全球半導體裝置龍頭應用材料（Applied Materials）昨日發佈2026財年Q1財報，AI相關裝置訂單同比暴增120%，佔季度營收首次突破40%。但CEO加里·迪克森在業績會上罕見展現謹慎，稱中國市場"政策不確定性"已成為最大風險變數，公司正制定"B計畫"以應對可能的突發管制。財報顯示，Q1營收71.7億美元，同比增長28%；淨利潤18.9億美元，毛利率46.2%，均超市場預期。其中，AI晶片所需的先進封裝、HBM堆疊、GAA電晶體裝置訂單佔比從一年前的15%躍升至42%，成為增長主引擎。但迪克森在分析師問答環節多次提及"China overhang"（中國懸頂之劍）。他指出，中國區當前佔應用材料營收約32%，但"任何一夜之間的政策變化都可能讓這一數字歸零"。公司已開始將部分中國區備件庫存轉移至新加坡與馬來西亞，並培訓東南亞工程師承接原屬中國的現場服務，"目標是把對華依賴度在兩年內降至20%以下"。具體風險點在於：美國BIS可能擴大對華裝置維護服務限制，禁止應用材料工程師進入中芯國際、長江儲存等廠進行機台偵錯。迪克森透露，公司已收到"非正式問詢"，要求說明在華服務團隊規模與技術接觸範圍，"這通常是管制升級的前兆"。市場反應分化：財報發佈後股價盤後漲3%，但迪克森"中國風險"發言後回吐漲幅，最終微跌0.5%。投行摩根士丹利下調應用材料目標價5%，稱"AI增長故事已被中國折扣"。對國內晶圓廠而言，應用材料的謹慎意味著"洋裝置"維保窗口正在縮小。中芯國際內部人士告訴記者，公司2025年底已把應用材料刻蝕機維保合同從"原廠全包"改為"原廠培訓+本土團隊執行"，並加速驗證北方華創、中微公司的替代維保方案，"目標是把洋裝置'去原廠化'，那怕性能打9折，也要確保不斷產"。國產裝置商迎來契機。北方華創今日宣佈，其12英吋刻蝕機已獲中芯國際"維保替代"資格，可獨立執行應用材料機台的年度保養與腔體清洗；中微公司亦推出"CCP刻蝕機全生命周期服務"，價格比原廠低40%。分析人士指出，應用材料的"中國焦慮"折射出全球裝置巨頭的共同困境：AI需求越旺盛，對華依賴越難割捨；但政策風險越高，"脫鉤"成本越沉重。對於正在擴產的中國晶圓廠而言，2026年將是"洋裝置維保本土化"的關鍵年，誰能率先建立不依賴原廠的自主服務體系，誰就能在美國管制升級時保住產線運轉。迪克森在業績會尾聲表示："我們熱愛AI帶來的增長，但也必須為最壞情況做準備。"這句話，或許是對當下全球半導體供應鏈最精準的註腳。 (晶片行業)

中國鐵電材料研究獲重大突破，為下一代人工智慧器件奠定了全新物理基礎！中科院物理研究所的最新成果，揭開了螢石結構氧化鋯中原子級“一維帶電疇壁”的神秘面紗，論文登上了最新一期Science。團隊通過原子級成像證實，這些疇壁的寬度和厚度僅為一個晶胞大小，被限制在二維極性層內部，達到了物理尺寸的極限。該發現揭示了氧離子“自我平衡”的電荷遮蔽機制，不僅突破了傳統二維疇壁的儲存密度瓶頸，還發現了這種一維結構具備獨特的“極化-離子”耦合傳輸特性。這種特性的揭示，為建構高能效的類腦計算晶片與人工智慧器件開闢了全新的物理路徑。突破鐵電材料儲存密度極限在瞭解這項成果之前，首先瞭解一下什麼是鐵電材料。鐵電材料是指一類具有自發極化，且極化方向可由外電場翻轉的晶體材料。如果用更通俗的語言來描述，可以將鐵電材料想像成內部充滿了微小的“電學指南針”，它們並不指向地理的南北，而是指示著正負電荷分離的方向。為了維持能量最低的穩定狀態，這些“指南針”通常會成群結隊地指向同一方向，形成鐵電疇（Domain）。如果將鐵電材料比作一個魔方，那麼顏色相同的小方塊區域就是鐵電疇，而分隔不同顏色區域的介面則是疇壁。