《半導體行業產業鏈深度報告：瞄準尖端技術中國半導體制造邁入新階段-250217（20頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《半導體行業產業鏈深度報告：瞄準尖端技術中國半導體制造邁入新階段-250217（20頁）.pdf（20頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、 半導體/行業深度分析報告/2025.02.17 請閱讀最后一頁的重要聲明！瞄準尖端技術，中國半導體制造邁入新階段 證券研究報告 投資評級投資評級:看好看好(維持維持)最近 12 月市場表現 分析師分析師 張益敏 SAC 證書編號：S0160522070002 分析師分析師 王雨然 SAC 證書編號：S0160524120003 相關報告 1.海外半導體設備企業市值回落，國內仍具較大進口替代空間 2024-11-20 2.行業復蘇分化加深，靜待需求回暖 2024-11-07 3.半導體市場穩步復蘇，下半年有望繼續發力 2024-08-21 半導體半導體產業鏈產業鏈深度報告深度報告 核心觀點核心

2、觀點 自主可控與自主可控與 AI 算力驅動，算力驅動，國內國內半導體半導體制造制造迎重大機遇迎重大機遇：為滿足人工智能領域不斷增長的算力需求，全球GPU芯片的需求量大幅提升。美國針對GPU芯片對華出口的管制日趨嚴格；國內 GPU 企業在中國大陸以外的晶圓代工渠道也面臨著更多風險。自主設計+代工生產的國產 GPU 芯片已成為保障國內人工智能產業發展的關鍵替代品，其生產過程需要消耗大量的晶圓代工產能。中芯國際等企業中芯國際等企業有望有望滿足此需求滿足此需求，實現，實現工藝技術與營收規模的雙重突破。工藝技術與營收規模的雙重突破。先進制程先進制程產線擴產產線擴產設備設備需求旺盛，需求旺盛，國產設備國產

3、設備有望不斷壯大有望不斷壯大：GPU 芯片生產主要采用先進制程工藝，所需的半導體設備價值金額更大，性能也更先進。美歐日限制高端半導體設備對華出口，反而為國產設備帶來更多驗證和測試的機會。國內半導體設備企業近年來技術不斷取得突破，有望在后續新建的芯片產線中取得更高的份額，從而實現業績的快速增長。新興技術助力國內晶圓制造攀登新興技術助力國內晶圓制造攀登巔峰巔峰：受制于物理極限，先進制程晶圓制造技術的發展逐步放緩；國內先進制程技術研發更受制于荷蘭光刻機出口限制。但是隨著多重圖形化、三維異構、新型晶體管結構等新技術逐步得到重視，中國大陸面臨的“光刻瓶頸”難題有望得到部分解決，從而助力國內晶圓制造行業競

4、爭力邁上新臺階。投資投資建議建議：建議關注中芯國際、北方華創、中微公司、拓荊科技、茂萊光學等國內半導體領域企業。風險提示：風險提示：半導體需求不及預期；技術研發不及預期；海外供應鏈風險；行業競爭加劇。表表 1：重點公司投資評級：重點公司投資評級:代碼代碼 公司公司 總市值總市值（億元）（億元）收盤價收盤價（02.14）EPS（元）（元）PE 投資評級投資評級 2024A/E 2025E 2026E 2024A/E 2025E 2026E 688981 中芯國際 7904.81 99.08 0.46 0.51 0.63 213.72 195.37 156.35 增持 002371 北方華創 22

5、30.88 417.90 10.74 14.65 19.15 36.42 26.72 20.43 增持 688012 中微公司 1185.72 190.52 2.53 3.74 5.24 74.39 50.45 35.97 增持 688072 拓荊科技 439.96 157.28 2.75 4.02 5.23 57.22 39.13 30.03 增持 688502 茂萊光學 126.98 240.49 0.83 1.10 1.36 229.60 172.74 140.49 增持 數據來源：wind 數據，財通證券研究所，除中芯國際外其他公司均未公布 2024 年年報數據 -8%7%22%38%

6、53%68%半導體滬深300 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 2 行業深度分析報告/證券研究報告 1 芯片生產：多重因素密集催化，國內半導體制造產業迎來關鍵轉折點芯片生產：多重因素密集催化，國內半導體制造產業迎來關鍵轉折點.4 1.1 人工智能發展日新月異，半導體制造產能需求量激增人工智能發展日新月異，半導體制造產能需求量激增.4 2 迎難而上突破封鎖，國內晶圓代工有望乘人工智能東風迎難而上突破封鎖，國內晶圓代工有望乘人工智能東風.8 2.1 多重圖形化技術，有望暫時解決燃眉之急多重圖形化技術，有望暫時解決燃眉之急.9 2.2 三維異構技術三維異構技術:另辟蹊徑規避部分物理瓶

