杨首骏：半导体国产替代，一场不能输的十年之战

来源：首席经济学家论坛

杨首骏汇正财经首席策略师，中国首席经济学家论坛研究院高级研究员

摘要：

半导体早已超越单一产业的范畴，成为大国博弈的核心战场、现代工业体系的“粮食”，更是人工智能时代不可绕过的算力底座。过去几年，外部限制从先进制程延伸至设备、材料、EDA乃至人才，倒逼中国半导体产业从“能买就买”的效率优先逻辑，转向“必须自己做”的安全优先逻辑。我认为，国产替代已从政策叙事演变为具备真实订单与产能支撑的产业趋势。其核心驱动力源于五重逻辑：供应链安全的刚性需求、AI算力爆发带来的增量窗口、成熟制程的结构性优势、设备材料的国产化率爬坡曲线，以及资本与政策的长期协同。需要清醒认识的是，替代之路并非线性上升，先进制程的物理门槛、生态壁垒与周期波动依然严峻。未来的胜负手不在于短期突破某一节点，而在于能否在十年周期内完成“设备—材料—制造—设计—应用”的全链条闭环。

一、背景

（一）从“全球化最优解”到“安全优先解”的逻辑断裂

过去三十年，全球半导体产业建立在高度分工的基础之上：美国主导设计与EDA，欧洲把控设备与光刻，日本和韩国垄断材料与存储，中国台湾及韩国负责制造，中国大陆承接封测并逐步向制造与设计延伸。这套体系效率极高，成本极低，但存在一个致命弱点——高度依赖信任与规则稳定。

当规则本身不再稳定时，效率便让位于安全。自2019年起，针对中国半导体产业的限制逐步升级：从个别企业进入实体清单，到先进制程代工受限；从2022年起，出口管制扩展至高端GPU、先进制程设备及零部件；随后EUV光刻机长期禁运，DUV部分机型许可收紧，HBM与高带宽存储成为新的焦点。限制的范围沿着产业链向上游不断蔓延，从成品芯片延伸至制造设备、材料、软件工具乃至技术人员流动。

这一过程带来了一个残酷的认知转变：只要还存在“买得到”的选项，“自己做”就永远只是成本项而非必选项；只有当“买不到”成为现实，“自己做”才会转化为收入项。 国产替代的真正拐点，恰恰出现在外部供给被切断的那一刻。

（二）需求端的变量：AI把半导体从“周期品”变成“战略物资”

如果说供给端的限制构成了被动推力，AI带来的需求爆发则提供了主动拉力。大模型训练与推理对算力的需求呈指数级增长，而算力的物理载体正是先进制程芯片与高带宽存储。各国已将算力视为基础设施层面的竞争要素，智算中心建设纳入国家级规划。

这使得半导体的战略属性被大幅放大：它不再仅仅是手机、汽车和家电的零部件，而是决定一国在新一轮技术革命中排位的关键投入品。缺芯的代价，已经从企业停产升级为国家的产业竞争力掉队。

（三）中国的位置：短板清晰，但并非没有牌

客观审视现状，差距依然显著：先进制程量产能力受限，EUV光刻机尚未实现自主，EDA全流程工具链仍有缺口，高端光刻胶、大硅片、电子特气等材料对外依存度较高，HBM等先进存储处于追赶阶段。

但同时也要看到已有的积累：中国大陆在成熟制程（28nm及以上）的产能扩张速度居全球首位，已成为全球最大的半导体消费市场；封测环节具备国际竞争力，部分设备品类（如刻蚀、清洗、薄膜沉积、测试设备）已进入国内主流产线并实现批量交付，功率半导体、CIS、MCU等设计领域形成了一批有份额的企业。

更重要的是，成熟制程恰好是当下需求最扎实、国产替代最容易落地的区间。电动车、光伏储能、工业控制、家电、物联网以及AI推理的边缘侧，绝大多数并不需要最先进的制程。

二、五重驱动力，让替代从“叙事”变成“订单”

（一）供应链安全的刚性需求，让“国产”从备胎变成主供

这是最根本、也最不可逆的一条逻辑。对企业而言，选择供应商的决策函数已经改变。过去排序是“价格—性能—交期”，如今“供应连续性”被提到了第一位。一家晶圆厂如果关键设备或材料只依赖单一海外来源，其扩产计划就等于交到了别人手里。这种风险在董事会和国资考核层面都无法通过。

于是出现了结构性变化：国内产线开始主动为国产设备和材料提供验证机会。 而半导体行业的铁律是，一旦某款设备或材料通过验证并进入量产线，出于良率稳定性和切换成本的考虑，客户极少更换供应商。这意味着国产厂商获得的不仅是一张订单，更是一条长期的护城河。

这一逻辑的关键在于“验证窗口”。外部限制越紧，国内产线的验证意愿越强，国产设备的迭代速度越快，进而形成正向循环。这也是为什么设备与材料环节的国产化率曲线，往往在某个时点后呈现加速而非线性上升。

