报告公司投资评级 - 买入 [3] 报告的核心观点 - 中美科技争锋，中芯国际成为“中国芯”崛起的关键，其战略地位愈发凸显 [1] - 半导体需求温和增长，先进制程穿越周期，中芯国际成熟制程和先进制程均有发展机遇 [2] - 持续重金投入CAPEX，5 - 7年再造一个更强的中芯，虽扩产引发产能过剩担忧，但前景仍被看好 [3] 相关目录总结 公司概况 - 中芯国际能提供0.35μm到14nm FinFET等多个技术节点，是中国大陆第一、全球第三的晶圆代工厂，拥有大陆稀缺的先进逻辑产线 [1] 财务数据 收入情况 |项目|2022A（百万美元）|2023A（百万美元）|2024E（百万美元）|2025E（百万美元）|2026E（百万美元）| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |晶圆|6,735.54|5,794.41|7,485.29|9,101.98|10,917.25| |其他|537.74|527.15|544.64|685.10|821.73| |合计|7,273.28|6,321.56|8,029.92|9,787.08|11,738.97|[6] 财务指标 |指标|2022A|2023A|2024E|2025E|2026E| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |营业收入（百万美元）|7273.28|6321.56|8029.92|9787.08|11738.97| |增长率（%）|33.62|-13.09|27.02|21.88|19.94| |归母净利润（百万美元）|1817.94|902.53|492.74|791.46|1142.91| |增长率（%）|6.82|-50.35|-45.40|60.62|44.41| |毛利率（%）|37.97|19.26|18.03|21.24|25.12| |每股收益（美元）|0.23|0.11|0.06|0.10|0.14| |市盈率PE|31.16|62.77|114.97|71.58|49.57| |市净率PB|2.96|2.82|2.68|2.59|2.46| |净资产收益率ROE|9.49|4.49|2.33|3.61|4.96|[7] 资产负债表 |项目|2022（百万美元）|2023（百万美元）|2024E（百万美元）|2025E（百万美元）|2026E（百万美元）| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |货币资金|7610|6395|6424|7830|9391| |应收账款|765|557|660|751|836| |存货|1911|2736|2958|3168|3371| |流动资产总计|16594|13635|14917|17655|20641| |固定资产|18856|23945|28092|31651|33773| |资产总计|43808|47787|50486|55763|60668| |短期借款|1268|1216|1794|3159|3927| |应付账款|2341|701|1082|1267|1445| |负债合计|14846|16942|18412|22472|25472| |归属于母公司股东权益|19150|20116|21107|21898|23041| |权益合计|28961|30846|32073|33291|35196|[9] 利润表 |项目|2022（百万美元）|2023（百万美元）|2024E（百万美元）|2025E（百万美元）|2026E（百万美元）| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |营业额|7273|6322|8030|9787|11739| |销售成本|4512|5104|6582|7708|8790| |销售费用|34|36|40|44|47| |管理费用|1227|1190|1345|1468|1643| |营业利润|1731|530|323|842|1591| |税前利润|2214|1187|860|1433|2241| |税后利润|2198|1125|730|1218|1905| |归属于母公司股东利润|1818|903|493|791|1143| |EPS（美元）|0.23|0.11|0.06|0.10|0.14|[9] 