应用材料：芯片制造正在进入“原子时代”

抖音热门 2025年10月11日 19:56 0 aa

本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合

人工智能计算需求没有放缓的迹象。

应用材料公司作为全球半导体设备领域的关键玩家，近期正式推出其最新研发的具有“原子级” 精度的芯片制造设备。这家长期为台积电、英特尔和三星等顶级芯片制造商提供支持的美国企业，此次新品发布背后，是对人工智能芯片需求持续增长的坚定押注 —— 在全球 AI 技术飞速迭代的当下，更强大的 AI 芯片需要更精密的制造工艺支撑，而应用材料公司的新设备正瞄准这一核心需求缺口。

芯片制造行业正站在技术复杂度飙升的关键节点。应用材料公司半导体产品集团总裁普拉布拉贾明确指出，当前芯片生产已进入前所未有的复杂时代，从材料沉积到晶体管构建，每一个环节都面临着全新的技术挑战，设备制造商必须以更快的速度迭代技术，才能跟上芯片厂商对工艺精度不断提升的要求。这种行业现状并非个例，随着AI 芯片对计算能力、能效比的要求越来越高，芯片制程不断向 2 纳米、1 纳米甚至更先进节点突破，传统制造设备的精度上限已难以满足需求，原子级控制逐渐成为先进芯片生产的核心标准。

“当你谈论原子级控制时，即使一埃的精度也很重要。你必须在芯片上的数十亿个晶体管上复制这种精度。” 拉贾在菲尼克斯举行的 SEMICON West 行业盛会上的这番话，精准道出了当前先进芯片制造的技术难点。为了让外界更直观理解 “一埃” 的精度概念，行业常用具体事物进行类比：一埃相当于十分之一纳米，一条 DNA 链的直径约为 2.5 纳米，COVID-19 病毒的直径约为 100 纳米，而一粒米的长度约为 500 万纳米 —— 如此对比下，一埃的精度要求堪称 “在微观世界中绣花”。拉贾进一步补充道，先进芯片制造如今需要在 10 纳米的间隙中沉积五到六种材料，每种材料的尺寸仅为一到两纳米，这种操作难度不仅考验设备的硬件精度，更对软件控制系统、材料兼容性等提出了极高要求。

从行业趋势来看，全球顶级芯片制造商已开启新一轮技术布局。台积电、英特尔和三星等企业计划在今年启动2 纳米芯片的量产，并同步过渡到 “全栅”（GAA）这一新型晶体管架构。GAA 架构又称纳米片技术，其核心优势在于能在极其有限的空间内构建更复杂的晶体管结构，通过优化电流控制、减少漏电等问题，将更强大的计算能力集成到每一块芯片上，这对于提升 AI 芯片的性能和能效比至关重要。与此同时，这些头部厂商还在积极探索更先进的芯片封装方法，比如通过 3D 堆叠、Chiplet（芯粒）等技术实现不同芯片功能的高效互连，而这些新技术的落地，又进一步催生了对新型制造设备的需求，形成 “技术升级 — 设备需求 — 工艺突破” 的正向循环。

在这样的行业背景下，芯片设备制造商的行业地位愈发凸显。拉贾强调，当前复杂的技术挑战使得设备厂商的作用比以往任何时候都更加重要—— 芯片制造商要实现 2 纳米制程、GAA 架构的规模化生产，离不开设备厂商提供的高精度制造工具；而新型封装技术的商业化应用，也需要设备端提供适配的解决方案。这种深度绑定的合作关系，正在重塑半导体产业链的协作模式，设备厂商不再是单纯的 “供应商”，而是提前参与到芯片厂商技术研发环节的 “合作伙伴”。