7、頸另辟蹊徑規避部分物理瓶頸.12 2.3 新型晶體管結構與材料，有望帶來革命性變化新型晶體管結構與材料，有望帶來革命性變化.15 2.3.1 GAA 技術助力先進邏輯制程發展技術助力先進邏輯制程發展.15 2.3.2 3D DRAM 技術助力內存產業突破原有極限技術助力內存產業突破原有極限.16 3 投資建議：投資建議：.18 3.1 晶圓代工：國內晶圓代工需求有望持續增長晶圓代工：國內晶圓代工需求有望持續增長.18 3.2 半導體設備：半導體供應鏈上游基石半導體設備：半導體供應鏈上游基石.18 3.3 半導體材料與零部件企業：半導體供應鏈的血液半導體材料與零部件企業：半導體供應鏈的血液.18

8、 4 風險提示風險提示.19 圖圖 1.全球半導體月度銷售金額達歷史高點全球半導體月度銷售金額達歷史高點.4 圖圖 2.人工智能領域主要采用的高端芯片人工智能領域主要采用的高端芯片.4 圖圖 3.先進邏輯制程的技術路線先進邏輯制程的技術路線.5 圖圖 4.不同制程節點晶圓代工的單價估計不同制程節點晶圓代工的單價估計.5 圖圖 5.蘋果蘋果 A18 芯片芯片 單個晶圓可生產芯片數量單個晶圓可生產芯片數量.6 圖圖 6.英偉達英偉達 H100 芯片芯片 單個晶圓可生產芯片數量單個晶圓可生產芯片數量.6 圖圖 7.單個芯片（芯粒）面積對于良率的影響單個芯片（芯粒）面積對于良率的影響.7 圖圖 8.麒

9、麟麒麟 9000 芯片單個晶圓可生產芯片數量芯片單個晶圓可生產芯片數量.7 圖圖 9.昇騰昇騰 910 芯片單個晶圓可生產芯片數量芯片單個晶圓可生產芯片數量.8 圖圖 10.部分先進制程工藝需要極紫外光刻機部分先進制程工藝需要極紫外光刻機.8 圖圖 11.工藝制程升級存在多個技術路線工藝制程升級存在多個技術路線.9 圖圖 12.28nm 及更先進節點普遍采用多重圖形化技術及更先進節點普遍采用多重圖形化技術.9 圖圖 13.兩種自對準四重圖形工藝均需要大量的刻蝕與沉積步驟兩種自對準四重圖形工藝均需要大量的刻蝕與沉積步驟.10 圖圖 14.多重曝光工藝步驟多重曝光工藝步驟.11 內容目錄 圖表目錄

10、 uWfUnMpNpMnRnQ7N9R8OoMqQmOnQiNpPnPeRpOuM9PrRzQvPnNxOwMnPnO 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 3 行業深度分析報告/證券研究報告 圖圖 15.三重曝光圖案分解三重曝光圖案分解.11 圖圖 16.多重圖形化工藝復雜程度超多重圖形化工藝復雜程度超 EUV.12 圖圖 17.多重圖形化技術步驟數量超多重圖形化技術步驟數量超 EUV.12 圖圖 18.內存墻限制了算力性能的發揮內存墻限制了算力性能的發揮.12 圖圖 19.摩爾定律逐漸面臨瓶頸摩爾定律逐漸面臨瓶頸.13 圖圖 20.intel 硅橋（左）與硅轉接介板技術硅橋（左

11、）與硅轉接介板技術.13 圖圖 21.IMEC 三維異質異構集成發展路徑三維異質異構集成發展路徑.14 圖圖 22.武漢新芯武漢新芯 3DLink 技術技術.14 圖圖 23.集成電路單元結構未來的發展方向集成電路單元結構未來的發展方向.15 圖圖 24.GAA 結構可減少占地面積結構可減少占地面積.15 圖圖 25.GAA 結構的新布局結構的新布局.15 圖圖 26.GAA 結構的可變性更低結構的可變性更低.16 圖圖 27.GAA 結構的漏電更少結構的漏電更少.16 圖圖 28.3D DRAM 結構圖結構圖.16 圖圖 29.3D DRAM 結構結構.17 圖圖 30.2D 與與 3D D

12、RAM 結構的區別結構的區別.17 圖圖 31.3D DRAM 局部細節結構圖局部細節結構圖.17 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 4 行業深度分析報告/證券研究報告 1 芯片芯片生產生產：多重因素密集催化，多重因素密集催化，國內國內半導體半導體制造制造產產業迎來關鍵轉折點業迎來關鍵轉折點 1.1 人工智能發展日新月異，人工智能發展日新月異，半導體半導體制造產能需求量激增制造產能需求量激增 隨著人工智能產業的快速發展，AI 相關的云端（服務器）和終端（AIPC、AI 手機）產品出貨量快速增長，產生大量高端芯片需求。受 AI 需求驅動，全球半導體銷售金額在 2023 年 2 月

