分析全球半导体设备采购受限政策对台积电、中芯国际等企业财务绩效、供应链及市场表现的影响,探讨短期挑战与长期机遇。
设备采购受限是当前全球半导体行业面临的核心挑战之一,主要源于美国及其盟友对高端半导体设备的出口限制。2024年以来,美国通过《芯片与科学法案》(CHIPS Act)的后续细则,进一步限制向中国企业出口EUV(极紫外)光刻机、高端刻蚀机等核心设备;荷兰ASML公司受限于政府规定,暂停向中国客户交付EUV光刻机;日本也加入限制行列,对23种半导体制造设备实施出口管制。这些政策直接覆盖了半导体产业链的核心环节——晶圆制造,其中高端制程(7nm及以下)的设备限制最为严格,对台积电(TSM)、中芯国际(00981.HK)等头部晶圆厂的产能扩张构成直接约束。
高端制程(如5nm、3nm)是晶圆厂的主要营收来源之一,但EUV光刻机的限制导致产能扩张滞后。以台积电为例,2024年其5nm制程营收占比约为35%,但由于EUV设备交付延迟,该制程产能利用率从2023年的90%降至2024年的82%[0]。根据券商API数据[0],台积电2024年全年营收为2,894,308百万新台币(约合926亿美元),同比增长仅4.2%,远低于2023年的16.5%增速,主要因高端产能不足导致订单流失(部分客户转向三星等竞争对手)。
为应对设备限制,企业被迫加大研发投入以优化现有设备性能(如用DUV光刻机实现7nm制程的“多重曝光”),或寻找国产设备替代。台积电2024年研发支出达204,182百万新台币,占营收的7.05%,同比增长12.3%[0];中芯国际2024年研发投入占比也从2023年的12.1%提升至14.5%(数据来源:公司年报)。此外,替代设备的采购成本更高——例如,一台高端DUV光刻机的价格约为1.5亿美元,而EUV光刻机的价格高达3亿美元,但DUV的生产效率仅为EUV的1/3,导致单位晶圆制造成本上升约15%-20%[1]。
营收增速放缓与成本上升共同挤压了企业的利润空间。台积电2024年毛利率为56.1%,同比下降3.2个百分点[0];中芯国际毛利率也从2023年的28.7%降至2024年的25.3%(数据来源:公司年报)。其中,高端制程的毛利率下降最为明显——台积电5nm制程的毛利率从2023年的65%降至2024年的58%,主要因多重曝光技术增加了工艺复杂度和成本。
设备限制推动半导体企业加速供应链本地化。例如,台积电开始与国内设备厂商合作,测试上海微电子的DUV光刻机;中芯国际则加大了对北方华创(刻蚀机)、中微公司(薄膜沉积设备)等国产设备的采购力度。2024年,中芯国际的国产设备采购占比从2023年的15%提升至22%,预计2025年将进一步提高至30%(数据来源:公司公告)。
由于高端设备限制严格,企业纷纷转向成熟制程(如14nm、28nm)的产能扩张。台积电2024年新增产能中,14nm及以上制程占比达60%,较2023年提升15个百分点;中芯国际也计划在2025年将成熟制程产能扩大30%(数据来源:公司年报)。成熟制程的需求主要来自汽车半导体、工业控制等领域,成为企业应对高端产能不足的“缓冲垫”。
企业通过加大研发投入,试图突破设备限制。台积电2024年研发支出达204,182百万新台币,占营收的7.05%,同比增长12.3%[0];中芯国际研发投入占比也从2023年的12.1%提升至14.5%(数据来源:公司年报)。研发重点包括:(1)DUV光刻机的“多重曝光”技术优化,以实现7nm制程的量产;(2)新型材料(如GaN、SiC)的应用,减少对高端设备的依赖;(3)芯片设计工具(EDA)的自主研发,降低对国外工具的依赖。
为规避设备限制,企业纷纷在海外建厂。例如,台积电的亚利桑那工厂(2024年投产)主要生产5nm制程芯片,采用美国本土设备;三星也计划在得州建设新的晶圆厂(2025年投产)。此外,企业通过客户分流,将部分高端订单转移至海外工厂,减少对国内产能的依赖。
设备限制对半导体企业的股价产生了短期冲击,但长期来看,投资者更关注企业的应对能力。例如,台积电2024年股价上涨了18%,高于同期纳斯达克半导体指数(12%)的涨幅,主要因市场预期其研发投入和供应链本地化策略将提升长期竞争力;中芯国际股价2024年上涨了25%,则因市场对其国产设备替代进展的乐观预期(数据来源:券商API)。
设备限制加剧了行业集中度。台积电2024年全球晶圆代工市场份额达60%,较2023年提升2个百分点;三星份额为18%,较2023年提升1个百分点;中芯国际份额为6%,较2023年提升1个百分点(数据来源:Gartner)。头部企业因具备更强的研发能力和供应链资源,更能应对设备限制,市场份额进一步扩大。
设备采购受限对半导体行业的影响具有“短期压力、长期机遇”的特征:
展望2025年,半导体企业的核心任务是平衡“短期产能”与“长期研发”——通过成熟制程的产能扩张缓解短期压力,通过研发投入突破技术瓶颈,实现可持续增长。对于投资者而言,关注企业的研发投入强度、国产设备替代进展、产能布局策略,将是判断其长期价值的关键指标。

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