AI半导体全产业链(上下游完整版):
一、上游:原材料与设备(卡脖子核心环节)
1. 半导体原材料
• 硅片:12英寸大硅片、碳化硅SiC、氮化镓GaN(第三代半导体)
• 光刻胶:EUV/ArF高端光刻胶、配套显影液
• 电子特气:氟化氢、氨气、刻蚀气体、高纯气源
• 湿化学品:超高纯硫酸、双氧水、剥离液
• 靶材:铜、铝、钛高纯金属靶材
• 抛光材料:CMP研磨液、抛光垫
2.半导体生产设备(晶圆制造设备)
• 光刻设备:EUV光刻机、ArF浸没式光刻机
• 刻蚀设备:干法刻蚀、等离子刻蚀(AI芯片用量最大)
• 薄膜沉积:PVD、CVD、ALD设备
• 离子注入机、清洗设备、氧化扩散炉
• CMP抛光设备、量检测试设备
• 封装设备:划片、键合、塑封、探针台
3.配套辅料
真空零部件、射频电源、精密阀门、陶瓷零部件、洁净室耗材二、中游:晶圆制造+芯片设计+封测(AI芯片核心制造环节)
(一)芯片设计(AI算力核心)
1. 通用AI算力芯片GPU、AI加速卡、TPU、NPU、GPGPU
2. 专用芯片FPGA可编程芯片、ASIC定制大模型芯片、存算一体芯片
3. 配套芯片CPU(主控)、高速接口芯片、电源管理PMIC、SerDes高速串行芯片
4. 设计工具EDA设计软件、IP核(高速接口IP、内存IP、PCIe IP)
(二)晶圆代工(Foundry)
• 先进制程:3nm/2nm/1.4nm(GPU大芯片)
• 成熟制程:7nm、14nm、28nm(边缘AI、NPU、FPGA)
• 特色工艺:高压、射频、存储、碳化硅工艺
(三)存储芯片(AI产业链刚需)
1. 内存:GDDR6X、HBM高带宽内存(GPU标配)
2. 闪存:SSD NAND Flash
3. 新型存储:MRAM、存算一体存储
(四)封装测试
1. 先进封装(AI大芯片必备)2.5D封装、3D堆叠、Chiplet芯粒封装、FCBGA倒装封装
2. 常规封测+老化测试、可靠性测试、探针测试三、下游:硬件整机+AI算力集群+应用端
1.算力硬件产品
• AI服务器、训练服务器、推理服务器
• 高性能加速卡、边缘计算模组
• 光模块、高速线缆、服务器PCB板
• 液冷散热、电源、服务器机箱
2.算力基础设施
IDC数据中心、智算中心、超算中心配套:交换机、高速网卡、光互连、铜缆高速连接
3.终端AI硬件
• 云端:大模型训练集群
• 边缘:工业AI、自动驾驶芯片、机器人芯片
• 终端:手机NPU、PC端AI芯片、AI摄像头、智能座舱
4.软件配套
驱动固件、编译框架、算力调度软件、芯片测试程序四、细分配套产业链(容易被忽略的关键环节)
1. 高速互连:光芯片、光模块、Co-packaged共封装光学器件
2. 基板材料:FCBGA载板、ABF树脂基板(大芯片刚需)
3. 散热:均热板、水冷板、导热材料、液冷设备
4. 被动元器件:高端电容、电阻、高频电感
5. 洁净工程:半导体洁净厂房、中央空调、废气废水处理精简分层总结构
上游:材料 + 设备 + EDA/IP中游:芯片设计 → 晶圆代工 → 存储芯片 → 先进封测中游配套:载板、光互连、被动元件下游:AI服务器硬件 → 智算中心 → 云端大模型+边缘终端AI应用