报告行业投资评级 - 行业评级为“持有”[7] 报告的核心观点 - 球形硅微粉是AI算力与先进封装的基石，在高端覆铜板和大规模集成电路封装中广泛应用[1] - 球硅在M9+ CCL时代迎来量价齐升，AI服务器、交换机、通用服务器对PCB层数增加，球硅用量提升，CCL向M8-M10升级，球硅单板用量提升，产品迭代至更高纯度/球形度，单价显著提升[2] - Low-α球硅在先进封装中不可或缺，HBM向HBM3/4演进，芯片堆叠层数增加，CoWoS封装光罩尺寸有望从3.3x提升至2029年的16x，HBM堆叠数量从12个提升至24个，带动高纯Low-α球硅需求大幅提升[3] - 预计2027年高端球硅需求超2.5万吨，国产替代进行时，高端球硅长期由日本主导，联瑞新材等国内企业逐步实现国产替代[4] 根据相关目录分别进行总结 一、球形硅微粉——AI算力与先进封装的基石 - 硅微粉是一种耐热、绝缘、低膨胀、导热好的超细颗粒材料，球形硅微粉性能最优，基于填充量高、流动性好、热膨胀系数小、介电性能优异等特点，在高端覆铜板、大规模集成电路封装用环氧塑封料中广泛应用[15][16] - 球形硅微粉的介电常数Dk为3.88（1MHz），介质损耗Df为0.0002（1MHz），线性膨胀系数为0.5*10^(-6)（1/K），热传导率为1.1（W/(m·k)）[17] - 2025年半导体封装/高频高速覆铜板在球硅下游应用中占比68%/32%[1][22] - 在环氧塑封料行业，采用球形二氧化硅后，填充量最高可达94%[19] - 在覆铜板行业，采用球形二氧化硅后，填充量最高可达60%[19] 二、球硅是M9+ CCL时代的关键材料，迎来量价齐升的发展机遇 - 球硅主要填充于覆铜板的树脂中，占树脂体系的重量比例在24-55%时对应CCL性能最佳[2][48] - AI服务器方面，GPU集群趋势下对数据处理与算力要求提高，AI主板层数由20-30层进一步向34-50层发展[28] - 18层以上高多层板2025年预计产值同比增长73%，2025-2030年预计实现22%的年复合增长率[29] - 2026年Rubin系列服务器采用无缆化互连设计，Switch Tray采用M8U等级和24层HDI板设计，Midplane与CX9/CPX导入M9，层数最高达104层[33] - 交换机方面，2025年AI后端网络中部署的大多数交换机端口速率将达到800G，到2027年将达到1.6T，到2030年将达到3.2T[37] - 25.6T交换机PCB板层数提升至约30层，51.2T交换机进一步提升至38-46层[37] - 通用服务器方面，伴随Intel、AMD等CPU架构升级，PCB板由8-12层增加至18-22层以上，CCL材料损耗要求从Mid Loss过渡到Ultra Low Loss级别[42] - PCIe从3.0的8GT/s提升至PCIe 6.0的64GT/s，链路速率在十年间增长了8倍[44] - CCL向M8-M10升级，采用低介电树脂后CTE升高，需提高无机填料填充效率，球硅单板用量及渗透率持续提升，产品由普通电子级向高端电子级升级，单价显著提升[51] - 低端角形硅微粉价格0.1-0.2万元/吨，物理法普通球形硅微粉价格1.2-1.8万元/吨，化学法M9/M10高端球硅价格15-40万元/吨，Low-α超低辐射硅微粉价格60-200万元/吨不等[52] 三、Low-α球硅是芯片的稳定剂，在先进封装中不可或缺 - 球硅在半导体封装中主要用于环氧塑封料（EMC）、底部填充胶及封装基板，在EMC中的填充率为60%-90%[3][53] - 90%以上集成电路均采用环氧塑封料作为包封材料，硅微粉是环氧塑封料最主要的填料剂，占比约为60%-90%[54] - HBM通过SiP和TSV技术将数个DRAM裸片垂直堆叠，塑封高度显著高于传统单芯片，EMC需从传统注塑饼状变为颗粒状环氧塑封料（GMC）和液态环氧塑封料（LMC）[55] - 