AI算力引爆半导体设备市场，存储技术升级驱动国产设备加速突破

人工智能算力的迅猛发展，正从根本上重塑半导体产业的需求逻辑。在这条产业链上，半导体设备作为提供基础支撑的“卖铲人”，迎来了确定性的增长机遇。

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半导体设备驶入增长快车道 

2025年，存储芯片市场的涨价潮贯穿全年。叠加HBM与DDR5需求的集中释放，以及全球行业巨头的扩产计划，半导体设备市场直接踏上了需求增长的“高速列车”，成为最大受益领域之一。

国际半导体产业协会（SEMI）最新发布的《半导体设备年终预测——OEM视角》报告释放出明确信号：预计2025年全球半导体设备原始设备制造商（OEM）的半导体制造设备总销售额将达到创纪录的1330亿美元，同比增幅达13.7%。未来两年该市场将继续保持增长，2026年和2027年分别有望达到1450亿美元和1560亿美元。这一增长主要得益于AI相关投资的强力驱动，尤其在尖端逻辑电路、存储器以及先进封装技术的应用方面表现突出。

从细分领域来看，增长脉络同样清晰可见。SEMI指出，晶圆制造设备领域在2024年创下1040亿美元的销售额纪录后，预计2025年将再增长11.0%，达到1157亿美元。这一预测值较SEMI 2025年中期设备预测中的1108亿美元有所上调，反映出为支持AI计算，DRAM和高带宽内存领域的投资力度超出预期。

全球存储厂商的扩产与技术升级动作，正成为拉动半导体设备需求的核心引擎。

国内方面，根据长鑫存储招股书披露，其募集资金将重点投向三大方向：“存储器晶圆制造量产线技术升级改造项目”（拟投入75亿元）、“DRAM存储器技术升级项目”（拟投入130亿元）以及前瞻研发项目。这些项目的落地有望直接带动半导体设备市场需求增长。

国际存储龙头同样动作频频，韩国两大存储芯片企业三星与SK海力士正加速推进内存产能扩张。其中三星电子近期不仅提高了韩国本土DRAM和NAND闪存生产线的运行效率，更将资源集中于HBM等高端产品的制造。此外，该公司已于11月重启平泽第五工厂的建设工作，计划于2028年启动量产，旨在增强其在先进存储技术领域的供应能力。

与此同时，SK海力士位于清州的M15X新工厂已进入投产前的关键准备阶段，该工厂将专注于DRAM及面向AI应用的存储解决方案。据业内高层透露，SK海力士正力争在2027年之前完成龙仁半导体园区内的首座晶圆厂建设，该项目整体规模相当于六座M15X级别工厂，显示其对未来市场需求的积极布局。值得注意的是，SK海力士的DRAM月产能为50万片晶圆，即使加上M15X芯片，也只能达到55万片。相比之下，三星电子的月产能高达65万片晶圆。

SEMI数据显示，预计到2026年，韩国将重回全球芯片设备支出第二位，达到约296.6亿美元，较2025年预计的233.2亿美元增长27.2%。这一显著增幅，直观反映出在全球存储器相关需求带动下，韩国半导体领域资本支出的强劲反弹态势。

从全球半导体设备投资格局的阶段性变化来看，2025年中国台湾仍将以约261.6亿美元的投资额位居全球第二，略微领先于韩国；但到2026年，这一排名将发生逆转——韩国将重回第二位，而中国大陆仍将稳居首位，预计当年在半导体设备领域的投入将达到约392.5亿美元。

那么，随着存储市场热度攀升，核心带动了哪些半导体设备品类？

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这些半导体设备，热度飙升 

存储芯片的进化史，本质上是一部“空间争夺战”。从2D平面到3D堆叠，NAND闪存层数已突破400层大关，未来还将向1000层迈进。DRAM向垂直通道晶体管演进，HBM通过硅通孔技术实现芯片垂直互联。这种技术跃迁对半导体设备提出了颠覆性要求。

