AI 全产业链细分赛道分层梳理(按上下游逻辑排序)
整体分为五层结构:最上游基础矿产 / 高纯原料 →
半导体制造耗材 / 气体 / 靶材 → 基板 & PCB 材料 → 光通信材料 & 器件 → 服务器整机元器件 / 散热 /
先进封装,全部服务 AI 算力(GPU/HBM/ 光模块 / AI 服务器 / 智算机房)。
第一层:最上游・矿产 / 稀土 / 稀有金属原料(所有材料底层源头)
1. 难熔金属资源(芯片镀膜、PCB 钻针核心)
钨金属:制造 PCB 微钻针原料;六氟化钨气体原料;传统钨靶用于芯片阻挡层
以钼代钨:行业技术迭代方向,钼靶替代部分钨靶用于先进制程 / 3D NAND,降低成本、提升溅射效率;MLCC 电极、液冷基材同步使用高纯钼
铜业:复合铜箔、PCB 铜箔、高纯铜靶、散热铜材、线缆导体全环节刚需
2. 稀土及稀土氧化物(永磁、陶瓷、光学、散热)
稀土(总品类):钕铁硼永磁,AI 服务器散热风扇、液冷泵、人形
机器人电机核心原料
氧化镝:添加进永磁材料,提升高温矫顽力,适配高算力机房高温环境电机
氧化钇、氧化锆:高端氮化铝陶瓷基板、MLCC 陶瓷介质、半导体设备耐高温陶瓷件掺杂原料,提升绝缘导热、耐刻蚀性能
3. 光芯片专用稀有金属化合物
磷化铟(InP):高速光模块 800G/1.6T/3.2T 光芯片唯一衬底,AI 多卡互联光引擎核心基材,铟、锗为上游矿产
碲化铋:半导体制冷片核心材料,GPU、光模块微型温控散热
第二层:晶圆制造核心耗材(GPU/HBM 芯片生产环节,算力芯片制造刚需)
1. 硅基芯片基底
硅材料、硅片:12 英寸大硅片,AI 逻辑芯片、
存储芯片衬底基础载体
2. 光刻配套(芯片图形化核心工艺)
光刻:
光刻胶、光刻配套化学品,先进制程 GPU/HBM 芯片图形转移必备工序
3. 电子特气(薄膜沉积、刻蚀)
六氟化钨:沉积钨金属薄膜,3D NAND/HBM 高密度布线刚需,AI 存储用量激增
氦气:刻蚀腔体冷却、晶圆检漏、芯片封装气密测试、液冷散热换热介质
4. 靶材(晶圆溅射镀膜)
靶材:钨 / 钼 / 铜 / 铝 / 钛 / ITO 高纯靶材,搭配六氟化钨、钼 / 钨金属矿产,用于芯片金属层、阻挡层、栅极镀膜;「以钼代钨」直接利好钼靶赛道
5.
第三代半导体散热基板材料(AI 高压功率器件)
氮化铝:超高导热绝缘陶瓷基板,AI 服务器 HVDC 电源、SiC/GaN 功率器件、光模块散热载板
第三层:基板 & PCB 全链条材料(芯片承载、服务器电路板)
1. 高端封装基板材料(先进封装配套)
ABF 膜(味之素堆积膜):CoWoS/HBM 先进封装基板核心介质膜,GPU 芯片底部承载核心材料
玻璃基板:先进封装玻璃中介层,替代硅中介层降低成本;CPO 光引擎无源玻璃基材
2. PCB 全产业链材料(服务器主板 / 载板 / 光模块 PCB)
电子布:超薄低介电子玻纤布,高速 PCB 基材骨架,AI 高频信号低损耗刚需
电子树脂、PCB 树脂:覆铜板、ABF 膜、PCB 油墨基础化工原料,决定高频低介性能
PCB 药水:PCB 电镀、蚀刻、表面处理湿化学品
复合铜箔:PCB 超薄导电铜箔,搭配电子布、树脂制成高速覆铜板
3. PCB 加工工具
钻针:钨金属制成,PCB 微孔加工必备,AI 高速板微孔密度大幅提升,需求放量
第四层:光通信赛道(AI 算力互联,多卡 / 机房高速传输)
保偏光纤:高速相干光模块、CPO 光引擎内部光路传输,降低信号偏振损耗
MPO、OE 光引擎:
MPO:光纤高密度连接器,AI 集群海量光模块布线接口
OE 光引擎(光电引擎 / CPO):光电共封装,GPU 直连光模块,下一代算力互联方案,上游配套磷化铟、玻璃基板、保偏光纤
第五层:服务器整机元器件 + 先进封装 + 散热 +
储能(AI 整机落地环节)
1. 先进封装
先进封装:CoWoS/2.5D/3D Chiplet/HBM 堆叠,串联硅片、ABF 基板、靶材、各类封装耗材,是高端 GPU 量产必经环节
2. 被动元器件(AI 服务器电路板标配,单机用量是传统服务器 10 倍 +)
MLCC:多层陶瓷电容,GPU、HBM、光模块稳压滤波,高端高压高容型号紧缺
电感(功率电感 / TLVR 一体电感):AI 服务器 800V HVDC 电源、主板大电流稳压,适配高频高功耗场景
超级电容:智算机房 UPS 短时储能、服务器掉电保护、边缘 AI 设备备用供电
3. 高端散热材料(AI 高功耗 GPU 核心增量赛道)
钻石散热(CVD 金刚石):热导率远超铜铝,万卡智算集群、HBM 模组高端散热终极方案,配套碲化铋半导体制冷辅助温控
独立分支:物理 AI
不属于材料 / 硬件耗材层,是AI 算力底层技术路线:区别于传统数字 AI,基于模拟物理器件、存算一体、光子计算的新型算力架构;会长期拉动磷化铟光芯片、氮化铝基板、钻石散热、先进封装全链条材料需求,是中长期增量催化主线。
各赛道上下游关联逻辑速记
矿产原料→靶材 / 特气 / 钻针:钨、钼、铜、稀土氧化物供给晶圆制造、PCB 加工
晶圆制造材料→硅片 + 光刻 + 特气 + 靶材:共同产出 GPU/HBM 算力芯片
基板 PCB 材料(ABF / 玻璃基板 / 电子布 / 树脂 / 铜箔):承载芯片,支撑先进封装与高速电路板
光通信材料(磷化铟 / 保偏光纤 / MPO/OE 光引擎):实现服务器多卡、机房间高速数据互联
元器件 + 散热 + 先进封装:芯片 + 基板 + 光模块组装为完整 AI 服务器整机
物理 AI:顶层技术变革,长期拉动全链条材料需求扩容
关键联动关系(热点主线)
以钼代钨:上游钼矿 → 钼靶材 → 晶圆先进制程、3D NAND、MLCC 电极,替代传统钨靶、六氟化钨部分应用
ABF 膜 + 复合铜箔 + 电子树脂:先进封装基板、高速 PCB 的完整材料组合
磷化铟 + 玻璃基板 + 保偏光纤 + MPO/OE 光引擎:CPO 光电封装完整光通信产业链
氮化铝 + 钻石散热 + 碲化铋:AI 芯片、光模块、SiC 功率器件全套散热材料
稀土 + 氧化镝 / 氧化钇 / 氧化锆:电机永磁 + 陶瓷基板两大应用双线受益
六氟化钨 + 钨金属:HBM 高密度布线绑定钨资源需求