李星全：存储扩产+先进制程扩产，半导体设备ETF为什么这么强？

直播时间：

2026-1-13

直播嘉宾：

李星全 国泰基金量化投资部行业研究员

李星全：各位投资者，今天非常荣幸又有机会给大家分享关于国产半导体设备的投资机会。

其实现在大家可能会比较关心AI跟存储的问题，但是从我们自己研究来看，不管是先进制程，比如GPU放量所带来的先进制程需求扩产，还是相关的存储扩展，从当前A股的一些标的来看，半导体设备会是一个确定性较强的赛道。所以今天也是借这个机会，我们想给大家分享相关的一些内容。

不过，今天大部分内容还是会以科普为主，因为要照顾到很多之前没有深入研究过半导体设备的投资者。当然，我们也会把这一行情的基本面跟后续的一些展望给大家做一个详尽的介绍。

首先，我们从整个半导体行业的周期来看，2023年以来，半导体行业受到了AI的强力拉动。从全球半导体销售额来看，2023年至今，销售额增长非常迅猛，其中绝大部分增量都来自于GPU相关的收入。从海外市场来看，确实有很多优秀的公司走出了强劲行情，甚至缔造出了几家数万亿美元市值的全球龙头公司。

AI的强力拉动同样作用于国内半导体产业，对其成长形成强劲支撑。今天我们主要分享半导体设备相关内容，首先给大家介绍半导体行业的一些基本环节情况。

这些年除了个别特殊年份，全球半导体设备行业的市场规模基本保持稳定增长。最主要的原因很简单：随着科技发展，我们使用的消费电子产品越来越多，包括手机、电脑、平板电脑、无人机，甚至现在机器人也在逐步走进千家万户。这类消费电子终端的放量，会带动半导体器件的用量大幅增加；而半导体芯片使用量越多，对于半导体设备市场而言，也必然会呈现同步向上的趋势。

在半导体设备行业中，晶圆制造设备的占比达到90%左右。从晶圆制造设备内部来看，薄膜沉积、刻蚀和光刻这三项技术的占比相对较高，每项占比均在20%左右。

中国市场近年来成长十分迅速，大家可以参考右下角的图表。核心原因除了刚才提到的半导体芯片需求量上涨带动设备需求同步上行之外，另一个核心原因则是国内半导体产业自主可控的发展需求。因此，中国半导体设备销售额的增速显著高于全球平均水平。

数据来源：wind，semi

目前，中国半导体设备市场已占到全球的40%左右。为什么我们需要大量先进的半导体设备？这还需要从芯片制造的核心环节说起。大家可以看左边的图示，这是一个较为易懂的例子。

在光刻过程中，我们通常会在晶圆表面覆盖一层光刻胶。这层光刻胶具有特殊特性，例如被光照射后会变得易于去除。这样一来，我们就可以将所需的电路图案印制在掩膜板上。后续步骤大家可以参考右边的图示：我们会在晶圆上保留部分所需的光刻胶，之后通过刻蚀工艺在晶圆表面挖出沟道。刻蚀的方法有很多种，包括干法刻蚀和湿法刻蚀，这部分内容我们后面会详细说明。但无论采用哪种方法，核心都是在晶圆表面挖出所需的沟道。而有光刻胶覆盖的区域，光刻胶会对晶圆起到保护作用，因此这部分不会被刻蚀出沟道。通过定向刻蚀，只有我们需要制作沟道的区域会被挖出凹槽。

凹槽形成后，会在其中沉积粒子或直接填充导体，最终形成完整的电路结构。大家可以这样理解：挖沟道的过程是刻蚀，向凹槽内沉积粒子的过程是薄膜沉积，填充金属的过程则是金属化工艺等。

在完整的芯片制造流程中，光刻、刻蚀、薄膜沉积等工艺需要重复成千上万次。这里的模型旨在帮助大家理解芯片从沙子到成品的制作过程。以硅片制造为例，其核心流程并不复杂：首先对工业砂进行提纯，随后将提纯后的材料拉制成晶棒，经过打磨、抛光、切割等工序后，最终形成晶圆。

晶圆制成后，便会进入前文提到的薄膜沉积、光刻等工艺环节。什么是薄膜沉积？我们可以将其理解为芯片制造中的“加法工艺”。其工作原理是：当芯片需要具备额外的导电性等物理特性时，需在芯片的特定层沉积一层其他离子，这一过程即为薄膜沉积。