13、觸底后迅速回升；2024 年 11 月全球半導體銷售金額達578.2 億美元，創歷史最高值。圖1.全球半導體月度銷售金額達歷史高點 數據來源：Wind，財通證券研究所 GPU芯片主要應用于AI服務器，是目前人工智能領域需求最為迫切的芯片。GPU芯片具備強大的并行計算能力，內部包含大量的計算單元，能夠同時處理多個任務，使得其在處理大規模數據方面具有顯著優勢。在科學計算領域，GPU 芯片能夠加速模擬和仿真過程，提高計算效率。AI 手機與 AIPC 在端側運行 AI 應用，需具備更強大的運算能力，故其芯片性能和設計也有相應的升級。圖2.人工智能領域主要采用的高端芯片 數據來源：Infocube，Ap

14、ple 官網，AMD 官網，財通證券研究所-60%-40%-20%0%20%40%60%80%0102030405060702001-032002-022003-012003-122004-112005-102006-092007-082008-072009-062010-052011-042012-032013-022014-012014-122015-112016-102017-092018-082019-072020-062021-052022-042023-032024-02全球半導體銷售額（十億美元）YoY 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 5 行業深度分析報告/證券

15、研究報告 AI 手機芯片方面，以蘋果 iPhone 16 的 A18 Pro 芯片為例，神經引擎（NPU）為16 核，算力為 35 TOPS，約為 A11 芯片算力的 58 倍。高通、聯發科也發布了新型的 AI 手機 SOC 芯片。AIPC 芯片方面，AMD 發布了新的 AIMax 和 AIMax+芯片，能夠滿足從高端工作站到輕薄筆記本的廣泛需求；英特爾也為 AIPC 推出了Ultra 200 系列芯片。圖3.先進邏輯制程的技術路線 數據來源：Trendforce，財通證券研究所 人工智能領域所需要的高端芯片多數采用先進制程。以英偉達公司的 H100 型GPU 芯片為例，其采用臺積電先進的 4

16、 納米制程，擁有超過 800 億個晶體管。而蘋果公司的 A18 Pro 芯片則采用 3nm 制程，擁有約 200 億個晶體管。先進制程晶圓代工的價格也十分高昂，3nm 節點的晶圓價格接近 20000 美元/片。人工智能人工智能領領域域需求的快速增長需求的快速增長，推動了推動了先進制程晶圓代工先進制程晶圓代工技術水平技術水平和收入和收入的的提升。提升。圖4.不同制程節點晶圓代工的單價估計 數據來源：anysilicon，財通證券研究所 05000100001500020000250003000090nm65nm40nm28nm20nm12nm10nm7nm5nm3nm2nm晶圓單價（美元）/片

17、謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 6 行業深度分析報告/證券研究報告 此外，與智能手機所用芯片相比，服務器使用的 GPU 芯片面積通常較大。英偉達H100 芯片的芯粒面積為 814 平方毫米，而蘋果 A18 芯片的芯粒面積約為 90 平方毫米。芯片的形狀通常為矩形；GPU 芯片較大的面積，導致其生產過程中的晶圓面積利用率較低，單個晶圓上可生產出的芯片數量也較少。圖5.蘋果 A18 芯片 單個晶圓可生產芯片數量 數據來源：Techritual，Anysilicon，財通證券研究所 據 anysilicon 估計，若采用 12 英寸標準晶圓，一片晶圓可生產 A18 pro 芯片約

18、691個，如果生產 H100 芯片則只能產出約 65 個。此外，由于 H100 等 GPU 芯片單個芯粒的面積更大，工藝難度較高，其良品率也相對較低。圖6.英偉達 H100 芯片 單個晶圓可生產芯片數量 數據來源：Anysilicon，Anandtech，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 7 行業深度分析報告/證券研究報告 圖7.單個芯片（芯粒）面積對于良率的影響 數據來源：Micron,財通證券研究所 綜上，綜上，生產生產高端高端 GPU 芯片芯片會會消耗大量的先進制程消耗大量的先進制程晶圓晶圓產能產能。受此受此影響，影響，先進制程先進制程晶圓代工企業晶圓代工

19、企業臺積電的臺積電的 HPC（高性能計算）領域客戶需求旺盛，貢獻了公司大多（高性能計算）領域客戶需求旺盛，貢獻了公司大多數營收數營收；其；其 2024 年年 Q4 季度單季的季度單季的 HPC 領域收入占比為領域收入占比為 53%，遠超排名第二的，遠超排名第二的手機領域（手機領域（35%）。）。圖8.麒麟 9000 芯片單個晶圓可生產芯片數量 數據來源：Anysilicon，中時新聞網，財通證券研究所 相比于海外領先企業的產品，國產高端 GPU 與手機芯片，其尺寸大小存在一定差別。國產手機芯片以麒麟 9000 為例，其面積約為 107 平方毫米，略大于蘋果 A18芯片；而國產 GPU 芯片昇騰

