AI 半导体 · 全篇速览

先看大势,再拆链条

两篇 18 章,先用六段把大势说清:它是什么、为什么发展、国家怎么投、未来多大、用在哪;再把 12 个环节和核心零部件逐层拆开。本页不引入正文之外的新数字。

2 篇 · 18 章12 个环节约 8 分钟数据截止 2026-10-15
先看八个刻度 · 记住大致量级

这盘生意有多大

八个数字覆盖市场、投入、需求、潜力和三个最硬的卡点。都是当前口径下的量级,不是精确到个位的统计。

1.5112万亿美元2026 年全球半导体市场(WSTS 预测)
10万亿元“十五五”末中国 AI 相关产业规模(预测)
9570亿美元2026 年九大云厂商资本开支(预测)
4790亿美元2026 年 AI 服务器产值,占整体 75%
140万亿2026 年 3 月中国日均 Token 调用量
26%2026 年设备国产化率(金额口径)
14万片/月2026 年 CoWoS 产能,仍缺 20%—30%
2.5年全球大型变压器交期
第一篇 · 宏观环境 · 第 1—4 章

先看大势:值不值得干,国家怎么推,能长多大

五个问题连起来看:这条链是什么,为什么现在爆发,为什么必须自己干,国家投了多少,未来和场景在哪。

01是什么

不是一颗芯片,而是一条从设计到机房的链

AI 半导体不是一颗芯片,而是一整套让 AI 跑起来的硬件系统。GPU 是发动机,但还要有 HBM(贴在 GPU 旁边的高速仓库)、先进封装(把 GPU 和 HBM 高密度拼在一起)、PCB、光模块、交换机、液冷和电源,最后装进 AI 服务器和数据中心。

整条链分三层、九个环节:上游是 EDA/IP、设备、材料;中游是设计、晶圆制造、存储、封装测试;下游是算力系统和终端应用。一颗 GPU 要过设计、制造、封装测试、系统集成四道关,哪一道慢,整条链都快不起来。

02为什么现在

训练点火,推理接棒,AI 从演示变成日常

2022 年底 ChatGPT 让大厂看明白:数据、GPU 和参数堆上去,模型就会变强。2023 年起,训练需求先把整条链拉爆;到 2026 年,推理(你问一次、它答一次)已经占 AI 算力需求的 60%—70%,成为更大的需求。

国家数据局的数据显示,中国日均 Token(词元,可以理解为 AI 处理的“字数”)调用量,从 2024 年初的 1000 亿涨到 2026 年 3 月的 140 万亿,两年多涨了 1000 多倍。有人天天用,云厂商才敢继续买卡、建机房。

2026 年九大云厂商资本开支预计 9570 亿美元,同比 +106%;AI 服务器产值约 4790 亿美元,占整体服务器产值 75%。需求一年涨 30%—100%,供给一年只能扩 10%—30%,缺口只能靠涨价和排队来平衡。

03为什么要自己干

不只是生意:经济、体系、安全,三本账一起算

第一本是经济账。国家数据局预测,到“十五五”末,中国 AI 相关产业规模将突破 10 万亿元;2025 年中国 AI 核心产业规模刚超过 1.2 万亿元。两个口径不同,只能看量级,但空间是七八倍。

第二本是体系账。过去三十年的分工是:美国守底层工具和高端芯片,韩国守存储,中国台湾守先进制造,日本守材料,中国大陆做落地和最大市场。任何一段缺失,整条链都受制于人。

第三本是安全账。2022 年以来的出口管制,已经把芯片、设备、HBM、EDA 变成谈判筹码。底座全在别人手里,上面的应用随时可能被抽掉地基。Omdia 预计,2026 年中国半导体市场按销售目的地计约 8120.8 亿美元,但市场大不等于产业强,自给率仍是短板。

04支持力度

大基金、政策、运营商订单,三路一起推

国家投入不只是补贴,而是帮企业跨过研发和市场验证期。

  • 大基金三期 2024 年 5 月成立,注册资本 3440 亿元,高于一期与二期之和;市场预期约七成投向设备和材料。
  • 2025 年 8 月,国务院印发《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》;2026 年 3 月,“十五五”规划纲要明确全面实施“人工智能+”行动。
  • 政策指向算力基础设施、算力互联互通、万卡集群和全国一体化算力网;31 个省份接入统一监测。
  • 三大运营商 2026 年算力投资合计超过 1000 亿元;新建产线普遍要求至少 50% 采用国产设备。
05未来潜力

增速会下台阶,但产业还在扩张

2026 年可能是这轮周期最陡的一年。往后看,增速放缓,但绝对规模还在往上走。

2027 全球半导体市场1.9136 万亿美元(+26.6%,预测)
2027 九大云厂商资本开支1.5 万亿美元(+60%,报告口径)
2028 全球半导体设备市场2295 亿美元(预测)
2028 设备国产化率43%(金额口径,预测)
2027 下半年HBM/DRAM 缺口收窄;CoWoS 达到供需平衡(预测)
06应用场景