薄膜沉积的主流方法有三种，分别是CVD（化学气相沉积）、PVD（物理气相沉积）和ALD（原子层沉积）。CVD采用化学方法进行沉积，PVD则采用物理方法，ALD同样属于化学沉积方法，但其技术更为先进，能够通过高精度控制将沉积薄膜的厚度精准到原子级别，因此更适用于对薄膜沉积精度要求较高的场景。

CVD包含多种化学沉积方式，例如让芯片与特定化学溶液或气体发生反应，使粒子沉积在芯片表面。物理气相沉积（PVD）的原理则是先将目标粒子气化，再将芯片置于充满该粒子的气体腔中，使粒子自然沉积在芯片表面。无论采用哪种方式，最终目的都是将目标粒子沉积在芯片表面。

从全球市场格局来看，CVD、PVD、ALD等主流薄膜沉积设备的市场份额目前仍主要由海外厂商占据。不过，国内厂商近年来的成长速度十分迅猛。

第二个核心工艺是光刻。光刻工艺的技术壁垒极高，光刻机包含大量核心技术。我们可以了解到：第四代光刻机的波长为193纳米，其最小工艺节点可覆盖20-30纳米区间。而最先进的EUV（极紫外线）光刻机，目前仍是先进制程中的主流设备。EUV光刻机目前主要由海外龙头企业垄断，国内市场仍完全依赖进口。

从全球市场份额来看，目前光刻机市场主要由阿斯麦（ASML）、佳能和尼康三家公司主导。其中阿斯麦的市场份额超过80%，在EUV光刻机领域更是占据100%的市场份额。也就是说，全球范围内的芯片制造厂（Fab）若需EUV光刻机，只能向阿斯麦采购。该设备主要应用于先进制程。目前光刻机的国产替代率仍较低，这也将是国内半导体设备行业未来的核心成长赛道。

刻蚀工艺与薄膜沉积相对应：如果说薄膜沉积是“加法工艺”，那么刻蚀就是“减法工艺”。这一说法该如何理解？其实刻蚀工艺在古代就有类似应用。刻蚀主要分为干法刻蚀和湿法刻蚀两类。湿法刻蚀是将金属或晶圆置于特定溶液中，利用溶液的腐蚀性在晶圆表面蚀刻出所需图案，这与古代匠人制作银器等金属饰物时的蚀刻工艺有相似之处。

从目前的技术应用来看，湿法刻蚀依赖化学腐蚀作用，因此对化学溶液的腐蚀性要求较高。刻蚀工艺中有两个关键概念：各向同性与各向异性。具体来说：当我们需要刻蚀沟道时，理想状态是仅沿深度方向进行刻蚀，而非向四周扩散，否则可能破坏整体电路设计。这种仅沿特定方向刻蚀的特性就是各向异性。但湿法刻蚀采用溶液腐蚀的方式，难以精准控制刻蚀方向，随着半导体工艺不断进步，其局限性也日益凸显。因此，干法刻蚀目前已成为半导体工艺中的主流刻蚀方式。

干法刻蚀包含离子束溅射、反应离子刻蚀、等离子体刻蚀等多种方式。但无论采用哪种方式，刻蚀工艺的核心目的都是刻蚀出所需沟道。从当前市场格局来看，刻蚀设备的主流份额仍由海外公司占据，但令人欣喜的是，国内企业近年来已实现多项技术突破。目前，国内头部企业在刻蚀技术领域已形成深厚积累，并且在产线应用中获得了明确的市场份额。因此，刻蚀环节的国产替代率显著高于光刻。此外，离子注入和CMP（化学机械抛光）设备的价值量占比相对较低。离子注入的核心是溅射离子，CMP的核心则是抛光处理。

数据来源：三星官网，芯智讯，电子工程网，兴业证券研究所

根据长江证券的测算，截至2024年，半导体设备在不同细分赛道的国产替代率存在差异。其中，光刻目前仍完全依赖进口；薄膜沉积的国产替代率约20%；刻蚀的国产替代率约28%；量检测、涂胶显影等环节的国产替代率则相对较低。以上就是半导体设备产业的基本情况。