其中3D NAND扩产、DRAM技术演进对刻蚀/沉积设备拉动最强，HBM扩产则额外提升光刻、ALD、混合键合等设备需求。

3D NAND/DRAM，刻蚀、沉积设备需求激增

刻蚀设备就像半导体制造中的“精密雕刻刀”，核心作用是按预设图形，选择性去除晶圆表面不必要的材料。

与2D NAND时代刻蚀仅作为光刻配套工序不同，3D NAND制造工艺中，增加集成度的主要方法不再是缩小单层上线宽，而是增加堆叠层数。刻蚀要在氧化硅和氮化硅对的叠层结构上，加工40:1到60:1的极深孔或极深沟槽，3D NAND层数的增加要求刻蚀技术实现更高的深宽比。

以某种3D NAND技术路线为例，在150k/月假定产能下，随着堆叠层数的增加，刻蚀设备用量占比不断攀升。当3D NAND层数从32层提升到128层时，刻蚀设备使用量占比从34.9%上升到48.4%；对于不同技术节点各个刻蚀工艺刻蚀设备用量情况，对于不同堆叠层数3D NAND，CMOS驱动部分的刻蚀设备用量需求不变，Array存储结构刻蚀设备数量的变化比较明显，其中涉及的刻蚀工艺为沟道孔洞、台阶、狭缝、接触孔和清理。由于台阶刻蚀单次形成的台阶数量固定，因此设备数量需求几乎正比于堆叠层数。另一方面，随着堆叠层不断升高，待刻蚀膜厚相应增加，沟道通孔、狭缝和接触孔的刻蚀加工时间会变长甚至翻倍，单设备的WPH下降导致工艺设备数量需求增加。

SEMI预测，2026-2028年间全球存储领域设备支出将达1360亿美元，其中3D NAND相关投资占比超40%，而刻蚀设备作为核心环节，将持续享受这一波扩产红利。

DRAM也有类似的3D堆叠层数的技术路线图。这使得对刻蚀设备的需求量和性能要求呈指数级增长。

如果说刻蚀是“减法”，那薄膜沉积就是“加法”——通过在晶圆表面交替堆叠导电膜、绝缘膜等材料，为半导体器件构建基础叠层结构。3D NAND层数越多，需要的沉积步骤就越多，对沉积设备的需求自然同步爆发。比如，从24层到232层3D NAND，每层均需要经过薄膜沉积工艺步骤，催生更多的薄膜沉积设备需求。

薄膜沉积技术可以分为化学气相沉积和物理气相沉积，此外还会少量使用电镀、蒸发等其他工艺。近年来还出现了较为先进的原子层沉积，用于精细度要求较高的沉积。

其中ALD设备相比于CVD和PVD设备，可以实现高深宽比、极窄沟槽开口的优异台阶覆盖率及精确薄膜厚度控制，因此在由2D转为3D堆叠结构的NAND Flash工艺中的需求占比会增加。根据东京电子的披露，在Flash芯片产线的资本开支占比中，2D时代的薄膜沉积设备占比为18%，3D时代的占比为26%。同时，随着层数的不断增加，深宽比进一步增大，需要的ALD设备更多。HBM，光刻、ALD、键合设备需求陡增

HBM便是通过垂直堆叠多层DRAM芯片（通常4-16层），每层容量可达2-24GB，利用TSV技术形成高密度存储单元。

除刻蚀、薄膜沉积设备外，HBM对光刻设备及混合键合设备同样提出更高要求。

光刻设备需求升级核心源于DRAM制程微缩与HBM高密度互联对图形化精度的极致要求。DRAM第六代制程已规模化应用EUV光刻，三星、美光、SK海力士虽路线差异化，但均依赖EUV实现精度突破；相较于ArFi光刻，13.5nm波长的EUV可减少多重图案化依赖，为VCT架构成型提供支撑。HBM领域，TSV接口倍增（HBM4达2048个）与线路微米级间距，进一步推高EUV光刻需求优先级。

混合键合设备是HBM制造过程中的关键设备之一。现阶段HBM3/3E（8–12层）主要依赖传统微凸块技术，采用的热压键合设备以TC-NCF与TC-MUF两条路线并行发展。然而，随着堆叠层数的增加，传统TC-NCF的散热问题被逐渐放大，TC-MUF技术成为新一代HBM量产的主流技术。未来伴随着层数进一步增加以及总高受限的大前提，混合键合则被视为未来HBM进一步演进的关键。