现金流量表 |项目|2022（百万美元）|2023（百万美元）|2024E（百万美元）|2025E（百万美元）|2026E（百万美元）| | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | |税后经营利润|1719|502|274|716|1353| |折旧与摊销|2271|2667|3270|4046|4752| |财务费用|-230|-538|-260|-275|-333| |经营性现金净流量|5348|3358|2053|4273|5515| |投资性现金净流量|-10392|-6208|-3707|-6146|-6155| |筹资性现金净流量|3614|2466|1683|3279|2202| |现金流量净额|-1429|-383|29|1406|1562|[10] 业务发展 市场需求 - 2024年中芯国际总收入80.3亿美元，同比+27%，年均产能利用率回升至85.6% [2] - 成熟制程方面，AI赋能终端创新，2025年国内家电/3C国补等刺激下，客户补库存意愿较高，消费电子等补单需求较多；若海外制裁蔓延，local for local的替代趋势利好中芯国际 [2] - 先进制程方面，AI应用多点开花，头部云厂商算力支出持续强劲，中美AI博弈底层是先进制程产能的争夺 [2] 技术能力 - 中芯国际第一代14nm FinFET已于2019年实现量产，2020年完成1.5万片FinFET产能安装目标，第二代FinFET工艺（N + 1）采用SAQP进行制程微缩，2020年进入风险量产，目前已能实现N + 2制程量产 [2] 产能扩张 - 2024年公司资本开支73.3亿美元，年末折合8英寸产能达94.8万片/月，预计2025年维持75亿美元左右的资本开支 [3] - 公司有中芯深圳、中芯京城、中芯东方、中芯西青4个12英寸28nm及以上制程的晶圆厂在建，合计产能规划34万片/月（等效8英寸产能76.5万片/月），较23年产能几乎翻倍 [3] - 2022年以来，公司在建工程中上海工厂期末账面余额增长最快，24H1达577.4亿元，部分可能是为中芯南方先进制程扩产提前采购关键设备 [3]

核心观点 - 北京大学团队研制出世界首例低功耗高性能二维环栅晶体管及逻辑单元，速度和能效同时超越硅基物理极限，成为目前全球最快、能耗最低的晶体管 [1][4] - 该技术采用新型铋基二维半导体材料（Bi₂O₂Se）及自然氧化物栅介质（Bi₂SeO₅），实现材料与架构双维度革新，有望推动芯片领域技术革新并为中国集成电路制造赢得主动 [4][9] - 团队已制作出小型逻辑单元，正为规模化量产奠定基础，同时发现该晶体管在传感、存储、计算一体化集成方面的潜力 [12] 技术突破 - **架构革新**：二维环栅晶体管采用全环绕栅极结构，接触面积增加，静电控制能力显著提升，性能超越FinFET和硅基GAAFET [5][6] - **材料优势**：铋基二维材料具有超高迁移率、原子级平整界面及高稳定性，其自然氧化物栅介质介电常数大，可降低栅控电压并减少漏电 [9][14] - **性能数据**：在相同工作条件下，该晶体管速度达国际最先进硅基芯片的1.4倍，能耗仅为其90%，且随工艺精度提升优势将进一步扩大 [9][19] 研发历程 - **偶然发现**：硒氧化铋材料源于实验误差，团队通过系统评估确认其半导体性能及工业应用潜力 [15][16] - **持续深耕**：团队自2017年起陆续在《自然》子刊发表阶段性成果，包括二维鳍式晶体管及本次环栅晶体管，形成完整技术路径 [16] - **跨学科协作**：团队整合化学、物理、电子等多学科背景，通过思想碰撞推动创新，并依托北大电子学院高精度加工平台实现器件构想 [18][21] 行业意义 - **技术代际**：二维环栅晶体管被视为"后摩尔时代"集成电路的最优解之一，其突破标志着从硅基到二维材料的跨代升级 [4][8] - **国产化路径**：铋基材料体系由我国自主开发，可依托现有加工技术实现性能超越，为避开硅基技术封锁提供"换道超车"可能 [14][19] - **应用扩展**：除逻辑芯片外，该技术还可用于高性能传感器、柔性电子器件及感存算一体化集成，拓展摩尔定律失效后的创新空间 [12][18] 团队理念 - **科研方法论**：强调从反常现象中挖掘规律，通过扎实分析将偶然发现转化为系统性突破，如鳍式结构的外延集成应用 [17] - **产业化基础**：团队注重材料制备工艺与装备研发，已实现石墨烯晶圆量产经验，正推动铋基材料稳定制备以支撑技术落地 [22] - **长期主义**：坚持"制备决定未来"理念，对标硅基发展历程，逐步攻克材料、器件到量产的各个环节 [16][22]