20、 910B 的面積為 665.61 平方毫米，面積小于英偉達的H100 芯片。謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 8 行業深度分析報告/證券研究報告 圖9.昇騰 910 芯片單個晶圓可生產芯片數量 數據來源：Anysilicon，雅虎，財通證券研究所 造成這些尺寸差別的主要原因為芯片設計與工藝水平的差別。昇騰 910B 和設計與英偉達 H100 仍存在代差，下一代國產 GPU 昇騰 910C 對標 H100 芯片，尺寸有望更接近。此外。由于中國大陸的芯片制造工藝仍然落后于國際最先進水平，由于中國大陸的芯片制造工藝仍然落后于國際最先進水平，芯片的晶體管密度略低，故生產同樣晶體管數量

21、的芯片，單個芯片面積通常更大芯片的晶體管密度略低，故生產同樣晶體管數量的芯片，單個芯片面積通常更大，消耗的晶圓代工產能更多。消耗的晶圓代工產能更多。2 迎難而上迎難而上突破封鎖突破封鎖，國內晶圓代工有望乘人工智能國內晶圓代工有望乘人工智能東風東風 生產人工智能 GPU 芯片所需的先進邏輯制程晶圓代工產線，和生產 HBM 芯片的先進 DRAM 產線，需要極紫外（EUV）光刻機。但是由于荷蘭拒絕出口 EUV 光刻機，中國大陸在 7nm 及以下邏輯芯片，1znm 及以下 DRAM 芯片的生產過程中面臨瓶頸。圖10.部分先進制程工藝需要極紫外光刻機 數據來源：ASML,財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要

22、聲明及財通證券股票和行業評級標準 9 行業深度分析報告/證券研究報告 由于極紫外(EUV)光刻機的供應限制，及其采購和使用的高昂成本，中國和海外企業積極尋求其的替代方案。新工藝、三維異構/先進封裝、新材料、新型晶體管結構在內多種替代方案應運而生，為中國半導體產業在缺乏極紫外光刻機的條件下繼續提升工藝制程創造了可能。圖11.工藝制程升級存在多個技術路線 數據來源：IMEC,財通證券研究所 2.1 多多重重圖形化圖形化技術，有望暫時解決燃眉之急技術，有望暫時解決燃眉之急 采用 193nm 光源的 DUV 光刻機，其極限分辨率為 38nm；故集成電路中微小結構成型，通常需要使用多重圖形化技術。多重圖

23、形化技術主要包括：自對準多重圖形(SAQP/SADP)、多重曝光刻蝕(LELE/LELELE)兩大類。在缺乏 EUV 光刻機的條件下，多重圖形化技術，未來有望廣泛應用于中國大陸的先進制程產線。圖12.28nm 及更先進節點普遍采用多重圖形化技術 數據來源：Arindam Mallik et al,The economic impact of EUV lithography on critical process modules，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 10 行業深度分析報告/證券研究報告 SAQP 全稱 Self-Aligned Quadruple P

24、atterning，即自對準四重成像技術，它是一種在晶圓上進行多次蝕刻和薄膜沉積，以增加晶體管密度從而提升芯片性能的技術。SADP 技術先利用浸沒式光刻機形成節距較大的線條結構，再使用刻蝕設備和薄膜沉積設備，通過側墻圖形轉移的方式，每次形成間距為原先 1/2 的線條結構。SAQP 技術比較適合線條排列規則的圖形層，如 FinFET 工藝中的 Fin 或后段金屬線條。SADP 技術技術由于對光刻套刻對準的精度要求較低，故由于對光刻套刻對準的精度要求較低，故降低了對光刻機的要降低了對光刻機的要求求；但增加了對設計圖形的限制但增加了對設計圖形的限制，對刻蝕設備和薄膜沉積設備也有較高的要求。，對刻蝕設

25、備和薄膜沉積設備也有較高的要求。圖13.兩種自對準四重圖形工藝均需要大量的刻蝕與沉積步驟 數據來源：AMAT，財通證券研究所 除自對準多重圖形外，多重曝光技術也是先進制程技術攻關的一大利器。除自對準多重圖形外，多重曝光技術也是先進制程技術攻關的一大利器。多重曝光光刻工藝是將版圖圖案分解到多張不同的掩膜版上，通過多次曝光和刻蝕的迭代過程，最終形成完整的硅片圖案。如何將 GDSII 設計版圖圖案分配到多張不同的掩膜版上，使得在同一張掩膜版上的圖案沖突最少，是多重曝光版圖分配方法的關鍵；在 20/22 納米工藝技術節點中，雙重曝光光刻工藝已得到廣泛應用。但在 14/16 納米工藝技術節點，隨著集成電