在經典的凝聚態物理理論中，正如房間的隔斷牆一樣，疇壁一直被定義為一種二維的面狀拓撲缺陷。然而，中國科學院物理研究所的研究團隊在螢石結構氧化鋯（ZrO2）中打破了這一固有認知。他們發現，受限於該材料特殊的亞晶胞層狀結構，這堵原本寬闊的二維“牆”被限制在極性層內部，物理壓縮成了原子級尺度的一維“線”。而且這些一維結構並非普通的“牆”，而是特殊的“頭對頭”（Head-to-Head）和“尾對尾”（Tail-to-Tail）帶電疇壁。所謂“頭對頭”，是指兩側的極化方向像兩列火車迎面相撞一樣匯聚；而“尾對尾”則恰好相反。在傳統認知中，這類結構因為局部聚集了大量電荷，能量極高且極不穩定，很難自然存在。但在氧化鋯中，它們卻被穩穩地壓縮在厚2.55Å（10^-10m）、寬2.7Å的空間內，在物理尺寸上已觸及單個晶胞的極限。這相當於將宏觀的牆壁極限壓縮成了一根只有頭髮絲數十萬分之一粗細的奈米線。並且，這種極度受限的一維結構並非靜止的缺陷，而是具有高度活性的功能單元。電子束誘導實驗證實，在電場驅動下，這些一維疇壁可以像滑塊一樣在晶格中獨立移動。更關鍵的是，這種移動表現為極化-離子的強耦合效應，也就是說，疇壁的位移會伴隨著氧離子的遷移。這種機制使得該材料變身為一條高效的“離子傳輸高速公路”，其室溫下的氧離子電導率甚至優於釔穩定氧化鋯（YSZ）等傳統固體電解質。這一特性為突破算力瓶頸帶來了巨大的想像空間。利用這種原子級的一維疇壁進行資料儲存，其理論密度可達每平方釐米20TB，相當於在一張郵票大小的裝置中儲存1萬部高畫質電影。這種極高的儲存密度，結合其獨特的離子傳輸特性，契合了類腦計算對高能效、多級儲存及突觸行為模擬的需求，為未來人工智慧硬體的物理實現提供了全新的賽道。亞埃級成像揭示穩定存在背後奧秘然而，要將這條“離子高速公路”真正鋪設開來，必須先解決一個橫亙在經典物理學面前的難題——從理論角度來看，這種一維帶電疇壁屬於極高能的靜電不穩定結構，巨大的去極化場本應導致其瞬間解體，根本無法維持穩定。為瞭解開這個“不可能存在”的謎題，研究團隊深入原子世界進行了探究。為此，團隊首先製備了厚度僅為5奈米的懸空薄膜，利用目前最先進的多層電子疊層成像技術（MEP）進行觀測。這項技術突破了傳統透射電鏡難以對氧等輕元素進行高襯度成像的物理瓶頸，將空間解析度提升到了約28皮（10^-12米）。這種亞埃級的成像能力使得研究人員不僅能夠清晰分辨晶格中的氧原子柱，甚至可以通過強度分析定量計算出每個原子柱中的氧含量。通過這種極限尺度的定量表徵，團隊終於揭示了讓一維疇壁“起死回生”的微觀機理，即晶格內部自發的非化學計量比電荷補償機制。簡單來說，這些高能疇壁並非獨自對抗靜電斥力，而是通過在局部引入高濃度的點缺陷作為“電荷膠水”來維持結構平衡。具體而言，在帶正電的“頭對頭”極化交界處，晶格容納了大量過量的間隙氧離子（Interstitial Oxygen）。以實驗觀測到的典型區域（CDW2）為例，每個亞晶胞中額外“擠”入的氧原子數量達到了0.771個。這意味晶格強行將過量的帶負電氧離子“塞”進了原本狹小的間隙中，利用這些額外的負電荷精準中和了疇壁聚集的正束縛電荷。反之，在帶負電的“尾對尾”交界處，晶格則表現為氧空位（Oxygen Vacancies）的聚集。資料表明該區域的氧訊號強度顯著降低，每個亞晶胞中的氧空位數量高達0.8個左右（如CDW1區域為0.851個） 。這說明晶格主動“剔除”了部分氧原子，留下了大量帶正電的空位缺陷，這些正電中心有效地遮蔽了疇壁的負束縛電荷，從而大幅降低了體系的靜電能。