行业竞争格局 - 台积电、英特尔、三星和日本Rapidus正在2纳米工艺领域展开激烈竞争，台积电虽实力雄厚但面临追赶者压力[1] - 在2nm尚未量产时，行业已开始关注1纳米技术研发，显示技术迭代加速[1] 光刻技术进展 - ASML与Imec建立五年合作，专注于2nm以下工艺开发，涉及High-NA EUV等最新光刻工具[3] - 合作内容包括Twinscan NXT/EXE光刻系统、YieldStar计量方案和HMI检测工具[3] - High-NA EUV系统单台成本达3.5亿美元，新协议使Imec首次能在自有设施直接使用该技术[4][5] 台积电1nm布局 - 台积电组建1nm研发团队，计划在台湾南部建设含6条生产线的Giga-Fab超级晶圆厂[6] - 前三座厂(P1-P3)生产1.4nm芯片，后三座(P4-P6)专注1nm芯片，可能扩展至0.7nm工艺[6] - 公司计划2026年量产1.6nm工艺，比原计划提前一年，三星和英特尔预计2027年推出1.4nm工艺[7] 光掩模技术突破 - 日本DNP实现2nm EUV光掩模所需精细图案分辨率，比3nm工艺缩小20%[9][10] - 完成High-NA EUV光掩模标准评估并开始供应样品，目标2027财年量产2nm光掩模[10] - 与imec合作推进1nm光掩模技术研发，建立与传统EUV不同的制造工艺流程[10] 1nm技术路线图 - Imec公布1nm晶体管路线图，涵盖A7(0.7nm)至A2(0.2nm)节点创新设计[12] - GAA/纳米片晶体管将在2nm节点取代FinFET，CFET晶体管预计2032年问世[12][13] - 机器学习需求每6个月翻倍，需通过尺寸缩放、新材料和系统优化三方面应对[14] 制造工艺挑战 - High-NA EUV光刻机(0.55孔径)预计2026年量产，可实现单次曝光8nm分辨率[16] - 背面供电技术可提升晶体管密度和性能，但需解决散热问题[17] - 互连技术成为主要瓶颈，研究石墨烯等新材料替代铜导线[18] - 3D芯片设计EDA软件缺乏制约3D互连技术发展，正与Cadence合作开发解决方案[19]

日本政府对Rapidus的资助与质疑 - 日本政府通过内阁会议决定修法，允许投入巨资帮助半导体新创公司Rapidus [1] - Rapidus面临最大不安因素是缺乏足够客户需求，一旦生产出货量将达数亿颗但无相应客户支撑 [1] - 台积电和三星开发先进半导体时会提前与苹果、高通等大客户建立合作确保订单，而Rapidus缺乏此类合作模式 [1] Rapidus的制程战略争议 - 井上弘基认为Rapidus聚焦2纳米制程决策已"过时"，因摩尔定律放缓导致制程微缩效益递减 [2] - 建议日本将重点转向先进封装领域，这与日本企业设备及材料优势相关且资金需求较低 [2] - Rapidus应暂缓量产计划，集中资源于研发而非高风险量产阶段 [2] Rapidus的资金与经营模式问题 - Rapidus所需资金预估为5万亿日元，但民间投资仅73亿日元且后续未增加，显示民间部门不愿接手 [2] - 古贺茂明指出Rapidus工厂开工仪式到场多为设备厂商高层，实际支持有限 [2] - 建议政府应支持现有公司或有潜力新创而非从零建立新公司，可节省资金并开启新可能性 [2]