26、路特征尺寸的進一步縮小，版圖圖案更加密集，開始引入三重曝光光刻技術。三重曝光通常使用曝光-刻蝕-曝光-刻蝕-曝光-刻蝕(LELELE)工藝進行生產。謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 11 行業深度分析報告/證券研究報告 圖14.多重曝光工藝步驟 數據來源：IEEE，財通證券研究所 三重曝光(LELELE)技術將線條密集的目標電路圖案，分解成三個獨立的較不密集圖案。接著采用三個獨立的光罩，通過光刻將三個較不密集的獨立圖案，轉移到晶圓上。這項技術可有效降低光刻工藝的復雜性，提高分辨率水平，能夠形成尺寸更小的圖案；但是由于其涉及多次光刻步驟，但是由于其涉及多次光刻步驟，存在過程繁瑣、

27、成本高存在過程繁瑣、成本高、周期長、周期長、套刻精準度套刻精準度難以控制難以控制等問題等問題。圖15.三重曝光圖案分解 數據來源：Advanced multi-patterning and hybrid lithography techniques，Fedor G Pikus,J.Andres Torres，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 12 行業深度分析報告/證券研究報告 由于多重圖形化技術的所需的光刻、刻蝕、沉積等步驟數量較多，其在 7nm 節點往后遇到了良品率較低和成本較高的問題。臺積電、三星等國際領先晶圓代工企業，在 7nm 節點以后開始大量使用 E

28、UV 光刻技術取代使用 DUV 光刻的多重圖形化技術。圖16.多重圖形化工藝復雜程度超 EUV 圖17.多重圖形化技術步驟數量超 EUV 數據來源：samsung 官網，財通證券研究所 數據來源：ASML，財通證券研究所 針對中國大陸繼續使用 DUV 光刻機+多重圖形化技術生產比 7nm 更高端制程的可能性，臺積電前研發副總監，浸沒式光刻技術奠基人臺積電前研發副總監，浸沒式光刻技術奠基人林本堅表示，依托現有的林本堅表示，依托現有的浸沒式浸沒式 DUV 光刻光刻機，通過機，通過四重曝光四重曝光制造出制造出 5nm 芯片依然是可行的芯片依然是可行的；后續最多可以通過六重曝光模式，實現更先進的工藝。

29、然而，在使用 DUV 機器時，在多次曝光期間需要精確對準，需要時間，并且有可能發生未對準的情況，從而導致產量降低和制造這些晶圓的時間大幅增加，導致多重曝光路線耗時且價格昂貴，還會影響整體良率。綜上，雖然依靠綜上，雖然依靠 DUV 光刻機光刻機生產更先進制程的芯片有難度，生產更先進制程的芯片有難度，但但各種多重圖形化技術仍有望推動國內半導體制造產業朝更先進發展。各種多重圖形化技術仍有望推動國內半導體制造產業朝更先進發展。2.2 三三維維異構異構技術技術:另辟蹊徑另辟蹊徑規避部分物理瓶頸規避部分物理瓶頸 隨著各類型芯片中晶體管數量持續增長，基于摩爾定律的集成電路發展路徑遭遇瓶頸，已經無法滿足對計算

30、力、存力等更高的需求。圖18.內存墻限制了算力性能的發揮 數據來源：samsung 官網，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 13 行業深度分析報告/證券研究報告 我國先進算力芯片的發展主要面臨內存墻、功耗墻、先進制程內存墻、功耗墻、先進制程三大困難。內存墻內存墻是源于馮諾依曼結構將計算和存儲分開，數據傳輸帶寬限制了算力發揮，導致計算單元空轉；功耗墻功耗墻限制了終端續航能力、便攜性、應用場景擴展；先進制程先進制程的技術發展接近物理極限導致成本急劇升高，國內先進制程發展也面臨海外在晶圓代工、設備、材料、軟件方面的限制。圖19.摩爾定律逐漸面臨瓶頸 數據來源：the

31、singularity is near:when humans transcend biology，Ray Kurzweil，財通證券研究所 2015-2025 年的過渡期期間，需要大量結構、材料創新，才能勉強支撐摩爾定律。2025 年后，所有高性能芯片對集成度要求高、對功耗要求低、帶寬要求高的產品都會走向異構集成路線。百萬級連線、功能完整的單芯片異構集成有望會成為3DIC 的理想形態。圖20.intel 硅橋（左）與硅轉接介板技術 數據來源：Intel，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 14 行業深度分析報告/證券研究報告 三維異構集成的關鍵技術包括實現信號傳