這種原子層面的“多退少補”機制極其精準，在僅僅幾個埃米的範圍內，氧離子的佔據率發生了劇烈的突變。正是這種高濃度的缺陷聚集，不僅遮蔽了極化產生的束縛電荷，使一維結構得以穩定存在，同時也解釋了為何該材料能成為優異的離子導體——因為那些為了維持平衡而大量富集的間隙氧和氧空位，恰恰就是可以在晶格中自由流動的電荷載體，它們將原本阻礙傳導的“牆”，徹底改造為了離子高速流通的“管”。作者簡介這項研究由北京凝聚態物理國家研究中心主導，有兩名共同一作，包括中科院物理所出站博士後、魯東大學副教授鐘海，以及中科院物理所博士生王詩雨。通訊作者則由金奎娟院士、葛琛研究員和張慶華副研究員共同擔任。金奎娟院士1995年在中國科學院物理所獲理學博士學位，師從楊國楨院士，1995年留所工作，隨後分別在美國橡樹嶺國家實驗室和田納西大學、瑞典LUND大學作從事博士後研究，2003年回所工作，2023年當選為中國科學院數理學部院士。葛琛2007年於山東大學物理學院獲得學士學位，2012年中國科學院物理研究所師從楊國楨院士和金奎娟院士碩博連讀畢業，同年留在物理所光物理實驗室任助理研究員，2018年起任博士生導師，2022年晉陞為研究員。張慶華2013年於中科院物理研究所獲得博士學位，2014-2017年在清華大學材料學院開展博士後研究，2017年5月加入中科院物理研究所，任副研究員、博士生導師。另外，還有北京凝聚態物理國家研究中心的更多人員，以及來自清華大學的研究人員也參與了該項研究。(量子位)

在全球科技博弈愈演愈烈的當下，半導體已不僅是產業問題，更成為大國戰略角力的核心戰場。近日，一位日本知名半導體材料企業高管在閉門會議上語出驚人：“中國雖宣稱突破7nm製程，但若沒有我們的光刻膠、高純氣體和關鍵化學品，整個晶片製造體系將在一周內停擺。”此言一出，彷彿要為日本在全球供應鏈中的“不可替代性”蓋上金印。然而，這番看似底氣十足的宣言，實則暴露了日本產業界一種根深蒂固的焦慮——他們害怕被取代，更害怕失去對中國這個全球最大半導體市場的控制權。不可否認，日本確實在半導體上游材料領域擁有深厚積累。從東京應化、信越化學到JSR，這些名字長期主導著高端光刻膠市場。資料顯示，截至2025年底，中國進口的ArF乾式與浸沒式光刻膠中，超過70%仍來自日本；在矽片、CMP拋光液、電子特氣等關鍵環節，日本企業的市佔率同樣居高不下。這種結構性優勢，讓部分日本企業滋生出一種“技術霸權”的幻覺——彷彿只要掐住材料閥門，就能扼住中國晶片產業的咽喉。但現實遠比想像複雜。日本的“材料霸主”地位，並非建立在絕對技術壟斷之上，而是依託於過去數十年形成的全球分工體系。而在這一體系中，中國早已不是被動接受者，而是日益重要的需求引擎與創新參與者。事實上，日本半導體材料出口對中國的依賴程度，遠超外界認知。2024年全年，日本對華半導體材料出口額佔其全球總出口的58%，部分細分品類甚至超過70%。這意味著，一旦日本真如某些政客或企業所願實施全面斷供，首當其衝受損的，將是自身企業的營收與研發循環能力。畢竟，沒有中國市場支撐，高昂的研發成本將難以為繼。更關鍵的是，中國並未坐以待斃。近年來，在“國產替代”戰略驅動下，本土材料企業正以驚人速度填補空白。南大光電的ArF光刻膠已通過中芯國際驗證並小批次供貨；安集科技的CMP拋光液在14nm及以下節點實現穩定量產；滬矽產業的300mm大矽片月產能突破30萬片，逐步替代進口；凱美特氣、金宏氣體等企業在高純氨、氟化物等電子特氣領域打破海外封鎖。這些進展或許尚未完全覆蓋最尖端的EUV材料，但在7nm及以上成熟與先進製程所需的關鍵材料上，中國已建構起“可用、可靠、可擴產”的本土供應網路。