野村重磅報告：從硅到玻璃，從GPU到光通信，AI正在重塑整個半導體產業鏈！

AI算力需求正在改變半導體行業的增長方式。過去幾十年，芯片性能提升主要靠摩爾定律：晶體管做得更小、密度更高。但先進制程繼續微縮后，金屬間距、功耗、漏電、散熱、良率和成本都開始逼近邊界，單純押注“更小節點”已經不夠。

據追風交易臺，野村證券亞太科技分析師 Donnie Teng 團隊在研報中提出，半導體行業的增長邏輯已從晶體管密度提升，轉向“3D晶體管、背面供電與多元新材料的組合創新”。這句話是整篇研究的核心：AI不是只拉動GPU需求，而是在倒逼芯片制造的底層工藝重寫。

更直接的投資含義是，過去被視為配套環節的材料、耗材、基板、特種氣體、化合物半導體，正在變成決定先進芯片性能的關鍵變量。尤其從2027年開始，背面供電、晶圓鍵合NAND、玻璃核心基板、光子SOI等技術進入放量期，材料環節可能迎來一輪系統性重估。

臺積電仍是這條鏈條里最重要的放大器。先進產能擴張、SoIC混合鍵合、高NA EUV導入、本土化采購比例提升，都會把訂單傳導到設備、材料和零部件公司。與上一輪半導體周期不同，這一輪不是單一制程升級，而是結構、封裝、材料同時切換。

摩爾定律沒失效，但“只靠縮小”已經不夠了

先進制程的問題，不是不能繼續往前走，而是代價越來越高。

從7nm到3nm，再到下一代節點，金屬間距繼續壓縮會帶來更嚴重的功耗、漏電和散熱問題。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題，但成本和良率壓力隨之上升。

所以先進邏輯芯片開始轉向更復雜的結構創新。GAA環繞柵極晶體管會繼續向堆疊式cFET演進，核心目標是提高柵極對溝道的控制能力，同時提高集成度。

背面供電則更像是一次“布線方式重排”。供電網絡從晶圓正面移到背面，和信號網絡分離，通過更寬、更低阻的金屬線路供電，降低IR壓降，也減少后端布線擁堵。這給標準單元繼續縮小留下空間。

這些變化不是概念，對工藝用量有直接拉動。先進制程芯片的CMP步驟會從傳統工藝的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、鍵合需求都會同步上來。

時間點也很關鍵：相關設備和材料需求從2026年開始啟動，2027年進入快速放量期，2030年有望成為先進芯片標配。

高NA EUV真正拉開的，是光刻材料升級

高NA EUV是下一代先進制程的核心裝備。數值孔徑從0.33提升到0.55，分辨率提升至8nm，目標是消除3nm以下節點的多重曝光需求，最早2029年進入大規模量產。單臺設備價格超過4億美元。

但高NA EUV不是買設備就能解決問題。更高數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，否則會出現陰影效應。傳統化學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鍵材料。它以金屬氧化物為核心，具備更強蝕刻選擇性、更高分辨率和更好的粗糙度控制，更適配高NA工藝。

價值量變化很明顯：現有EUV光刻膠價格約5000美元/加侖，高NA EUV專用金屬氧化物光刻膠可達1萬至4萬美元/加侖，單價提升2至8倍。

光刻材料的升級也不止光刻膠。掩膜版材料同樣要替換，傳統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，也會跟著升級。

先進封裝的下一場競爭，可能在玻璃基板

AI芯片越來越依賴先進封裝，因為單顆芯片繼續做大、繼續堆算力，會碰到功耗、互聯、散熱和制造良率的多重限制。

SoIC混合鍵合會在2026至2027年迎來需求激增，主要用于AI芯片與HBM的高密度集成。相比傳統微凸塊工藝，混合鍵合實現Cu-Cu直接連接，互聯密度提升一個數量級，帶寬從200GB/s提升至1TB/s。

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

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

路徑假設中，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封裝核心材料推進研發。不過玻璃基板還沒有完全跑通，大規模量產仍受成本偏高、RDL介質層剝離與分層、良率爬坡等問題約束。

真正的工藝難點在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專利技術的企業，正在切入這條供應鏈。

光通信把化合物半導體推到臺前

AI數據中心的瓶頸不只在GPU，也在通信。高速光模塊和CPO共封裝光學推動光通信產業鏈上行，1.6T模塊普及和硅光遷移成為兩條主線。

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良率瓶頸影響，2025至2027年磷化銦持續供給緊張，價格維持高位。

另一條路線是光子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%，更適合規模化量產，是CPO方案的核心材料。Soitec占據全球光子SOI晶圓70%市場份額，環球晶圓、滬硅產業等企業正在跟進。

到2027年，光子SOI需求進入快速上行期，成為SOI晶圓板塊最重要的增長動力。

12英寸硅片供需，2027年開始變緊

隨著AI帶來的制造工藝變化，會重新推高硅片需求。

常規市場需求年均增長約5%。臺積電、三星、英特爾擴產，每年再帶來2-3個百分點需求增量。背面供電、晶圓鍵合NAND、光子SOI三大新技術，還會額外貢獻每年2-3個百分點需求。

合計看，12英寸硅片整體年均需求增速接近10%。

供給端沒那么快。硅片產能擴張受設備交期和資本開支節奏限制，很難立刻跟上需求。2027年起供需缺口逐步顯現，環球晶圓、信越、SUMCO等頭部企業議價能力修復，長約價格持續上調。晶圓再生、測試片等配套業務也會受益。

臺積電擴產和本土化采購，是供應鏈放量的催化劑

臺積電2027年資本開支有望達到700億美元，全球26座先進晶圓廠與封裝基地推進擴產，其中18座位于中國臺灣省，美國、日本、德國工廠同步爬坡。

先進產能釋放，會直接拉動設備、材料、零部件需求。更重要的是，臺積電持續提高設備、零部件、材料的本土與區域采購比例，覆蓋原材料、零部件、耗材、廠區設備等類別。

這給區域供應商打開認證導入窗口。光刻配套、CMP耗材、特種氣體、硅片、封裝材料，是本土化采購的重點方向。中國臺灣省和大陸材料企業如果能通過認證，份額提升速度會明顯快于普通周期。

產業落地節奏清晰，2027 年成為全產業鏈拐點

這條產業鏈的節奏可以壓縮成幾個時間點：

2026年，GAA晶體管、SoIC混合鍵合、InP襯底啟動，小批量供貨開始出現。

2027年，背面供電、晶圓鍵合NAND、玻璃核心基板集中起量，進入更大規模量產階段。

2028年，DRAM-on-logic架構進入規模化應用，邊緣AI與汽車電子成為驅動力。

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

材料環節過去十年跑輸設備，一個原因是AI芯片高單價更容易抬高整機和設備鏈條收入，另一個原因是摩爾定律時代更利好設備，材料需求在行業下行期波動更大。現在變化來了：3D結構、新材料、先進封裝同時推進，材料單耗和價值量都在上升。

這輪變化最值得重視的地方在于：AI沒有只帶來一輪GPU景氣，而是把半導體制造從“制程微縮”推向“結構創新+材料替換+先進封裝”。從硅片到玻璃基板，從GPU到光通信，產業鏈的價值分配正在被重新寫一遍。