从未来成长动力来看，对于国内市场而言，GPU市场将成为拉动半导体芯片需求的核心驱动力。全球AI产业正快速发展，北美企业每年需投入数千亿元采购英伟达的GPU芯片。

国内云计算市场约占全球五分之一的份额，按理说，国内算力需求也应占到全球20%-30%的份额。因此，中国GPU市场的规模其实非常可观。

GPU的放量将带动先进制程的需求加速增长。除了GPU之外，消费电子领域也存在对先进制程的需求。例如，苹果当前的A18芯片已采用台积电的先进制程，未来苹果还计划将台积电3纳米制程进一步升级至2纳米。不过，国内高端手机芯片的制程进度目前仍落后于苹果。因此，国内消费电子领域未来也将推动手机芯片向更先进制程升级，这将进一步带动先进制程需求的加速扩张。相应地，先进制程的产能也需要进一步扩充。

另一方面，我们可以看到现在的GPU，海外如英伟达的芯片（包括其H100及当前热门的GB200），采用的都是台积电4纳米左右的制程。但对于大陆的部分GPU厂商而言，其使用的制程主要集中在7到14纳米。因此，若GPU持续放量，将带来先进制程扩产所需的额外设备需求。由此可见，先进制程当前的扩产需求较为急迫，国产设备在该赛道将迎来更多机会。当然，国内设备厂商未必能在初期就占据较大份额，但这种缓慢替代的过程，已奠定了半导体设备赛道的中长期景气基础。

另一个市场关注的焦点是存储行业的情况。存储市场分类繁多，但DRAM和NAND两大产品占据了98%至99%的市场份额，是最核心的品类。不过，这两类产品的主要市场份额仍由日韩及美国厂商占据，大陆厂商的份额相对较少。

为什么存储价格会大幅上涨？其实核心原因源于AI的虹吸效应。英伟达这类芯片中会大量使用HBM，这是因为在AI训练与推理过程中，计算的开销其实很低——芯片依靠晶体管中的器件运作即可完成计算，且计算速度极快，真正的瓶颈在于数据需要不断搬运、频繁切换，由此带来的存储与传输需求会非常大。

因此，内存性能一直限制着AI芯片的性能提升。从海外情况来看，英伟达在GPU周围配置了大量HBM，通过HBM的高速数据交换保障持续计算。在近期的CES2026上，黄仁勋宣布了一项存储池化技术，该技术通过存储池化为芯片额外增加了对NAND的需求，每张GPU大约对应16TBNAND容量，相比以往翻了三四倍，这也将推动存储需求快速扩张。

AI芯片自2023年起进入了爆发式增长阶段。2023年全球GPU出货量还相对较少，但截至2025年来看，全球GPU（包括ASIC）出货量已接近或超过1000万片，增长速度极为迅猛。GPU持续放量将带动相关存储需求，而需求增长极为迅猛，供给却未能同步快速提升，这就导致了供不应求的局面。对于美光等技术先进的海外公司，他们显然更愿意将产能投向利润率更高的HBM产品，这就导致他们在部分旧有产品上的产能快速收缩。以DDR4为例，海外产能收缩速度极快，而今年DDR4的下游领域（如消费电子、家电等）需求相对稳健，这种供需错配直接导致相关产品价格大幅上涨。

当然，不同阶段的涨价节奏存在差异，有时NAND涨势更快，有时DRAM涨幅更突出。但总体来看，去年Q4存储模组的合约价格已大幅上涨，而据TrendForce数据显示，今年Q1DRAM合约价格预计还将上涨50%至60%。

如果存储行业持续增长，从投资角度该如何布局，这是我长期思考的问题。比如，大家若想通过指数类ETF布局存储板块，难度其实很大。因为我梳理了市场上主流的半导体相关指数后发现，这类ETF的存储板块占比普遍仅10%，甚至不足20%。因此，存储行情与这类ETF虽有相关性，但ETF行情并非主要由存储行情驱动。

顺着这个思路，存储涨价的本质是产能端供不应求，需求增长的核心驱动力是全球AI技术的快速发展；而当供给端出现调整时，存储行业有望启动扩产，这将直接利好半导体设备板块。

存储产线的国产化率显著高于先进制程领域。此外，存储行业正呈现明显的3D化趋势，如图所示，存储芯片通过不断堆叠存储颗粒来增加层数，这种堆叠过程将更利好刻蚀、薄膜沉积等环节。