更重要的是，這種替代不是孤立的技術攻關，而是嵌入在中國龐大的製造生態、政策支援與資本投入之中的系統工程。日本高管口中的“塌陷論”，本質上是一種心理威懾，試圖用過去的供應鏈優勢嚇阻中國的自主創新步伐。但歷史早已證明，技術封鎖往往催生更強的反制動力。2019年日本對韓限供光刻膠，結果催生了韓國SK Materials的快速崛起；如今若對中國故技重施，只會加速鼎龍、晶瑞電材、彤程新材等中國企業的全球佈局。真正的產業安全，從來不是靠“卡脖子”維繫，而是靠開放合作與多元共存。日本若繼續沉溺於“材料霸權”的舊夢，忽視全球供應鏈正在向多極化、區域化重構的趨勢，終將錯失與中國共同塑造下一代半導體生態的歷史機遇。中國7nm不是終點，日本材料也不是永恆支柱。在這場沒有硝煙的科技長跑中，誰真正擁抱創新、尊重市場、敬畏合作，誰才能贏得未來。而那些妄圖以斷供為武器的人，終將發現——握刀的手，也會被刀鋒所傷。 (晶片研究室)

還記得小說《三體》裡能將鋼鐵巨輪輕鬆切割的“飛刃”嗎？最近，中國科學院山西煤化所磨劍數十年，與有關單位聯合打造出國產T1000級高性能碳纖維，這是現實中應用性能最接近“飛刃”的超強材料。這根現實版“飛刃”是如何造出來的？又將撐起那些硬核未來？T1000級高性能碳纖維是如何造出來的？這種“地表超強材料”，目前已實現量產，它每一股有12000根單絲，單絲直徑不到頭髮絲的十分之一，卻抗拉強度極高。1米長的碳纖維只有0.5克重，抗拉強度超6600兆帕，能拉動約200公斤的重物也不會斷，是鋼材料的7到8倍。記者來到碳纖維誕生地的搖籃，看到化合物在這裡聚合之後，通過干噴濕紡的工藝，形成一束原絲。這束原絲看著像生活中常見的透明膠條，但其實它包含有4000根的原絲，兩到三束擰成一股，每一股最後就形成了12000根原絲。真正的“神力”，除了誕生之初的聚合，還有用化學反應在原子層面編織出精妙的強韌網路——白色的絲束被送進氧化爐，逐漸變成黃褐色。絲束被送進1000℃至1500℃的高溫爐，分子裡的氫、氧等雜質被徹底剝離，最後只留下高純度的碳原子。純碳材料就能成為超強材料嗎？生活中最常見的石墨鉛筆芯和T1000級碳纖維，本質上都由碳原子構成，但石墨鉛筆芯一掰就碎，T1000級碳纖維成束之後卻能拉動汽車，天差地別的根源，就在我們看不見的原子“編織”方式裡。在微觀紡織過程中，碳原子首先會連接成一張極其堅固的六邊形網——石墨烯片層。這種網本身非常堅固，但如果無數張這樣的網只是簡單地堆疊在一起，就會像一摞撲克牌，輕輕一推就散開。石墨鉛筆芯就是這種微觀結構，一掰就斷。而碳纖維的“紡織”工藝，要精妙得多，它就像是用分子膠水，把每一層都不規則地、牢牢黏合在一起，再整體壓實。最終形成一個既有縱向纖維、又有橫向鎖死的超級立體網路。所以，當我們拉扯這根碳纖維時，力量會沿著數以億計的碳原子網均勻分散。如今，這種被稱為“黑色黃金”的“地表超強材料”正在走出實驗室，成為航空航天、國防軍工、新能源、高端裝備等國家戰略性產業不可或缺的“核心骨架”。這根現實版“飛刃”未來也將撐起更多國之重器的騰飛夢想！ (中國經濟網)

