【四海读报】2025.8.28-半导体分析：AI驱动下的晶圆代工新纪元

AI驱动下的晶圆代工新纪元：2025产业格局、技术突破与中国力量

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报告在线阅读：20250828【MKList.com】半导体分析手册系列之一：AI驱动下的晶圆代工新纪元：2025产业格局、技术突破与中国力量 | 四海读报

晶圆代工产业链图

1. 一段话总结

东兴证券 2025 年 8 月半导体分析手册指出，晶圆代工作为半导体产业核心环节（接受 IC 设计公司委托制造，不涉及设计），按制程分为先进制程（28nm 以下） 与成熟制程（28nm 及以上） ，前者依赖 EUV 光刻机与 GAAFET 架构（台积电 3nm 已量产、2nm 计划 2025H2 量产），后者凭借成本优势（仅为先进制程 1/10）在汽车电子等领域需求稳定；全球市场呈 “一超多强” 格局，台积电 2025Q1 市占率 67.6% ，中国大陆企业中芯国际（2025Q1 市占率 6.0%）、华虹公司等聚焦成熟制程，2027 年预计占全球成熟制程产能 47%；行业受益于AI 与 HPC 需求爆发（台积电 AI 相关收入 2024 年同比 + 200%），2025-2030 年全球半导体销售额 CAGR 达 9%，建议关注中芯国际、华虹公司等，同时警惕地缘政治与技术导入风险。

2. 思维导图（mindmap）

3. 详细总结

一、报告基础信息

二、晶圆代工核心认知

（一）定义与产业链定位

晶圆代工是半导体产业专业化分工的核心环节，指接受无晶圆厂（Fabless）设计公司委托，专注晶圆制造（含清洗、光刻、刻蚀等工序），不涉及芯片设计与销售。其产业链结构如下：

• 上游：半导体材料（硅片、光刻胶）、设备（光刻机、刻蚀机）及IC设计服务；
• 中游：晶圆代工加工（台积电、中芯国际等）；
• 下游：封装测试及消费电子、汽车电子、AI服务器等终端应用。

（二）分类：先进制程vs成熟制程

（三）工艺细分：先进逻辑vs特色工艺

• 先进逻辑工艺：沿摩尔定律缩小线宽，追求高运算速度，代表企业为台积电，应用于CPU、AI加速器；
• 特色工艺：不追求极致密度，优化器件特性（如耐压、抗干扰），代表企业为华虹公司，覆盖功率器件（IGBT）、MCU、射频芯片等。

三、全球市场现状与竞争格局

（一）市场规模与增长

1. 产能增长：2024年全球半导体晶圆厂产能3150万片/月（8英寸当量），2025年预计达3370万片/月（+7%），中国大陆2025年产能1010万片/月（+14%，占全球30%）；
2. 销售额预测：2025-2030年全球半导体销售额CAGR达9% ，2030年超1万亿美元，其中服务器/数据中心/存储领域增速最快（CAGR 18%）；
3. 需求结构：2025年全球晶圆月需求11.2百万片，2030年增至15.1百万片，成熟制程（≥28nm）需求占比超60%。

（二）竞争格局：“一超多强”

1. 全球排名（2025Q1）：

   排名	企业	营收（百万美元）	市场份额	核心优势
   1	台积电（TSMC）	25517	67.6%	3nm量产、2nm计划2025H2量产，CoWoS封装领先
   2	三星	2893	7.7%	3nm GAA工艺，聚焦存储+代工协同
   3	中芯国际	2247	6.0%	中国大陆14nm FinFET量产，成熟制程产能领先
   4	联电	1759	4.7%	成熟制程（28nm/40nm）优势明显
   5	格芯	1575	4.2%	车规级芯片代工龙头

2. 区域分化：

   • 成熟制程：2023年中国大陆占31%，2027年预计达47% ，主导全球成熟制程产能；
   • 先进制程：2023年中国台湾占71%，2027年预计仍占54% ，美国（21%）、中国大陆（6%）紧随其后。

四、技术发展趋势（以台积电为例）

（一）先进制程：向2nm/GAAFET演进

1. 制程迭代：3nm（N3）已量产，2025Q1收入占比22%；2nm（N2）计划2025H2量产，采用GAAFET（环绕栅极）架构，相比3nm性能提升10-15%、功耗降低25-30%，晶体管密度超3亿个/mm²；
2. 技术突破：16埃（A16）、14埃（A14）平台研发中，进一步优化速度与功耗；
3. 设备依赖：EUV光刻机为核心，单台ASML EUV售价超1.5亿美元，2nm制程需High-NA EUV提升精度。

