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2025年技术产业的隐藏动力:半导体封装与高级材料创新引领的下一代增长引擎

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看不见的创新战场:先进封装与材料技术的崛起

2025年全球技术产业中最受关注的领域是生成式AI和电动车,但这些创新背后隐藏着更为根本的技术进步。半导体先进封装市场今年增长至450亿美元,较去年增长18.5%,而特殊化学材料市场也达到了380亿美元,增长率为15.2%。这不仅仅是零部件产业的增长,而是突破下一代技术生态系统物理极限的核心动力。

2025年技术产业的隐藏动力:半导体封装与高级材料创新引领的下一代增长引擎
Photo by DALL-E 3 on OpenAI DALL-E

尤其是韩国企业在这一领域建立了独特的竞争优势。三星电子在今年第三季度在高带宽内存(HBM)封装领域的全球市场份额达到了50%,而SK海力士也凭借HBM3E产品占据了35%的市场份额。这不仅仅是简单的内存制造,而是将AI芯片和内存整合为一个封装的先进技术成果。预计三星电子今年在先进封装领域的收入将达到约180亿美元,占其半导体总收入的28%。

这种增长的背景是AI半导体物理极限的克服需求。NVIDIA的H100 GPU包含814亿个晶体管,为了高效运作,超越传统2D封装的3D堆叠结构是必需的。台湾的台积电(TSMC)为应对这一需求,仅今年就对CoWoS(Chip-on-Wafer-on-Substrate)封装技术投资了120亿美元。该技术将内存和处理器集成在一个基板上,使数据传输速度提高40%,同时功耗降低25%。

在化学材料领域,更精细的创新正在进行。LG化学今年在电动车电池用高纯度锂化合物市场中占据了23%的全球市场份额,保持了第一的位置。特别是在镍含量超过90%的超高镍正极材料领域,其市场份额高达35%。这不仅仅是化学制造,而是纳米级别的晶体结构控制技术的成果。LG化学开发的NCMA(镍-钴-锰-铝)正极材料在提高能量密度15%的同时,大大改善了热稳定性。

在半导体制造用特殊化学物质市场中,韩国的Solbrain备受关注。该公司在今年半导体清洗用化学物质领域的全球市场份额达到了8.5%,与日本的传统强者竞争。Solbrain的核心技术是用于3纳米以下工艺的超高纯度化学物质制造,能够将杂质浓度降低到ppt(万亿分之一)级别。这是下一代AI芯片制造的必备技术,今年Solbrain相关收入同比增长45%,达到18亿美元。

市场动态的变化:供应链重组与技术主权竞争

到2025年,这一领域最大的变化是供应链的本地化和技术主权竞争。美国通过CHIPS法案向国内先进封装产业投资260亿美元,其中40%即104亿美元用于封装专用设施建设。英特尔正在俄亥俄州建设一座规模为200亿美元的先进封装设施,计划于2026年投产。该设施每年可封装10亿个AI芯片,预计将改变目前集中于亚洲的封装生产结构。

中国也在集中投资于封装领域,以提高半导体自给率。中国政府通过国家集成电路产业投资基金今年向封装领域投入了180亿美元,占半导体总投资的35%。特别是江苏长电科技(JCET)今年实现了55亿美元的收入,成为全球第三大封装企业。该公司在5G通信用RF封装和汽车用传感器封装领域展现了独特的竞争力,尤其开发了在-40°C至150°C极端温度下运行的汽车用封装技术。

日本则在努力重建其作为传统材料强国的地位。日本政府今年向“下一代半导体材料开发项目”投入了85亿美元,计划持续10年。Shin-Etsu Chemical和JSR Corporation等日本企业在极紫外(EUV)光刻胶领域仍保持80%以上的市场份额。特别是在下一代1.4nm工艺用光刻胶开发中,日本企业占据了独特的地位,这被评估为未来半导体微缩的核心技术。

韩国在这种全球竞争格局中占据了独特的位置。三星电子和SK海力士基于在存储半导体领域的压倒性优势,内化了封装技术,同时LG化学等化学企业在电池材料领域展现了全球领导力。特别是韩国基于在存储和电池这两个核心领域的技术优势,正在成为AI和电动车时代的核心供应链枢纽。今年韩国在先进材料和封装领域的出口额同比增长22%,达到680亿美元,占总出口的11%。

