软件市场规模约为150亿美元，由新思科技（Synopsys）、楷登电子（Cadence）和西门子 EDA三家垄断超 75%的市场份额。

国内 EDA 软件企业中，华大九天侧重全流程EDA，包括面板、模拟设计、3DIC先进封装等，概伦电子侧重仿真建模包括存储芯片仿真等，广立微侧重晶圆良率提升相关EDA，但整体国产化率仍不足 15%。

IP 授权领域，截至2025年，全球市场规模不足百亿美元，全球前四大厂商ARM、Synopsys、Cadence、Alphawave占据超过75%份额。

国内芯原股份是最大的全栈IP提供商，业务主要包括模拟及混合信号IP、GPU IP、NPU IP等。

Fabless （无晶圆厂）厂商方面，美国高通、英伟达、AMD、博通在高端逻辑芯片领域领先，联发科则侧重移动 SoC 和 IoT 芯片

国内排名靠前的厂商包括豪威集团、江波龙、三安光电、士兰微‌、‌海光信息、兆易创新、澜起科技、佰维存储、格科微、思特威‌等等

由于是分领域排名，未竟企业详见AspenCore发布的2025年China Fabless100榜单~

IDM（设计制造一体化）厂商方面，三星电子、SK海力士、美光科技、英特尔、德州仪器、英飞凌等分别为存储和逻辑与模拟领域龙头。

国内以存储芯片领域为例，长鑫存储（CXMT）在 DRAM 领域已实现 DDR4/LPDDR4 量产，正积极推进 DDR5 研发；长江存储（YMTC）在 3D NAND 领域凭借创新的 Xtacking 架构实现 232 层量产，技术能力跻身全球第一梯队。

晶圆代工

晶圆代工（Foundry）是半导体制造的核心环节，也是整个产业链中资本最密集、工艺壁垒最高的一环。

截至 2025 年，全球晶圆代工市场规模约 1500 亿美元。台积电（TSMC）以约 60% 的市占率断层领先，在 3nm/5nm 先进制程上独步天下，同时正全力推进 2nm（GAAFET）量产。三星居次位，在良率上与台积电仍有差距。

国内方面，中芯国际（SMIC）是国内最大的晶圆代工厂，截至 20265年已实现 N+2（约 7nm 等效）制程的试量产。华虹半导体聚焦特色工艺（功率器件、嵌入式存储、模拟 IC），在 IGBT 和 MOSFET 代工领域全球领先。

封装测试

封装测试是芯片制造的后道工序，过去常被视为产业链的"低端环节"，但近年来随着先进封装技术的兴起，其重要性正被重新定义。

先进封装与测试领域概念众多，以下先针对当前行业细分概念作一简介。

• TSV（Through Silicon Via，硅通孔）是先进封装的基础互联技术，通过在芯片或中介层上打通垂直贯通的微孔并填充导电材料（通常为铜），实现芯片之间最短的垂直电气连接，相比传统的引线键合和倒装焊，TSV 可大幅缩短信号路径、降低功耗、提升带宽密度，主要应用在3D NAND堆叠、CMOS 图像传感器、HBM堆叠等

  全球 TSV 设备市场由泛林半导体和东京电子主导刻蚀环节，应用材料主导填充沉积环节。国内方面，中微公司 TSV 刻蚀设备已进入国内外封测产线，北方华创在 TSV 填充 PVD 设备上有所突破，但高深宽比 TSV 的核心工艺设备仍以进口为主。

• 混合键合（Hybrid Bonding，又称直接铜键合）是当前3D 封装领域最前沿的互连技术，其核心在于无需焊料或微凸块，直接在芯片表面的铜焊盘与介质层（SiO₂）之间实现原子级别的常温预键合 + 低温退火，最终形成铜-铜融合连接 + 介质的共价键合，其主要应用领域与TSV大致相同。

  全球混合键合设备领域呈现双寡头格局，德国苏斯和奥地利 EV Group在键合设备上占据主导。国内方面，芯源微在临时键合与解键合设备上有所布局，华卓精科在晶圆级键合设备上持续推进验证，但混合键合的整体国产化率尚不足 5%。

• 共封装光学（CPO）是将光学引擎（Photonic Engine / 光收发模块）与交换芯片或计算芯片共同封装在同一基板上，通过光纤取代传统铜线进行高速信号传输的技术，也可以简单理解为让数据传输模块在物理距离上更加靠近芯片以达到加快数据传输速率的效果。

  CPO 的核心在于硅光集成（Silicon Photonics）——利用 CMOS 兼容工艺在硅基材料上制造光波导、调制器、探测器等光学器件。硅光技术的成熟度直接决定了 CPO 的产业化进度。

  CPO产业目前属于百家争鸣，英伟达、博通、思科、台积电、日月光都在推行自己的技术路线和解决方案，国内方面，在中游光引擎、光模块环节占据全球80%以上的市场份额，主要厂商包括中际旭创、新易盛、天孚通信、光迅科技、长电科技等，也是人常所谓“易中天”的源头。

• 玻璃基板，传统封装基板主要采用有机树脂基板（如 ABF、BT 基板），但随着芯片尺寸增大、互连密度提高，有机基板在平整度、热膨胀系数匹配、线宽线距等方面的物理极限正被逼近，玻璃基板（Glass Substrate）作为下一代封装基板的核心替代方案，其主要特点有超平整度、热膨胀系数与硅芯片极为接近、低介电损耗、大尺寸兼容。

  目前玻璃基板产业目前尚处于早期阶段，全球布局企业主要包括英特尔、三星电机、LG Innotek、日本Toppan和DNP（这两似曾相识是因为它们是从光掩模基板切入的，在之前已经介绍过~）

  国内方面，沃格光电已建成 TGV 中试线，三超新材在玻璃基板的切割和减薄耗材上具备能力，长电科技等封测龙头也在跟进玻璃基板封装方案，但整体仍处于研发验证阶段。

截至 2025 年，全球封测市场规模约 450 亿美元，其中先进封装占比已超 45% 且持续上升。

全球封测产业视角，中国台湾日月光、美国安靠科技分别占据30%和15%的市场份额。

国内长电科技（JCET）为全球第三大独立封测厂商，市占率约 12%，其推出的 XDFOI™ 平台提供了类似 2.5D/3D 封装方案，已实现 Chiplet 封装量产，覆盖 HPC 和 AI 芯片。通富微电与 AMD 深度绑定，在 CPU/GPU 封测及 Chiplet 封装领域积累深厚，华天科技则在 TSV 和 MEMS 封装上具备优势。

目前国内封测产业整体国产化率已超过 50%，是半导体产业链中国产替代进展最快的环节，但在先进封装领域相较国际一流还有明显差距。

日志

2026-05-22 初稿