从互联网大厂,扩散到运营商、金融、政务、制造、医疗

训练仍然重要,但推理接棒后,客户结构从“集中”变“分散”:不再只是几家互联网大厂买卡,运营商、金融、政务、制造、医疗都在买。需求更稳、更持久。

再往外一层是端侧 AI:AI 手机、AI PC、汽车、机器人、眼镜。它是未来 3—5 年最确定的增量之一,但短期对半导体产业的利润贡献,仍小于云端。

云端训练推理服务智算中心一体化算力网运营商金融政务制造医疗AI 手机AI PC汽车机器人
第二篇 · 产业层 · 第 5—18 章

再拆链条:12 个环节,钱和卡点分别在哪

第二篇 14 章把 12 个关键环节单独成章。先看三层九环节的位置,再看每一段的一句话逻辑和关键数字,最后把核心零部件再往下拆一层。

上游 · 支撑工具与原料

决定能不能造

EDA / IP · 半导体设备 · 半导体材料
中游 · 制造把图纸变成产品

决定造得好不好

芯片设计 · 晶圆制造 · 存储 · 封装测试
下游 · 应用把产品变成算力

决定用不用得上

算力系统 · 终端应用

核心零部件再拆一层

同一笔钱,在环节内部又分给谁;真正卡住交付的,往往是最后一列的小零件。

环节钱主要花在哪最紧的零件 / 材料
AI 芯片第 5 章裸片成本里晶圆制造 55%—65%;整卡 BOM 里 HBM 30%—40%;先进封装占裸片成本 25%—30%。HBM、先进制程、CoWoS 产能。
HBM第 6 章上游 DRAM 晶圆、TSV 设备、封装材料约 50%—60%;中游堆叠、封装、测试约 30%—40%。DRAM 晶圆、TSV、良率;订单排到 2027 年。
先进封装第 7 章上游设备、材料、载板约 40%—50%;中游封装代工和测试约 50%—60%。CoWoS 设备、ABF 载板、混合键合。
设备与材料第 8 章2026 年设备市场 1659 亿美元;材料市场有望突破 820 亿美元。EUV 光刻机(国产化率为 0)、量测、ArF 光刻胶、12 英寸硅片。
PCB第 9 章覆铜板占 PCB 成本三到五成;高端产品毛利 35%—40%。M7/M8/M9 级覆铜板、HVLP 铜箔、70 层以上背板。
光模块第 10 章光芯片、电芯片(DSP、驱动、跨阻放大器)、光器件、封装。磷化铟激光器、DSP;扩产以年计。
交换机第 11 章交换芯片、整机硬件、软件和调优。51.2T/102.4T 交换芯片、SerDes IP;海外三家合计约 77%。
液冷第 12 章冷板、CDU、Manifold、快插接头、冷却液和监控。CDU、快插接头、冷板;订单到收入有半年到一年滞后。
被动元器件第 13 章MLCC、电感、电阻;AI 机柜的 MLCC 用量是传统服务器的几十倍甚至上百倍。高端 MLCC、陶瓷粉体、镍粉;交期从 8 周拉到 20 周。
光纤光缆第 14 章光棒、光纤、光缆;光棒是核心壁垒。光棒;扩产 18—24 个月,价格和交期一起上行。
AI 服务器第 15 章GPU、HBM 等上游拿走价值大头;整机厂赚集成、测试和交付。GPU 供应、整机柜交付、满负载测试。
数据中心第 16 章土建、供配电、制冷、网络;重资产收租。变压器、电网、绿电;大型变压器交期 2.5 年。
07卡在哪

不是一处卡死,而是几个环节轮流卡

把 12 个环节拆完,卡点并不在同一个地方:

  • 造芯底座:EUV 光刻机国产化率为 0,量测/检测 10%—20%,ArF 光刻胶不足 5%,12 英寸硅片 10%—25%。
  • 算力核心:HBM 由 SK 海力士、三星、美光三家主导;CoWoS 产能约 14 万片/月,仍缺 20%—30%。
  • 连接:高端光芯片、DSP、交换芯片仍是短板;国产交换芯片最高量产 25.6T,海外已到 51.2T/102.4T。
  • 配套与机房:高端 MLCC、光棒扩产慢;AIDC 电力需求突破 5GW,大型变压器交期 2.5 年。
08什么信号会推翻判断

趋势是真的,但节奏会被五个信号打断

这套判断成立的前提是:AI 需求继续增长,云厂商继续投,供给扩产按计划落地。看到下面这些信号,就要下调判断。

  • 云厂商资本开支指引连续下修;本报告自设观察线:AI 服务器出货增速掉到 20% 以下。
  • HBM、DRAM 价格从高位转跌,存储库存上升。
  • CoWoS 扩产快于需求,产能利用率下降,先进封装从“缺”变成“剩”。
  • 出口管制从卡产品扩到卡设备、材料、HBM 和售后。
  • 数据中心因电力、变压器延期的比例明显高于预期;或模型架构、计算路线大规模换道,现有 GPU/HBM 链的需求被显著分流。

本页数字均取自 18 章正文,不新增口径;逐条出处、机构与时点见每章末尾的「本章注释与口径」和「本章数据与出处」,全量清单见数据与来源。

读完速览,再往下走

两条路:从头读,或直接查环节

第一篇 4 章讲大势,第二篇 14 章按 12 个环节拆;速览已经把两篇的骨架和关键数字放在一起。赶时间就按环节跳读,概念和数字仍能接上。