从技术角度来看,目前行业面临的最大挑战是突破摩尔定律的极限。随着传统的二维集成度提升达到物理极限,三维堆叠和异质材料结合成为核心技术。三星电子开发的X-Cube技术通过垂直堆叠8层内存,实现了原有容量的4倍,同时电力效率提高了30%。这种技术不仅仅是制造工艺的改进,而是需要应用新的物理学原理。

Above半导体正在顺应这一趋势,专注于Fan-Out Wafer Level Package(FOWLP)技术。该技术在晶圆级直接进行封装,目标是将尺寸减少30%,同时性能提升20%。Above半导体今年将该技术商业化,实现了12亿美元的收入,特别是在移动AP和5G通信芯片封装领域表现强劲。这表明韩国封装行业正在从存储中心扩展到多种半导体领域。

在材料领域,三星SDI在全固态电池用固体电解质开发中取得了重要进展。该公司开发的硫化物系固体电解质相比传统液体电解质,离子导电率提高了10倍,同时在-30°C下仍能保持稳定性能。三星SDI计划基于这一技术,到2027年实现全固态电池的商业化,这被认为是电动车电池市场的游戏改变者。全固态电池能够在提高能量密度40%的同时,将充电时间缩短至1/10,被评估为解决电动车普及最后障碍的技术。

未来展望与投资机会:隐藏价值的挖掘

展望到2026年,先进封装市场预计将以年均16.8%的增长率扩大,达到650亿美元。其中AI相关封装预计占40%,即260亿美元,汽车用半导体封装预计占25%,即162亿美元。特殊化学材料市场也预计将以年均13.5%的增长率增长,到2026年达到520亿美元。这种增长不仅仅是市场的扩大,更反映了技术生态系统的结构性变化。

从投资角度来看,这一领域的企业相对被低估,但拥有较高的增长潜力。以三星电子为例,其当前市盈率(PER)为12.5倍,低于全球半导体平均的18.2倍,但其先进封装部门的营业利润率为25%,远高于整体平均的15%。SK海力士也因HBM业务的快速增长,今年营业利润同比增长180%,但股价尚未完全反映这一业绩改善。

LG化学的电池材料业务占总收入的45%,提供了稳定的增长动力。特别是用于下一代锂金属电池的高纯度锂箔业务,今年实现了18亿美元的收入,同比增长65%。该产品能够将能量密度提高50%,被评估为电动航空器等下一代移动领域的必需材料。LG化学计划在这一领域到2026年实现全球市场份额40%的目标,并计划在未来三年内追加投资120亿美元。

像Solbrain这样的中小型专业企业的增长潜力也值得关注。该公司在半导体清洗用化学物质这一利基市场中,凭借独特的技术保持了高利润率,今年营业利润率达到了18%。特别是在下一代GAA(Gate-All-Around)结构半导体制造中必需的特殊蚀刻化学物质领域,其全球市场份额为25%。随着未来3纳米以下工艺的全面展开,这一领域预计将变得更加重要。

Above半导体作为封装专业企业占据了独特的位置。该公司响应无晶圆厂(设计专业)半导体企业的封装需求增长,今年收入同比增长35%。特别是在汽车用半导体封装领域,获得了AEC-Q100认证,与全球整车厂商直接交易,这为其提供了稳定的收益基础。Above半导体计划到2026年将汽车用封装收入扩大至当前的3倍,即15亿美元。

然而,这一领域的投资也存在一些风险因素。首先,技术变化速度非常快。目前的主流技术可能在2-3年内变得过时,持续的研发投资是必需的。其次,全球供应链重组带来的不确定性。随着美中技术霸权竞争加剧,现有的分工结构正在改变,这可能影响企业的商业模式。第三,高资本密集特性。先进封装和特殊材料制造需要巨额的初期投资,这对中小企业构成了进入壁垒。

尽管如此,这一领域因提供下一代技术创新的物理基础而具有巨大的长期增长潜力。AI、自动驾驶、6G通信、航空航天等所有下一代技术都依赖于这些基础技术的发展。特别是韩国企业基于在存储半导体和电池领域建立的技术优势,预计也将在这一领域展现全球领导力。未来五年内对这一领域的持续关注和投资预计将在保持韩国技术产业竞争力方面发挥关键作用。

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