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设备国产化，进阶之路 

伴随3D NAND、DRAM及HBM等存储芯片技术的快速迭代，刻蚀、薄膜沉积、混合键合三类核心设备的需求将持续爆发，成为推动存储产业升级的关键支撑；与此同时，清洗、离子注入、快速热处理、涂胶显影、封装检测、电镀、抛光等配套设备，也受益于晶圆厂扩产浪潮与存储市场激增态势实现需求大幅增长，共同构筑起存储芯片制造的完整设备体系。

刻蚀设备方面，主要代表厂商有中微公司、北方华创、屹唐半导体等。中微公司是刻蚀设备的领军企业，其CCP设备已实现对28纳米以上绝大部分应用的全面覆盖，并在28纳米及以下节点取得重要进展。在3D NAND芯片的高深宽比刻蚀和逻辑芯片的前端刻蚀方面，中微的技术已达到部分先进节点，被全球顶级芯片制造商所采用。

北方华创的CCP设备在8英寸产线的硅刻蚀、介质刻蚀应用中已占据主导地位，在12英寸产线也成功应用于硬掩模刻蚀、铝垫刻蚀等关键非核心步骤。

屹唐半导体前身为美国应用材料公司旗下的半导体湿法设备业务部门，2015年通过国产化收购重组成立，目前已形成刻蚀、薄膜沉积、快速热处理等三大类核心设备产品线。

薄膜沉积设备方面，涌现了北方华创、拓荆科技、中微公司、微导纳米等一批薄膜沉积设备制造商。拓荆科技深耕薄膜沉积设备领域，形成了以PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD及Flowable CVD等薄膜设备系列产品，在集成电路逻辑芯片、存储芯片制造等领域得到广泛应用，客户覆盖中芯国际、华虹集团等厂商。

中微公司早在2023年就有薄膜设备运抵客户，主要为CVD/HAR/ALD W钨设备，TiN/TiAI/TaN ALD设备。2025年Q3财报显示，中微公司为先进存储器件和逻辑器件开发的LPCVD、ALD等多款薄膜设备已经顺利进入市场。

北方华创是国内PVD龙头，稀缺性较强，且在LPCVD、APCVD、ALD领域也有所布局。微导纳米依靠ALD设备起家，是国内首家成功将量产型High-k ALD应用于28nm节点集成电路制造前道生产线的国产设备公司。盛美上海以清洗设备起家，正逐渐往平台型设备公司拓展，目前在清洗、电镀、Track、抛光、薄膜沉积等领域均有产品推出。

键合设备方面，国内厂商在混合键合领域取得明显进展。

青禾晶元2025年发布的全球首台独立研发C2W&W2W双模式混合键合设备SAB82CWW系列，已陆续完成交付并通过市场验证。该设备在存储器、Micro-LED显示、CMOS图像传感器、光电集成等多个领域展现了广泛的应用前景。

拓荆科技依托薄膜沉积技术积累，其开发的Dione 300系列晶圆对晶圆键合设备，可实现常温下多材料表面的高精度键合，广泛应用于3D IC、先进封装和CIS等高端领域。Dione 300 eX则应用用于W2W高精度混合键合，已发货至客户端验证。配套推出的Pollux系列芯片对晶圆键合表面预处理设备，形成“预处理+键合”的完整解决方案，在对准精度与键合强度等核心指标上接近国际一流水平。还推出了芯片对晶圆混合键合设备Pleione 300，主要应用于HBM、芯片三维集成领域，正在进行产业化验证。

迈为股份聚焦半导体泛切割、2.5D/3D先进封装，提供封装工艺整体解决方案，成功开发了晶圆混合键合、晶圆临时键合、D2W TCB键合等设备。

热压键合设备也成为CIS、3D IC封装的核心支撑，青禾晶元SAB6310已成功导入头部客户CIS产线。引线键合设备在功率半导体、LED封装领域需求稳定，奥特维、新益昌、微宸科技等厂商的设备以高性价比和稳定性能，占据国内中小封测厂主要市场。此外，临时键合/解键合、常温键合设备快速兴起，芯源微的临时键合机KS-C300-2TB及解键合机KS-S300-1DBL，专为Chiplet技术量身打造，兼容国内外主流胶材工艺，可适配60μm及以上超大膜厚涂胶需求。

在国产化浪潮与政策扶持双重驱动下，国内设备企业正逐步打破国际垄断，在不同细分领域实现从技术突破到量产应用的跨越，但高端制程领域的差距仍客观存在。