值得注意的是，尽管近期市场上存在人工智能“泡沫” 可能冷却甚至破裂的担忧，但美国领先的芯片设备制造商并未观察到行业投资放缓的迹象，尤其是在推动下一代人工智能计算芯片发展的领域。拉贾以晶圆厂建设为例说明：“人们对这个行业的信心正在增强…… 你清楚地看到，目前有 100 家晶圆厂正在建设中，我们认为（对人工智能计算的）需求不会放缓。” 这种信心并非盲目乐观，而是基于 AI 技术应用场景的持续拓展 —— 从自动驾驶、工业互联网到医疗诊断、生成式 AI，越来越多的领域开始依赖高性能 AI 芯片，而这些场景的商业化落地，需要长期、稳定的芯片产能支撑，这也为设备厂商带来了持续的市场需求。

应用材料公司企业战略与发展集团副总裁特里斯坦・R・霍尔特曼则从更长期的视角分析了行业前景。他认为，人工智能的应用领域本质上是无穷无尽的，而构建支撑 AI 技术的基础设施，包括芯片制造、算力网络等，可能需要长达 30 年的时间。“我们认为，我们正处于一个长达数十年的建设过程的早期阶段。” 霍尔特曼的观点，也反映出头部设备厂商对 AI 产业链长期价值的判断 —— 短期的市场波动不会改变 AI 技术对社会经济的深远影响，而作为产业链上游的设备环节，将在这一长期建设过程中持续受益。

具体到应用材料公司的业务表现，受对AI 芯片制造需求增长的推动，该公司所有先进领域的收入均呈现增长态势，覆盖先进封装、精密互连、尖端逻辑芯片制造以及内存芯片制造等关键板块。为进一步巩固市场优势，应用材料公司此次推出的全新先进芯片制造工具系列，重点聚焦三大核心领域：其一，业界首个集成式芯片到晶圆混合键合系统，该系统能有效提高芯片封装和先进存储器堆叠的功率效率与性能，解决传统封装方式下信号延迟、功耗过高的问题；其二，新型材料沉积系统，专门用于帮助芯片厂商构建 GAA 晶体管，通过精准控制材料沉积的厚度和均匀度，保障 GAA 架构的性能稳定性；其三，提供亚纳米成像的计量工具，可协助芯片厂商进行前沿技术研发，并提升复杂逻辑芯片、高带宽存储器芯片以及 3D 芯片堆叠的生产质量，确保每一颗芯片都符合原子级精度的制造标准。

这种技术层面的深度协作，也改变了应用材料公司与客户的合作模式。拉贾提到：“现在技术变得非常复杂，这改变了人们与芯片设备制造商的合作方式，客户现在很早就与我们合作了。” 以往，芯片厂商通常在确定技术路线后再寻找设备供应商，而如今，双方会在技术研发初期就展开对接，设备厂商根据芯片厂商的工艺需求定制解决方案，甚至参与到技术难点的攻克中，这种 “前置化” 合作不仅提高了技术落地效率，也让设备厂商与客户形成了更紧密的绑定。

从客户覆盖来看，应用材料公司的产品已服务于全球所有主要芯片制造商，包括台积电、英特尔、三星、SK 海力士、Rapidus 以及美光等，这些客户在全球半导体市场占据重要份额，其技术布局和产能扩张直接带动了应用材料公司的业绩增长。不过，受美国出口管制政策影响，应用材料公司此次推出的先进芯片制造工具将无法提供给中国客户。拉贾对此解释道：“说到中国，我认为限制是针对 14 纳米以下的工艺，这在某种程度上告诉我们，在工艺复杂的地方，我们无法与他们合作。” 他同时补充，目前全球大多数先进节点的开发工作都发生在中国以外的地区，这也使得出口管制对应用材料公司核心业务的短期影响相对有限。

根据应用材料公司最新发布的财报，该公司预计受中国出口限制影响，2026 财年营收将减少 6 亿美元。尽管存在这一外部变量，但市场对应用材料公司的长期发展仍保持信心，截至目前，该公司股价今年迄今已上涨 30% 以上。

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