（二）AI算力爆发打开了一个“时间差窗口”

先进制程受限，并不意味着算力需求会消失。需求只会寻找新的路径：

一是架构与系统级创新。通过Chiplet（芯粒）、先进封装、近存计算、超节点互联等方式，用相对成熟的工艺组合出接近先进制程的系统性能。昇腾等国产算力平台走的就是这条路——以封装和互联换取制程劣势。这对国内封测、基板、高速互联环节是直接利好。

二是成熟制程承载推理侧需求。训练可能需要最先进的节点，但推理可以下沉。随着模型小型化、端侧部署普及，大量AI应用将运行在不需要极先进制程的硬件上。而这正是国内产能最具优势的区间。

三是存算瓶颈带来的替代机会。HBM受限反而加速了国内在先进封装存储、混合键合、国产DRAM路线上的投入。瓶颈所在，即是投资所在。

这个“时间差”的价值在于：它给了国产产业链一段不被最顶尖产品直接碾压的成长期。 能否抓住这段窗口，取决于产能、人才和资本的持续投入。

（三）成熟制程是中国最具确定性的主场

这一点值得单独强调，因为它被市场严重低估。全球半导体产值中，成熟制程仍占据大半。而中国在成熟制程上的优势正在从“成本优势”转化为“规模+产业链配套优势”：下游的电动车、光伏、储能、家电、工业自动化的最大产能都在中国，设计、制造、封装、终端在同一地理半径内完成，迭代速度和响应效率是海外难以复制的。

更关键的是，成熟制程产线的设备国产化率提升空间最大。先进制程产线由于良率压力，对设备稳定性要求极高，替换谨慎；而成熟制程产线容错空间更大，国产设备更容易获得导入机会。因此，设备材料厂商的业绩兑现，大概率会先在成熟制程环节出现。

此外，地缘政治也在重塑全球成熟制程格局。各国都在追求“本土产能”，但建设速度与成本差异巨大。中国凭借工程师红利、电力与基建配套以及下游需求，在成熟制程的成本曲线上处于有利位置。这意味着即便不考虑国产替代，中国成熟制程产能的全球份额也有望继续上升。

（四）设备与材料的国产化率爬坡，是最可跟踪的业绩主线

相比于“某款芯片是否突破”这种难以验证且波动极大的叙事，设备与材料的国产化率是一个可以按季度跟踪的硬指标。

其商业模式的优越性在于：

确定性：国内晶圆厂扩产规划公开，设备订单能见度高；

重复性：耗材类（光刻胶、特气、靶材、抛光液、零部件）随产能利用率持续消耗，具备类订阅属性；

壁垒：验证通过后切换成本极高，客户黏性强；

弹性：国产化率从10%提升到30%，意味着同一市场容量下的三倍空间。

当然也要看到约束：部分核心零部件（如光源、精密光学、真空泵、射频电源）仍依赖进口，设备厂商自身的上游也存在卡点；同时，单一客户集中度高会带来周期性波动风险。因此，真正值得关注的企业，是那些已经进入多家头部产线、且品类能够横向拓展的平台型公司，而非仅靠单一机型的故事型公司。

（五）资本与政策的长期协同，提供了穿越周期的耐心资本

半导体是典型的长周期、重资产、高研发投入行业，纯市场化资本往往难以承受七到十年的回报周期。这也是为什么全球主要经济体的半导体产业都离不开政府支持——美国的CHIPS Act、欧盟的Chips Act、日本和韩国的补贴，无一例外。

中国的特殊性在于三点：一是政策连续性，集成电路长期被列为战略性新兴产业，从税收优惠、大基金到科创板融资通道，形成了多层次支持体系；二是需求侧确定，庞大的下游市场为国产芯片提供了天然的试验场和首单；三是地方政府竞争，各地围绕半导体形成的产业集群，在避免重复建设的前提下，确实加速了人才与配套的聚集。

三、总结

半导体国产替代已从政策叙事转变为具备真实订单与产能支撑的产业趋势。其驱动力来自五重逻辑：外部限制将供应链安全置于效率之上，使国产从“备胎”变“主供”，验证窗口一旦打开便形成长期护城河；AI算力爆发以Chiplet、先进封装、超节点和推理侧下沉等方式，为国产链争取了宝贵的时间差；成熟制程作为中国最具确定性的主场，凭借下游配套与工程师红利，成为设备材料国产化率最先兑现的区间；设备与材料的国产化率是可季度跟踪的硬指标，具备确定性、重复性、高黏性与弹性；资本与政策的长期协同则提供了穿越周期的耐心资本。但替代之路并非线性，先进制程的物理门槛、生态壁垒、周期波动与低端过剩风险依然严峻。未来的胜负手不在于短期突破某个节点，而在于十年内完成“设备—材料—制造—设计—应用”的全链条闭环——最大的机会藏在份额曲线里，而非新闻头条里。

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