人工智能大模型的训练与推理正以前所未有的速度消耗着海量算力,由此引发的“算力饥渴”已直接传导至上游半导体产业。多家机构近期发布研报指出,随着AI芯片制程工艺不断演进,半导体设备正迎来新一轮增长周期,而其中核心零部件的国产替代进程尤为关键。特别是等离子体射频电源系统,作为刻蚀、薄膜沉积等关键工艺的“心脏”,国内已有企业率先实现量产突破,有望在行业景气周期中充分受益。

算力需求井喷,半导体设备景气度持续走高

据国际数据公司(IDC)最新预测,2025年全球AI算力市场规模将突破2000亿美元,同比增长超40%。算力需求的爆发直接拉动了对先进制程芯片的渴求。台积电、三星等晶圆代工巨头纷纷加大资本开支,推动3纳米、2纳米制程量产及更先进工艺研发。SEMI(国际半导体产业协会)数据显示,2024年全球半导体设备销售额预计达到1200亿美元,2025年将进一步增长至1350亿美元,其中刻蚀设备、薄膜沉积设备增速尤为突出。

“AI芯片对更高性能、更低功耗的追求,使得先进制程和多腔化、高密度化工艺成为刚需。”国内某头部半导体设备商技术负责人表示,每一代制程的升级都意味着设备投资成倍增加,而设备中核心零部件的价值量也随之提升。

核心零部件:设备成本中的“高价值锚点”

在半导体设备的总成本中,核心零部件占比极高。以刻蚀设备为例,射频电源、真空系统、气体流量控制器等核心部件通常占到设备成本的60%以上。其中,等离子体射频电源系统是决定刻蚀均匀性、速率和精度的关键模块,其技术门槛极高,长期被美国MKS Instruments、日本Eagle等国外厂商垄断。

随着国内晶圆厂加速扩产,设备国产化率持续提升,核心零部件的自主可控需求迫在眉睫。机构研报指出,先进制程向3纳米以下推进,对射频电源的功率、频率稳定性及多腔体协同控制能力提出了更高要求。同时,多腔化设计(即单台设备集成多个反应腔)成为主流趋势,每增加一个腔体就需要配套一套射频电源系统,直接拉动了该细分领域的需求增长。

国产射频电源破局者:首家实现量产

在众多国产替代的案例中,等离子体射频电源的突破尤为引人注目。英杰电气(300820)作为国内首家实现半导体级等离子体射频电源系统量产的厂商,已成功打入多家主流刻蚀设备商及晶圆厂供应链。

该公司董事长在近期的投资者交流中透露,其射频电源产品已覆盖13.56MHz、27MHz、60MHz等主流频率,功率范围从100W到5000W,能够满足12英寸晶圆先进制程的刻蚀、去胶等工艺需求。目前,公司产品已在中芯国际、华虹半导体、长鑫存储等国内主要晶圆厂实现批量供货,部分型号甚至已通过国际一线设备商的验证。

“射频电源的国产替代不仅是成本考虑,更是供应链安全的需要。”某券商电子行业首席分析师指出,英杰电气凭借在特种电源领域十余年的技术积累,成功攻克了高精度频率锁定、大功率稳定输出、抗等离子体干扰等核心技术难题,其产品的稳定性和可靠性已接近国际同类产品水平。随着公司产能持续扩充,2025年射频电源业务营收有望实现翻倍增长。

展望:国产半导体零部件迎来黄金窗口期

综合来看,AI算力需求的爆发式增长为半导体设备产业链注入了强劲动力。随着国内晶圆厂持续扩充产能,以及先进制程与多腔化升级带来的单机价值量提升,核心零部件赛道正迎来前所未有的发展机遇。除了射频电源,包括阀门、密封件、陶瓷部件、石英件等在内的多种精密零部件,也在加速实现国产替代。

“未来两年是国内半导体零部件企业的关键窗口期。”上述分析师强调,一方面要抓住当前晶圆厂积极导入国产设备的时机,加快产品验证;另一方面要持续提升技术迭代能力,向更高端、更复杂的应用场景延伸。唯有如此,才能真正在大算力时代的产业格局中占据一席之地。