台积电与英伟达的合作关系 - 台积电与英伟达的合作始于1997年，当时英伟达面临财务困境，仅有50-60名员工，而台积电已突破10亿美元收入 [4][5] - 英伟达最初通过信件联系台积电创始人张忠谋，表达了合作意愿，并成功获得台积电支持 [3] - 英伟达的芯片不仅解决了公司财务困境，还在两三年内成为台积电前五大客户之一 [7] 台积电的技术节点发展 - 28纳米节点被台积电视为"甜蜜点"，公司决定全力投入研发 [35] - 台积电将研发预算固定在收入的8%，以持续推动技术进步 [34] - 28纳米节点恰逢智能手机时代，为公司带来巨大市场需求 [42] 台积电与苹果的合作 - 苹果首席运营官Jeff Williams通过富士康创始人郭台铭引荐，与台积电建立联系 [59][60] - 苹果最初要求台积电开发20纳米工艺，这打乱了公司原本从28纳米直接跳到16纳米的计划 [65] - 台积电最终接受了苹果一半的订单需求，并通过借款筹集资金 [73] 台积电的管理决策 - 台积电坚持不因绩效评估裁员，认为这种做法主观且损害公司长期利益 [15][17] - 公司重新雇用被前任CEO裁掉的员工，并调整组织架构 [20][21] - 台积电采用功能化组织结构而非部门化结构，以更好服务客户需求 [47][48] 台积电的商业模式优势 - 台积电坚持纯代工模式，不与客户竞争，这成为其核心竞争力 [113][114] - 公司建立了完整的生态系统，与EDA工具商、设计公司等紧密合作 [120][121] - 台积电保持旧工艺节点的生产能力，与英特尔策略形成鲜明对比 [129][130] 台积电的行业地位 - 台积电成为全球最大芯片代工厂，推动半导体产业变革 [2] - 公司在制造技术和客户信任度方面超越英特尔 [84] - 台积电的成功与ARM架构崛起密切相关，两者共同重塑半导体行业格局 [115][116]

摩尔定律的终结与AI计算的崛起 - 摩尔定律预测晶体管数量每两年翻倍的传统即将结束，晶体管已接近原子级极限，进一步缩小变得极其昂贵和复杂 [1] - AI计算能力每年提升5倍，远超摩尔定律每两年2倍的速度，主要依赖并行处理、专用硬件和算法优化 [3] - AI计算能力每六个月翻一番，得益于GPU/TPU等专用硬件和模型量化等技术进步 [6] 行业领导者与技术创新 - Nvidia开发高度专业化AI处理器，提供惊人速度和效率以满足LLM训练需求 [3] - 特斯拉Dojo超级计算机将AI训练时间从数月缩短至数周，能耗降低，专为自动驾驶技术优化 [4][5] - Google DeepMind的AlphaCode通过优化代码编写效率推动AI生成软件开发，其学习模型能动态适应现实数据 [5] 超级智能(ASI)的发展路径 - 专家预测ASI最早2027年出现，AI已具备递归式自我改进能力，可优化算法且无需人工干预 [2][5][6] - 神经架构搜索(NAS)技术使AI能自主设计神经网络，提升效率性能，是迈向超级智能的关键 [7] - OpenAI和DeepMind研究RLHF等安全措施，但AI安全性进展滞后于技术发展速度 [7][12] AI对行业的影响潜力 - 医疗领域：ASI可加速药物发现、改善诊断并开发抗衰老疗法 [9] - 经济领域：自动化重复性工作，释放人类创造力与问题解决能力 [10] - 环境领域：优化能源使用、资源管理及污染治理方案 [10] 技术变革的核心驱动力 - AI通过改变计算范式(并行处理/专用硬件)而非晶体管微缩突破性能瓶颈 [3] - 大型语言模型(如GPT-4/Gemini)推动对强大算力的需求，形成正反馈循环 [3] - 自我改进算法使AI系统能持续提升效率，加速行业向自主进化时代迈进 [5]

图 6A 和图 6B ：传统模式（应用程序和数据分散在多个微型 GPU 上）与局部模式（应用程序部分限制在各 自微型 GPU 及其本地内存中）的比较 NVIDIA 的专利设想了实现这种本地化的三个主要组件： 如果您希望可以时常见面，欢迎标星收藏哦~ 来源：内容编译自wccftech，谢谢。 NVIDIA 仍然稳坐GPU 计算领域的前沿，因此在整个 AI 领域享有无与伦比的主导地位。然而， 科技行业的领导地位需要近乎不断的创新。而 NVIDIA 似乎正在提供大量的创新，至少目前是这 样。 NVIDIA于2025年3月6日申请了一项新专利，专利号为US20250078199A1。专利中提出的"局部 模式统一内存GPU"解决了现代GPU计算中的一个重大挑战：如何在不牺牲速度的情况下构建越来 越强大的GPU。随着当今GPU的规模越来越大，通常跨越多个物理芯片，从远端内存访问数据变 得明显更慢——就像从城另一头的图书馆拿书与从你的书桌上拿书一样。 该专利设想 GPU 的离散部分在本地范围内工作以存储和访问数据并执行计算，从而减少访问远程 计算资源所固有的延迟。毋庸置疑，这项专利的物理表现将大大加快基于 GPU 的计算速 ...