晶片製造行業正處於一個奇特的時期。一方面，我們正迎來有史以來規模最大的超級周期。先進的邏輯晶片、DRAM、NAND快閃記憶體，客戶需求旺盛，晶片製造商產能卻跟不上，我們可能很快就會面臨晶圓廠裝置供應不足的限制。另一方面，晶片尺寸縮小、功耗降低、成本降低等方面的技術進步速度已經大幅放緩。大量的研發投入只能帶來微小的增量。隨著成本上升而性能提升趨於平緩，尺寸縮小的空間也已接近極限，有時感覺摩爾定律已經變成了摩爾牆。好消息是，半導體行業歷來都能用實際行動證明那些唱衰者的錯誤。目前有很多創新技術正在研發中，有望在未來十年乃至更長的時間裡大放異彩。與2022年、2023年和2024年的報告一樣，本報告將重點介紹IEDM 2025的亮點，探討晶片製造的未來發展趨勢。隨著儲存器價格飆升，3D NAND 技術再次煥發活力。我們將探討 SK 海力士最新 V9 NAND 的技術和競爭力，三星如何利用鉬來改進其現有的 V9 產品，以及 SK 海力士未來可能推出的一項重大創新。在高級邏輯電路方面，我們將關注除銅以外的互連金屬，二維材料在電晶體中取代矽的潛力，以及 CFET（繼環柵技術之後的下一個重大突破）的進展。3D NAND目前，NAND快閃記憶體的微縮化至關重要，因為需求激增，但潔淨室空間不足以擴建產能。儲存器生產商只能升級現有生產線，因此其供應量受限於升級後工藝的密度。對於領先的晶圓廠而言，這指的是3xx層3D NAND工藝，其良率約為20-30 Gb/mm² 。這意味著在一片12英吋晶圓上可以生產超過30TB的儲存器（注意此處縮寫中(b)its和(B)ytes的區別）。3D NAND：海力士321層以SK海力士為例，其321層工藝的單片儲存容量比上一代238層工藝提升了44%。如果您受限於潔淨室空間，進而限制了晶圓產量，那麼每片晶圓44%的額外儲存容量無疑使升級成為明智之選。我們之前已經詳細介紹過NAND快閃記憶體的縮放方法，這裡簡單回顧一下：擴展 NAND 快閃記憶體每片晶圓的儲存容量主要有 4 個途徑。1. 邏輯縮放——每個單元儲存的位數。這需要每個單元儲存 2^n 個電壓電平。2. 垂直擴展——垂直堆疊的NAND單元數量3. 橫向縮放——二維向量上可容納的細胞大小/數量4. 架構擴展——各種提高密度和減少單元/外圍開銷的技術。請記住，NAND快閃記憶體的核心在於儘可能多地在晶圓上堆疊儲存單元。在3D NAND快閃記憶體中，這表現為垂直的圓柱體（溝道），它們緊密排列，如同森林中的樹木。導電層和絕緣層交替排列，環繞著這些溝道。每個溝道與導電層的交匯處都形成一個儲存單元。儲存單元的讀寫操作基於電荷陷阱材料中儲存的電荷，該材料層環繞著每個垂直溝道。儲存在那裡的電荷會改變電晶體的閾值電壓（即電晶體導通所需的最小電壓）。根據電晶體是否在給定的閾值電壓下導通，儲存單元的值可以讀取為 1 或 0。如今，儲存器生產商主要關注的是第二種擴展方案——垂直擴展，因為它成本最低。增加層數意味著晶圓單位面積上的儲存單元數量更多。最便宜並不意味著最容易。增加NAND快閃記憶體層數面臨諸多挑戰，因此，當一家大型公司分享其相關技術時，就顯得尤為重要。從238層的V8代到海力士321層的V9代，主要變化在於增加了一個deck和一個plug。deck是由水平堆疊的導電層和絕緣層交替組成，所有層一次性完成加工。首先沉積各層，然後進行觸點的圖案化和部分蝕刻（每個導電層都需要一個觸點來訪問由該層控制的電晶體——這就是儲存器的字線），最後蝕刻溝道孔，並用多晶矽和周圍的電荷陷阱層填充。圖中的“plug”指的就是這個填充完畢的溝道，它用來堵住孔洞。這是完成單個deck的流程。可以通過在現有deck上重複整個循環來製作更多deck。但這同樣困難，因為deck之間需要極好的對準——新的deck必須直接建構在現有deck之上——隨著數百層不完美層層疊加，晶圓會因應力累積而開始翹曲和彎曲。海力士的這篇論文大部分內容都集中在如何更好地連接deck以及如何應對近100層額外的材料。他們聲稱使用了低應力材料、改進了疊層控制，並採用了“局部強制”控制（可能是背面應力控制膜）。