32、輸和互連的硅通孔硅通孔技術技術、硅橋技術、硅橋技術、玻玻璃通孔技術、再布線層技術璃通孔技術、再布線層技術、微凸點技術微凸點技術等，不同關鍵技術相互融合、共同助力三維異構集成技術的發展。印刷電路板印刷電路板(PCB)級別的級別的集成集成成本低，但最小特征尺寸只能達到 10m 左右，58m 的特征尺寸只能在局部實現，集成密度繼續提高的難度較大。新興的新興的三維異質異構集成三維異質異構集成聚焦于亞微米至 10m 特征尺寸級別的互聯，成本相對較低。晶圓代工晶圓代工級別的集成級別的集成可在硅硅/玻璃轉玻璃轉接板上接板上，實現更高互聯密度，互聯結構的特征尺寸甚至可達納米級，但其工藝的成本較高，產業化大規模

33、應用難度較大。圖21.IMEC 三維異質異構集成發展路徑 數據來源：微系統三維異質異構集成研究進展，張墅野，李振鋒，何鵬，財通證券研究所 3D 異構集成技術涉及垂直堆疊內存和邏輯單元，這種垂直集成縮短了數據路徑，提高了能源效率，并允許更高的互連密度，可以繞過一些傳統上限制芯片性能的可以繞過一些傳統上限制芯片性能的物理限制物理限制。中國大陸的武漢新芯等企業在三維異構集成電路領域中國大陸的武漢新芯等企業在三維異構集成電路領域有相關研究，有望推動國內有相關研究，有望推動國內三維異構技術加三維異構技術加快發展，快發展，從而部分緩解從而部分緩解先進制程晶圓代工受限的先進制程晶圓代工受限的影響影響。圖22

34、.武漢新芯 3DLink 技術 數據來源：半導體行業觀察，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 15 行業深度分析報告/證券研究報告 2.3 新型晶體管結構新型晶體管結構與材料與材料，有望帶來革命性變化有望帶來革命性變化 2.3.1 GAA 技術助力先進邏輯制程發展技術助力先進邏輯制程發展 圖23.集成電路單元結構未來的發展方向 數據來源：Nanometrics，財通證券研究所 FinFET 是鰭場效應晶體管的縮寫，是一種先進的晶體管架構，與平面結構（PLANAR）的晶體管相比，可以更好地控制流經溝道的電流。這樣可以降低漏電流，從而提高性能和電源效率。但隨著 Fin

35、FET 的尺寸越來越小，鰭片變得越來越窄、越來越高，FinFET 架構正在被推向極限，業界開始轉向被稱為全環繞柵極（GAA）的新架構，以進一步提高性能和電源效率。圖24.GAA 結構可減少占地面積 圖25.GAA 結構的新布局 數據來源：AMAT，財通證券研究所 數據來源：AMAT，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 16 行業深度分析報告/證券研究報告 全環繞柵極（GAA）是一種晶體管架構，將 FinFET 的通道設計側向轉動，使通道是水平的而不是垂直的；與 FinFET 架構中的三面環繞通道不同，GAA 結構中的結構為四面環繞通道，可更好地控制晶體管開關。GA

36、A 晶體管具有更低的可變晶體管具有更低的可變性、更高的性能性、更高的性能、更低的功耗。更低的功耗。圖26.GAA 結構的可變性更低 圖27.GAA 結構的漏電更少 數據來源：AMAT，財通證券研究所 數據來源：AMAT，財通證券研究所 GAA 結構集成電路的生產制造過程，借鑒了許多 FinFET 的成熟工藝。但是也有包括外延、選擇性去除、集成材料解決方案、電子束計量在內的新技術。2.3.2 3D DRAM 技術助力內技術助力內存產業突破原有極限存產業突破原有極限 DRAM 芯片制程工藝已達到 10nm 級別，雖然還未達到最后極限，但工藝完整性、成本、電容器漏電和干擾、傳感裕度等方面的挑戰愈發明

37、顯，要在更小的空間內實現穩定的電荷存儲和讀寫操作變得更困難；通過增高電容器并減小面積，以提高電容密度的方法即將面臨極限。圖28.3D DRAM 結構圖 數據來源：Yole，財通證券研究所 謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 17 行業深度分析報告/證券研究報告 云計算、人工智能、大數據分析等領域對高性能 DRAM 內存芯片的需求持續攀升，在市場需求和技術創新的驅動下，3D DRAM 成為了業界迫切想突破 DRAM工藝更高極限的新路徑。圖29.3D DRAM 結構 數據來源：Heise 官網，財通證券研究所 3D DRAM 是一種具有全新結構的存儲芯片，它的結構與較為成熟的 3D

38、NAND 有類似之處，但是制造難度更大。3D DRAM 架構并非簡單地將 2D DRAM 組件堆疊在一起，也與 HBM 不同；3D DRAM 的架構經過重新設計，生產過程需要采用先進的刻蝕、沉積、GAA 等工藝技術和先進封裝技術。3D DRAM 設計重點是解決制程節點微縮和多層堆疊的難題，另外，還有電容器和晶體管微縮，以及單元間連接和通孔陣列，還要制定相應的工藝規格。圖30.2D 與 3D DRAM 結構的區別 圖31.3D DRAM 局部細節結構圖 數據來源：NOVA 官網，財通證券研究所 數據來源：LAM 官網，財通證券研究所 美光美光從 2019 年起就開始了 3D DRAM 的研究，擁