EUV技术发展现状 - EUV技术已突破10nm及以下制程限制，展现出不可替代优势[1] - 英特尔、imec、美光、三星等公司近期宣布重要进展，加速EUV商用应用[1] - High NA EUV光刻机成为2025年SPIE大会讨论焦点[2] 英特尔High NA EUV应用 - 英特尔首家购买High NA EUV光刻机，每台价值3.5亿欧元[3] - 使用两台ASML High-NA Twinscan EXE:5000实现季度处理30,000片晶圆[3] - 高数值孔径机器仅需一次曝光和"个位数"处理步骤，完成传统三次曝光40步骤工作[3] - 正在测试18A制造技术，计划用于14A（1.4nm级）芯片生产[3] High NA EUV技术优势 - ASML Twinscan EXE工具单次曝光实现8nm分辨率，显著优于低NA EUV的13.5nm[4] - 高NA EUV将曝光场减少一半，需要芯片设计变更[4] - 不同芯片制造商对高NA EUV采用策略存在差异[4] imec技术突破 - imec实现单次High NA EUV曝光20nm间距金属线结构，良率达90%以上[5][6] - 测试结构（蛇形和叉形）显示随机缺陷数量较少[6] - 电子测试验证了High NA EUV光刻扫描仪及其生态系统能力[8] - 预计2025-2026年实现High NA EUV大批量生产[8] 美光EUV应用进展 - 美光首次在1γ DRAM节点采用EUV技术，推出16Gb DDR5设备[11] - 新器件功耗降低20%，位密度提高30%[11] - 1γ工艺结合EUV与多重图案化DUV技术[15] - 计划使用1γ技术制造GDDR7、LPDDR5X等产品[15] - 获得日本政府465亿日元补助，计划投资5000亿日元[16] 存储厂商竞争格局 - 三星最早将EUV应用于DRAM生产，14nm工艺采用5个EUV层[14] - SK海力士2021年将EUV应用于10nm级第四代DRAM[14] - 美光加入EUV竞争，三家存储厂商技术路线差异明显[17] - 三星和SK海力士计划2023年下半年引入High NA EUV机器[17] 三星EUV薄膜技术 - 三星决定采购日本三井化学EUV光罩薄膜，价值数十亿韩元[22] - 三井化学纳米管薄膜年产能将达5,000片[22] - 三星自主研发EUV薄膜透射率达88%，但商用需90%以上[23] - 推动EUV薄膜国产化，开发碳纳米管薄膜技术[25] 新兴光刻技术 - 瑞典AlixLabs开发原子层蚀刻间距分割技术(APS)[26] - APS可在硅片上蚀刻5nm以下特征，无需多重图案化[27] - 技术可降低成本和环境影响，beta工具将于2025年推出[27]