隨著單層結構中層數的增加，蝕刻和其他加工步驟的難度也隨之增加。海力士的極限似乎在120層左右。要蝕刻出縱橫比約為1:100的筆直均勻的圓柱體，溝道蝕刻非常困難。這需要使用高縱橫比蝕刻裝置，目前採用的是低溫蝕刻技術。Lam公司過去一直佔據著這一領域的主導地位，但TEL公司正在迎頭趕上。它是NAND快閃記憶體生產中最重要、也最難製造的裝置之一。當每層刻蝕層數無法增加時，就必須增加刻蝕層數。這會增加大量的加工步驟。海力士表示，從V8到V9，總加工步驟增加了30%，蝕刻步驟增加了20%。WFE（晶圓級刻蝕）的擁躉們，別高興得太早，層數增加的幅度接近35%，也就是說，層數的增長速度比加工步驟的增長速度更快。儘管這項技術很有意思，但海力士321層V9產品的商業前景並不樂觀。其21 Gb/mm²的密度與美光276層G9相當，但美光僅需兩層即可達到相同的密度，成本要低得多。與此同時，閃迪/鎧俠即將推出的332層BiCS10採用三層結構，密度更高，TLC（密度可達29 Gb/mm²，而QLC的密度則超過37 Gb/mm² 。不過，SK海力士、美光和三星在提高WFE強度和製造三層堆疊結構的方法上應該大體相似。值得注意的是，三星直接跳過了3xx層，從V9的286層雙層結構直接跳到V10的43層三層結構。Samsung Molybdenum在IEDM展會上，三星展示了其現有V9 286層技術的改進版本。從V5版本開始，他們一直使用鎢（W：tungsten）作為字線金屬，也就是儲存單元中的柵極金屬。而此次，他們通過改用鉬（Mo：molybdenum ）實現了性能的顯著提升。與鎢相比，鉬在幾乎所有方面（化學、機械、電學）的製造都更加困難。鉬的原子層沉積（ALD）工藝尚不成熟，且易氧化，從而導致性能下降。沉積的鉬往往應力變化更大，部分原因是ALD工藝不夠成熟，這使得晶圓更容易發生翹曲甚至開裂。這些優勢值得付出努力：三星聲稱，採用鉬技術可將接觸電阻降低 40%，這對於讀取本就微弱的電流至關重要，因為電流必須流經 300 多個串聯的電池單元，而每個單元都有各自的接觸電阻。讀取時間縮短了 30% 以上，壽命測試中的故障率降低了 94%。他們並未詳細說明鉬整合過程中遇到的所有挑戰及其解決方案，但他們確實提到了原子層沉積（ALD）化學，這很有意思。他們並非直接沉積鉬，而是先生長一層氮化鉬（MoN）籽晶層，然後將其轉化為純鉬。在純鉬籽晶層上，可以生長更厚的塊狀材料，從而形成無襯墊的高品質鉬層。傳統工藝需要襯墊來防止金屬遷移和隨時間推移而劣化，但襯墊不導電且佔用空間。無襯墊工藝不僅能夠提高性能，而且在未來的工藝節點中還能進一步縮小尺寸。Lam 在 Mo 沉積工具領域佔據主導地位，從 AMAT W 工具手中奪取市場份額，並擊敗了 TEL 等公司。目前，層級縮放是擴展 3D NAND 快閃記憶體最簡便、最具成本效益的方法，但晶片製造商仍在探索上述其他方法。NAND 快閃記憶體領域最令人振奮的論文之一就探討了其中一種方法：SK 海力士展示了一種新的邏輯縮放方法。SK海力士多位點Cell/5Bits-Per-Cell前面我們討論了NAND位單元如何通過單元（bit cells ）訪問電晶體的閾值電壓來編碼資訊。不同的閾值電壓對應儲存單元的不同狀態，而閾值電壓是由電晶體溝道周圍電荷陷阱層中儲存的電荷決定的。如果一個單元有兩個不同的閾值電壓，它就可以儲存1位資訊，因為它可以被讀取為“開”或“關”。編碼2位資訊需要4個不同的閾值電壓，3位資訊需要8個閾值電壓，以此類推。