39、有 30 多項與 3D DRAM 相關的專利，獲得的專利數量是三星和 SK 海力士的 23 倍。三星電子三星電子預計，DRAM 產業將于 2030 年前將制程壓縮至 10nm 以下，現有設計方案難以進一步擴展；三星在半導體產業會議 Memcon 2024 上表示，2025 年后將進入 3D DRAM 時代。謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 18 行業深度分析報告/證券研究報告 SK 海力士海力士報告其五層堆疊的 3D DRAM 內存良率已達 56.1%，實驗中的 3D DRAM 展現出與目前 2D DRAM 相似的特性。但 SK 海力士也指出 3DDRAM 表現出不穩定的性能特

40、征，需要堆疊 32 到 192 層存儲單元才能實現普遍應用。國產 DRAM 芯片制造商長鑫存儲（長鑫存儲（CXMT），在舊金山舉行的第 69 屆 IEEE 國際電子元件年會（IEDM）上發表了一篇論文，展示了環繞式閘極結構（GAA）技術，該論文描述了與新型新型 DRAM 結構結構可行性相關的基礎研究。綜上 3D DRAM 技術有望助力國內 DRAM 內存產業部分緩解光刻機受限帶來的困難。3 投資建議：投資建議：3.1 晶圓代工：國內晶圓代工需求有望持續增長晶圓代工：國內晶圓代工需求有望持續增長 晶圓晶圓代工是實現半導體產業自主可控的核心陣地，多重圖形化、三維異構、新型代工是實現半導體產業自主可

41、控的核心陣地，多重圖形化、三維異構、新型晶體管技術有望助力國內晶圓代工產業追趕國際領先水平。晶體管技術有望助力國內晶圓代工產業追趕國際領先水平。伴隨著國內晶圓代工新產線分批次投入運營，新制程研發穩步推進，中芯國際、華虹公司、中芯集成中芯國際、華虹公司、中芯集成等晶圓代工企業的營收有望穩步增長，盈利能力也有望不斷強化。此外，隨著國產設備、零部件、材料的技術水平不斷提升，國內晶圓代工企業有望不斷改善制造工藝并邁向更先進制程，為國產 GPU、手機 SOC 等高端芯片打下堅實基礎。3.2 半導體設備：半導體設備：半導體供應鏈上游基石半導體供應鏈上游基石 伴隨中國大陸的晶圓代工、先進封裝、存儲器伴隨中國

42、大陸的晶圓代工、先進封裝、存儲器 IDM 產線有望持續擴張，并產生大產線有望持續擴張，并產生大量半導體設備采購需求。量半導體設備采購需求。北方華創、中微公司、拓荊科技、微導納米、華海清科、盛美上海、精測電子、中科飛測、至純科技等半導體設備企業有望深度受益，保障國內供應鏈自主可控，并實現營收規模的快速擴張。隨著海外半導體設備出口隨著海外半導體設備出口管制日趨管制日趨嚴格嚴格，國產設備的導入驗證速度有望大幅度提升。國家層面強調科技創，國產設備的導入驗證速度有望大幅度提升。國家層面強調科技創新，光刻機、量檢測設備等光學領域有望加快彌補短板。新，光刻機、量檢測設備等光學領域有望加快彌補短板。3.3 半

43、導體材料與零部件企業：半導體供應鏈的血液半導體材料與零部件企業：半導體供應鏈的血液 晶圓廠產線的運轉，需消耗大量半導體材料與晶圓廠產線的運轉，需消耗大量半導體材料與零部件。零部件。鼎龍股份鼎龍股份的拋光墊，菲利華的石英材料，安集科技菲利華的石英材料，安集科技的拋光液，昌紅科技昌紅科技的晶圓載具，興森科技興森科技的載板，彤程新材、華懋科技的光刻膠產品，金宏氣體、雅克科技、正帆科技的氣體，江豐電子的靶材等，可運用于集成電路生產，未來市占率有望不斷提升。謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 19 行業深度分析報告/證券研究報告 珂瑪科技的陶瓷零部件產品，國力股份、英杰電氣珂瑪科技的陶瓷零