超新星与EUV光刻技术的联系 - 超新星爆炸与EUV光刻技术中的锡等离子体爆炸存在物理相似性，包括等离子体膨胀、冲击波传播和稀薄氢环境的作用 [1][2][3] - 锡等离子体爆炸的温度达到太阳表面温度的40倍（约200,000°C），以产生13.5纳米的EUV光 [2][8] - 使用天文观测设备（如H-α滤光片和CCD相机）研究锡爆炸冲击波，借鉴了超新星残骸的分析方法 [3][11] EUV光刻技术发展 - EUV光刻是突破芯片制程瓶颈的关键技术，需将波长缩短至13.5纳米（传统紫外光的1/30）以制造更小晶体管 [6][8] - ASML的EUV系统通过激光脉冲轰击锡液滴（每秒50,000次）产生等离子体，每年可生成近1万亿次脉冲 [9][10] - 技术挑战包括锡碎片污染（1纳米厚度即可导致设备停机）和维持稳定能量输出 [10][14] 技术突破与跨学科应用 - 泰勒-冯·诺依曼-谢多夫公式（原用于核爆炸分析）被用于计算锡爆炸能量，验证了与超新星冲击波的统一物理模型 [13][14] - 优化氢气环境参数（流速、密度）以清除锡碎片，提升EUV光源的可靠性和寿命 [11][14] - EUV光源的标准化（类似Ia型超新星的"标准烛光"）是实现芯片制造一致性的核心目标 [16] 行业影响与历史背景 - 摩尔定律的延续依赖EUV技术，晶体管数量从1971年的2,000个增至2024年的2,000亿个 [7] - 光刻技术演进：从汞灯（436纳米）到激光（193纳米），再到EUV（13.5纳米），期间采用浸没式光刻等过渡方案 [7][8] - ASML的EUV光刻机被描述为"有史以来技术最先进的工具"，推动芯片性能飞跃 [10] 跨领域科学启示 - 天文学与半导体技术的交叉创新：超新星研究为EUV光源开发提供物理模型，量子力学起源同样受益于光谱分析 [15][16] - 实验室等离子体研究与宇宙现象的类比，拓展了工程问题的解决思路 [3][16]

技术发展趋势 - 晶体管通道和软硬件次元壁持续缩小，但国家间技术壁垒扩大[5][6] - 半导体成为全球第三大交易商品，价值仅次于石油和汽车[8] - 摩尔定律面临挑战，性能提升代价高昂：英伟达Blackwell芯片速度提升5倍但功耗增加70%[9] - AI训练耗能激增：OpenAI训练GPT-4消耗50吉瓦时，全球数据中心2022年耗电460太瓦时（占全球需求2%），2026年预计翻倍[9] - 软硬件协同优化成为新趋势，苹果/谷歌/微软等用自研软件优化定制芯片[11] 地缘政治与产业格局 - 美国对华芯片出口管制升级，2022年芯片法案禁止尖端芯片及设备出口[13] - 中国半导体制造占全球产能超75%，2024年进口400亿美元设备（占全球销售额2/5）[13] - 中国企业突破技术限制：华为2023年推出7纳米芯片并攻关5纳米，利用成熟节点（28纳米及以上）制造家用设备芯片[13] - 东南亚成供应链转移受益者，马来西亚/越南/新加坡积极吸引外资建厂[15] - 日本扶持Rapidus计划2027年量产2纳米芯片，韩国通过K-CHIPS法案提供税收减免[15] - 非洲新兴市场加入竞争：2024年7月美国与肯尼亚合作推动半导体制造[15] 企业战略与市场动态 - 英伟达通过GPU与CUDA软件捆绑成为AI芯片领域最大赢家[11] - 六大科技公司（苹果/亚马逊/谷歌/微软/Meta/英伟达）2018-2023年市值占科技行业60%[11] - 台积电/三星赴美建厂获取政治保障，但晶圆厂劳动密集度低[13] - 印度2024年新建4家半导体厂及3台超级计算机，推出"生产挂钩激励"计划[15] - 欧盟目标实现绿色技术40%及全球芯片20%在本土制造[15]