2024年HBM全球收入规模约180亿美元，2025年收入规模预计翻番至340亿美元，2030年将达到980亿美元，2024-2030年CAGR为32.6%[59] - HBM2主要采用4Hi/8Hi堆叠，HBM3升级至8Hi/12Hi，HBM4进一步向12Hi/16Hi发展，I/O数量由1024提升至2048，单堆栈带宽突破2TB/s[63] - Low-α球硅通过精选天然高纯石英，将铀钍（U/Th）压到≤1ppb级，或者用有机硅烷化学合成从源头杜绝放射源[65] - 高端Low-α球硅SiO₂纯度≥99.99%，U/Th含量<0.3 ppb，Na⁺含量<0.5 ppm，Cl⁻含量<1.0 ppm，Fe²⁺含量<20 ppm[66] - CoWoS中介层有望从目前的3.3倍光罩尺寸扩展至2029年的14倍光罩尺寸以上，中介层面积增长4倍，支持多达24个HBM堆叠[68] - SoW路线图进一步扩展，在单个基板上实现40个以上的光罩等效尺寸和64个HBM堆叠[68] 四、预计2027年高端球硅需求超2.5万吨，国产替代进行时 - 截至2025年，全球超细硅微粉市场规模已突破47.2亿美元，出货量突破86.3万吨，电子级超细硅微粉占比超过58%，预计至2030年市场规模将攀升至89.7亿美元，年复合增长率维持在13.6%左右[73] - 2024-2025年全球高等级高速CCL（M6+）用球形硅微粉市场规模分别达到1.23/1.87亿美元，同比+86.4%/51.2%，预计到2030年市场规模有望达到近10亿美元，2025-2030年CAGR达39.8%[73] - 2025年HBM先进封装用Low-α球形硅微粉市场规模为5.8亿美元，2030年有望达到13.5亿美元，5年CAGR为18.4%[74] - 预计2027年高速CCL对应球硅需求量为1.64万吨[81] - 2025年在HBM封装用Low-α球硅市场中，HBM3/3E封装用Low-α球硅占比75%，亚微米级球硅占比45%[83] - 预计2027年高性能先进封装EMC对应高端球硅总需求为0.88万吨[85] - 日本电化/龙森/新日铁合计占据了全球球硅70%的份额，雅都玛垄断1微米以下球硅市场[4][86] - 联瑞新材是国内球硅龙头，同时掌握火焰熔融、高温氧化与液相化学制备三大工艺，新增液相法超纯球硅3600吨/年（建设期36个月），产品聚焦HBM/Chiplet先进封装及M8-M10 CCL，Low-α微米/亚微米球硅已批量导入存储封装链[4][87] - 联瑞新材2025年球硅产能约4.07万吨，2025年球硅收入6.5亿元，2025年7-8月M7+ CCL用球硅月均订单较1-6月月均销量增长130%[96] - 锦艺新材2025年高性能球硅产能5382吨，2025年电子信息功能材料收入7.82亿元[96] - 凌玮科技2025年通过收购江苏辉迈切入高端电子材料赛道，规划建设年产2万吨超细二氧化硅项目，预计2027年投产[92][96] 五、投资建议 - 需求端AI算力与先进封装已将球硅推入刚需主材层级，供给端认证周期长、化学法扩产慢，高端球硅存在供需缺口，产品有望迎来量价齐升，联瑞新材等新锐逐步实现国产替代[5] - 建议关注联瑞新材、国瓷材料、凌玮科技等[5] - 联瑞新材是国内球形硅微粉龙头，全球少数覆盖火焰熔融、高温氧化、液相制备全工艺路线厂商，M7+ CCL用球硅已具备批量生产供应能力，正推进可转债募投项目新建3600吨/年化学法球硅产线[92] - 国瓷材料已成功开发低损耗球形硅微粉并进入多家头部客户验证阶段，部分规格产品已实现小批量销售[92] - 凌玮科技传统主业稳健，2025年通过收购江苏辉迈切入高端电子材料赛道，正规划建设年产2万吨超细二氧化硅项目，预计2027年投产[92]