常用的命名規則是：SLC（單層單元：single-level cell）表示每個單元儲存1位資訊，MLC（多層單元：multi-level cell）表示每個單元儲存2位資訊，TLC（三層單元：triple-level cell）表示每個單元儲存3位資訊，QLC（四層單元：quad-level cell）表示每個單元儲存4位資訊。這樣做的好處在於，單個儲存單元中儲存更多位元可以直接提高整體儲存容量，而無需增加晶片面積或層數。QLC 快閃記憶體如今很常見，但對於每個儲存單元 5 位元的儲存容量，甚至連一個通用的縮寫都沒有，更不用說有廠家生產這種容量的快閃記憶體了。不過，SK海力士現在另闢蹊徑。他們展示了一種巧妙的架構，用於製造每個單元儲存5位資料的NAND快閃記憶體。其核心概念是將溝道分割成兩個半圓柱體“區域”。每個區域都可以作為一個獨立的溝道，從而有效地將溝道數量翻倍。這些半圓柱體溝道的性能不如更大的完整圓柱體，因此儲存單元的數量並不會直接翻倍。但是，每個單元儲存5位資料變得容易得多。在傳統架構中，每個溝道需要儲存 32 個不同的閾值電壓 (Vt) 值才能實現 5 位/溝道 (5bpc) 的儲存。假設閾值電壓範圍總共為 1V，那麼每個 Vt 步長僅為 1/32 伏。而在這種多站點架構中，只需從每個站點讀取 6 個不同的 Vt 值，即可通過並聯讀取兩個站點，獲得 36 個不同的狀態（足以滿足 5bpc 的儲存需求，外加一些未使用的額外狀態）。此外，兩個站點佔用的空間與一個傳統溝道大致相同，因此最終得到的是 36 個易於讀取的 Vt 狀態，而不是 32 個難以讀取的狀態。當然，這其中有個問題：這種工藝製造起來非常困難（也就是成本高昂）。蝕刻高縱橫比溝道並在其中沉積多層高品質薄膜，本身就是3D NAND技術面臨的關鍵挑戰之一。這種多位點工藝需要將每個孔精確地分成兩半，在中間沉積一層壁，然後以奇特的、不對稱的新形狀沉積傳統材料。海力士已在研發環境中證明了其可行性，但目前來看，這項技術不太可能具有成本效益。下一代互聯隨著半導體節點尺寸縮小至 10 nm 以下，傳統的銅 (Cu) 互連線面臨著由“尺寸效應”引起的關鍵瓶頸，即隨著阻擋層和襯墊相對體積的增加，電阻率會急劇上升。為了應對這一挑戰，業界開始探索釕 (Ru) 作為更優的替代方案。三星“釕”三星通過釕原子層沉積 (ALD) 技術引入了晶粒取向工程（Grain Orientation Engineering），實現了具有 99% (001) 取向度的超高織構薄膜。與傳統的濺射 (PVD) 或常規 ALD 工藝相比，該方法顯著降低了晶界（grain boundaries）處的電子散射。實驗結果表明，在橫截面積僅為 300 nm² 的超細互連線中，採用取向工程技術製造的釕線電阻降低了 46%。此外，對環柵 (GAA) FET 結構的 TCAD 模擬表明，使用高織構釕 M1 線可使電阻降低 26% 。通過精心設計的“超循環”步驟，利用臭氧刻蝕去除側壁上多餘的晶核，實現完美的自下而上填充。更重要的是，沉積的釕在熱處理後發生重結晶，最終形成近乎單晶的結構。這使得垂直電流方向與低電阻的c軸完美平行，從而最大限度地提高了器件的導電性能。IMEC 16nm 釕金屬根據Imec公佈的路線圖，存在兩個關鍵的轉折點：A14 到 A10 節點：這標誌著從銅到釕的過渡，至少從 M0 層開始，因為在極小的尺寸下，釕的電阻率敏感性低於銅。A7 節點：在此節點引入了 18 奈米或 16 奈米的間距。一旦達到 16 奈米間距，它可能代表了單次曝光、高數值孔徑 (High-NA) EUV 光刻技術所能達到的實際極限。為什麼需要全自對準通孔？在 16 奈米間距下，通孔的關鍵尺寸 (CD) 約為 8 奈米，間距也為 8 奈米。