数据来源：智研咨询，中国海关总署，中微公司，北方华创，华经产业研究院，华金证券研究所，泛林，交银国际

网上可查的相关数据显示，尤其是NAND芯片，其层数不断增加的同时，刻蚀环节也会相应增多，因此刻蚀设备在整条产线中的价值量占比也会更高。此外，随着3D化趋势的推进，对技术的要求也在不断提高，例如，目前深宽比90:1的刻蚀技术已逐步得到应用。

因此，存储扩产将更利好国产设备，其中，国产设备在薄膜沉积、刻蚀等优势环节将显著受益，而光刻等相对弱势的环节，其重要性则相对被弱化。

此外，“两存”的上市也是市场关注的焦点。若“两存”成功上市，叠加当前存储价格超预期上涨、产能持续供不应求的态势，行业扩产预期有望进一步升温，这将为半导体设备板块带来持续催化。

刚才提到的3D化趋势，从2D到3D，存储芯片通过不断堆叠存储颗粒实现升级。由于是逐层堆叠，需要进行多次刻蚀，例如挖掘沟道，且挖掘的沟道相比以往更深。因此，刻蚀设备在存储产线中的价值量占比有望持续提升。

目前，主流厂商已基本推出300多层的3DNAND芯片，据第三方数据预测，到2030年这一数字可能会增加到1000层左右。层数的显著提升，也意味着相关环节的景气度将持续向好。

一个重要的变化是，当前由存储扩产驱动的半导体设备行情，其炒作逻辑与以往不同。以往半导体设备的炒作逻辑主要围绕自主可控进度，核心是关注国产设备在大陆市场的渗透率提升，本质是国产设备逐步挤占海外厂商在国内的市场份额。

而存储驱动的半导体设备行情逻辑完全不同，其核心驱动力来自全球AI的发展。例如，海外AIGPU持续快速出货，将进一步加剧全球存储产能的供不应求，这将推动国内存储行业加速扩产，在此过程中，相关半导体设备厂商将持续接到更多订单。

因此，当前看待半导体设备板块，不应再仅局限于自主可控这一单一视角。自主可控固然重要，但已非唯一的核心逻辑。当前半导体设备板块已如同此前的光模块、PCB等海外算力相关环节，进入了与海外算力强映射的阶段。例如，当前海外部分存储公司资本开支超预期时，国内半导体设备板块的股价也会有所反应，这种映射关系在近两个月表现得尤为明显。大家若有兴趣可对比观察，当出现相关催化因素时，国内半导体设备板块与北美主要存储及半导体设备公司的股价映射关系十分清晰。

由此可见，存储扩产为半导体设备板块带来的核心利好在于，其行情将跟随AI赛道同步发展，进入高景气成长阶段。

从布局角度来看，更推荐大家关注半导体设备ETF（159516）。该ETF涵盖了国内半导体设备及材料领域技术领先的各赛道龙头企业，持仓标的极具核心竞争力。从持仓分布来看，该ETF约63%的权重配置于设备领域，24%左右配置于半导体材料领域，这也意味着，半导体材料板块后续也有望迎来行情机会。

总体来看，半导体设备板块的核心优势在于催化逻辑明确：无论是先进制程扩产，还是存储行业扩产，最终都将利好半导体设备赛道。同时，从估值分位来看，半导体设备相关标的指数的历史估值分位低于当前主流芯片指数，性价比优势更为突出。

半导体设备ETF（159516）目前是市场上规模最大、流动性最佳的半导体设备主题ETF，投资者购买无需担忧流动性问题，因此该产品是我们的核心推荐。

事实上，国泰基金在芯片相关赛道的产品布局十分完善。例如芯片ETF（512760），涵盖了数字芯片设计、模拟芯片设计、集成电路制造、设备材料等半导体全产业链环节，堪称半导体产业“全基”。

集成电路ETF（159546）则更偏向芯片设计领域，该ETF约72%的权重配置于数字芯片设计与模拟芯片设计领域，16%左右配置于制造领域，不含设备板块，因此更聚焦于设计环节。

科创芯片ETF（589100）是近两年行情表现突出、备受市场关注的产品，其优势在于类似科创板精选半导体指数，涵盖芯片设计、设备制造等环节，且具备科创板20%涨跌幅的弹性优势。

因此，整个半导体行业都是我们重点看好并推荐的领域，后续我们也会持续更新相关产品动态。不过站在当前节点，我们更推荐半导体设备ETF（159516），其他产品的表现则需关注国产算力GPU等领域后续是否出现催化因素。