（二）封装与制程协同：CoWoS技术支撑AI需求

• CoWoS（晶圆级系统集成）：通过硅中介层实现多芯片堆叠（如AI芯片+HBM内存），提升带宽、降低功耗，2024年台积电CoWoS产能利用率超90%，为NVIDIA、AMD等AI芯片龙头核心供应商；
• 封装趋势：从硅中介层向有机中介层（CoWoS-R）延伸，降低成本，适配消费级AI应用。

（三）需求驱动：AI/HPC成增长引擎

• 台积电2024年HPC（高性能计算）收入占比51% ，同比+58%；AI相关收入占比15%，同比+200%，预计2025年AI收入再翻番；
• 2024-2029年台积电AI收入CAGR预计达45% ，成为整体营收最大贡献来源。

五、中国大陆企业布局

（一）重点企业及核心能力

（二）财务表现（2024年）

六、投资建议与风险提示

（一）投资建议

重点关注AI与汽车电子驱动下，具备先进制程研发能力或成熟制程规模优势的企业：

• 中芯国际（688981）：中国大陆先进制程龙头，14nm量产，成熟制程产能持续扩张；
• 华虹公司（688347）：特色工艺全球领先，55nm eFlash市占率25%，受益汽车电子需求；
• 芯联集成（688469）：车规IGBT产能领先，AI服务器电源管理芯片量产。

（二）风险提示

1. 地缘政治风险：美国限制EUV光刻机等设备出口，影响先进制程研发；
2. 技术导入不及预期：2nm/GAAFET良率爬坡缓慢，或拖累产能释放；
3. 下游需求放缓：AI服务器、汽车电子需求不及预期，导致代工订单减少。

4. 关键问题

问题1：全球晶圆代工市场“先进制程与成熟制程”的区域竞争格局有何差异？未来趋势如何？

答案：

• 当前差异：① 先进制程：中国台湾主导（2023年市占率71%），台积电3nm市占率100%，韩国（11%）、美国（9%）次之，中国大陆仅8%；② 成熟制程：2023年中国台湾占45%，中国大陆占31%，韩国占8%，美国占5%。
• 未来趋势：① 先进制程：2027年中国台湾仍占54%（台积电2nm量产），美国提升至21%（英特尔IFS产能扩张），中国大陆维持6%（受设备限制）；② 成熟制程：2027年中国大陆将以47%市占率领先，主要因中芯国际、华虹公司扩产28nm/40nm产能，适配汽车电子、工业控制需求，而中国台湾（36%）、韩国（4%）份额下滑，全球成熟制程产能向中国大陆集中。

问题2：台积电在先进制程与封装技术上的核心竞争力是什么？如何支撑其AI/HPC领域的增长？

答案：

• 先进制程竞争力：① 技术代差：3nm已量产（2025Q1收入占比22%），2nm（GAAFET架构）计划2025H2量产，相比3nm性能+10-15%、功耗-25-30%，领先三星/英特尔2-3年；② 良率优势：3nm良率超80%，远高于三星3nm的60%，降低单位制造成本。
• 封装技术竞争力：CoWoS先进封装技术实现多芯片互联（如AI芯片+HBM内存），支持硅中介层（CoWoS-L）与有机中介层（CoWoS-R），满足不同成本需求，2024年CoWoS产能利用率超90%，为NVIDIA H100、AMD MI300等AI芯片核心供应商。
• AI/HPC支撑：① 制程适配：5nm/3nm制程满足AI芯片高算力需求，2024年AI相关收入占比15%（同比+200%）；② 封装协同：CoWoS提升芯片带宽，降低数据传输延迟，适配HPC大带宽需求，2024年HPC收入占比51%（同比+58%），成为营收第一驱动力。

问题3：中国大陆晶圆代工企业（如中芯国际、华虹公司）的核心发展策略是什么？面临的主要挑战有哪些？

答案：

• 核心发展策略：① 中芯国际：“先进制程研发+成熟制程扩产”双轨，14nm FinFET量产（中国大陆唯一），同时扩产28nm/40nm产能，2024年资本开支73.3亿美元用于北京/深圳12英寸厂；② 华虹公司：聚焦特色工艺，深耕55nm eFlash、BCD工艺（国内领先），2024年资本开支197.82亿元（+212.7%）投建无锡12英寸厂，拓展汽车电子、功率器件市场；③ 芯联集成：聚焦车规IGBT与AI电源管理芯片，2024年实现AI服务器电源管理芯片大规模量产，汽车业务导入10余家客户。
• 主要挑战：① 设备限制：美国禁止EUV光刻机出口，中国大陆无法研发14nm以下先进制程，只能依赖DUV设备优化成熟制程；② 良率与成本：特色工艺（如BCD）良率（华虹17.43%）低于台积电（58.70%），导致单位成本较高；③ 地缘政治：海外客户订单受限，中芯国际海外收入占比不足20%