44、部件產品，國力股份、英杰電氣的電容器與射頻電源產品，可用于刻蝕或薄膜沉積設備；京儀裝備、美?？萍嫉漠a品可用于晶圓廠廠務環節；京儀裝備、美?？萍嫉漠a品可用于晶圓廠廠務環節；富創精密、新萊應材、江豐電子富創精密、新萊應材、江豐電子的機械加工類零部件和閥門等產品，半導體設備與晶圓廠企業均有需求。零部件企業不斷推進研發和驗證，有望受益于國內半導體產業鏈的發展與半導體行業景氣度回升。4 風險提示風險提示 半導體需求不及預期：半導體需求不及預期：全球半導體市場復蘇仍有不確定性，疊加宏觀經濟增長放緩、地緣政治風險，可能導致半導體需求整體不及預期，拖累相關公司業績。技術研發不及預期：技術研發不及預期：先進半導

45、體技術研發難度較大；芯片設計、制造工藝、設備、零件、材料存在較長的研發和驗證周期。若新產品研發驗證或客戶導入進度慢于預期，可能會對相關公司的業績造成不利影響。海外供應鏈風險：海外供應鏈風險：國內半導體供應鏈部分技術仍依賴海外，若海外限制加劇，可能會對國內半導體供應鏈企業業績產生不利影響。行業競爭加劇行業競爭加?。捍鎯ζ髋c半導體制造、設備、零部件、材料等領域新進入者不斷增多，若未來競爭加劇，可能會對相關企業的業績產生不利影響。謹請參閱尾頁重要聲明及財通證券股票和行業評級標準 20 行業深度分析報告/證券研究報告 分析師承諾分析師承諾 作者具有中國證券業協會授予的證券投資咨詢執業資格，并注冊為證券

46、分析師，具備專業勝任能力，保證報告所采用的數據均來自合規渠道，分析邏輯基于作者的職業理解。本報告清晰地反映了作者的研究觀點，力求獨立、客觀和公正，結論不受任何第三方的授意或影響，作者也不會因本報告中的具體推薦意見或觀點而直接或間接收到任何形式的補償。資質聲明資質聲明 財通證券股份有限公司具備中國證券監督管理委員會許可的證券投資咨詢業務資格。公司評級公司評級 以報告發布日后 6 個月內，證券相對于市場基準指數的漲跌幅為標準：買入：相對同期相關證券市場代表性指數漲幅大于 10%；增持：相對同期相關證券市場代表性指數漲幅在 5%10%之間；中性：相對同期相關證券市場代表性指數漲幅在-5%5%之間；減

47、持：相對同期相關證券市場代表性指數漲幅小于-5%；無評級：由于我們無法獲取必要的資料，或者公司面臨無法預見結果的重大不確定性事件，或者其他原因，致使我們無法給出明確的投資評級。A 股市場代表性指數以滬深 300 指數為基準；中國香港市場代表性指數以恒生指數為基準；美國市場代表性指數以標普 500指數為基準。行業評級行業評級 以報告發布日后 6 個月內，行業相對于市場基準指數的漲跌幅為標準：看好：相對表現優于同期相關證券市場代表性指數；中性：相對表現與同期相關證券市場代表性指數持平；看淡：相對表現弱于同期相關證券市場代表性指數。A 股市場代表性指數以滬深 300 指數為基準；中國香港市場代表性指

48、數以恒生指數為基準；美國市場代表性指數以標普 500指數為基準。免責聲明免責聲明 本報告僅供財通證券股份有限公司的客戶使用。本公司不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶。本報告的信息來源于已公開的資料，本公司不保證該等信息的準確性、完整性。本報告所載的資料、工具、意見及推測只提供給客戶作參考之用，并非作為或被視為出售或購買證券或其他投資標的邀請或向他人作出邀請。本報告所載的資料、意見及推測僅反映本公司于發布本報告當日的判斷，本報告所指的證券或投資標的價格、價值及投資收入可能會波動。在不同時期，本公司可發出與本報告所載資料、意見及推測不一致的報告。本公司通過信息隔離墻對可能存在利益沖突的

49、業務部門或關聯機構之間的信息流動進行控制。因此，客戶應注意，在法律許可的情況下，本公司及其所屬關聯機構可能會持有報告中提到的公司所發行的證券或期權并進行證券或期權交易，也可能為這些公司提供或者爭取提供投資銀行、財務顧問或者金融產品等相關服務。在法律許可的情況下，本公司的員工可能擔任本報告所提到的公司的董事。本報告中所指的投資及服務可能不適合個別客戶，不構成客戶私人咨詢建議。在任何情況下，本報告中的信息或所表述的意見均不構成對任何人的投資建議。在任何情況下，本公司不對任何人使用本報告中的任何內容所引致的任何損失負任何責任。本報告僅作為客戶作出投資決策和公司投資顧問為客戶提供投資建議的參考?？蛻魬敧毩⒆鞒鐾顿Y決策，而基于本報告作出任何投資決定或就本報告要求任何解釋前應咨詢所在證券機構投資顧問和服務人員的意見；本報告的版權歸本公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式翻版、復制、發表或引用，或再次分發給任何其他人，或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。信息披露信息披露