如此小的尺寸帶來了巨大的挑戰：氣隙保護：為了最佳化RC延遲，釕互連通常需要氣隙結構。如果過孔開口過大，可能會意外破壞下方的氣隙，導致互連失效。可靠性：自對準可以顯著提高 TDDB（時間相關介質擊穿）壽命。整個工藝流程如下：首先，採用低數值孔徑（NA）極紫外（EUV）光刻技術對堆疊層和光刻膠進行圖案化。然後，通過干法和濕法刻蝕相結合的方式將圖案轉移到矽層上。接著，沉積間隔層並進行回蝕，以實現雙重圖案化。之後，進行化學機械拋光（CMP）以平整表面，最後選擇性地去除氮化矽（SiN）層。雙層金屬工藝：M1 形成：釕蝕刻後，通過 CMP 填充和平坦化氧化物，選擇性地停止在 SiN 層上。通孔開口：沉積 5 nm 厚的 TiN 硬掩模，進行光刻，然後先蝕刻 TiN，再選擇性蝕刻 SiN 以形成通孔。自對準：結合溫和氧化和濕法清洗去除溝槽底部，形成完美的自對準通孔。隨後，沉積約 15 nm 的 CVD 釕層，並進行 M2 圖案化。二維材料二維過渡金屬二硫化物（TMD：transition metal dichalcogenides）在邏輯器件討論中不斷湧現，原因與矽器件在柵極長度推進到10奈米以下時持續遭受性能瓶頸的原因相同。一旦溝道和靜電效應被限制在超薄結構中，關態漏電流就不再是設計上的小麻煩，而變成了一道物理壁壘，其主要驅動力是源漏直接隧穿。TMD仍然是控制漏電流的少數可行方案之一，因為更大的帶隙和更高的有效質量能夠抑制隧穿效應。這一點至關重要，因為傳統矽場效應電晶體（FET）在極短柵極長度下開始出現嚴重的漏電流。關鍵在於，這不再僅僅是單層物理層面的問題，而是一個製造層面的問題。首要制約因素是大規模生產：無論器件架構在紙面上看起來多麼精妙，只有當能夠在300毫米生產線上重複相同的結果時，業界才能獲得收益。許多用於獲得高品質二維薄膜的合成條件都存在嚴重的整合缺陷，例如生長溫度可能超過約800°C，以及與前驅體和化學成分相關的更廣泛的環境和安全問題。因此，近期切實可行的方案越來越強調在相對較低的溫度下進行轉移整合，IMEC今年推出的300毫米相容干法轉移技術被認為是一種減少空洞形成並提高轉移後均勻性的方法。與此同時，轉移技術在實際半導體製造中仍然難以規模化。在300毫米目標晶圓上直接生長仍然是長期目標，而不是可有可無的附加功能。一旦接受了近期的挑戰在於整合，那麼下一個挑戰將更加嚴峻：接觸。為了滿足工業要求，器件性能必須得到提升，而接觸電阻一直是關注的焦點，因為它決定了器件是否受接觸限制。大量先前的研究報告指出，在特定的接觸方案下，MoS₂的 n 型接觸電阻很低，但需要注意的是，這些結果通常是在高 VGS 和 VDS 電壓下獲得的，而這並非產品實際應用的關鍵偏置電壓範圍。相關的目標工作電壓範圍是低電壓工作，即 |VGS| < 1 V，|VDS| < 0.1 V，接觸電阻 Rc < 100 Ω·µm。這重新定義了目標：需要在低偏置電壓下實現高載流子濃度，這樣 Rc 才能在實際工作條件下（而不僅僅是在過驅動條件下）接近量子極限。CMOS工藝的可行性隨後便會遇到常見的非對稱性問題。p型TMD FET的性能仍然不足，通常不如n型器件，而這種差距似乎更多地與工藝缺陷和介面物理有關，而非僅僅是研發投入不足。實際上，由於工藝過程中引入的缺陷，p型器件的行為可能會向n型偏移，從而降低空穴注入效率並導致p型Rc升高。先前的研究反覆指出費米能級釘扎（Fermi-level pinning）是其核心機制，釘扎傾向於將費米能級錨定（Fermi level closer ）在更靠近導帶邊緣而非價帶邊緣的位置。這會增加p型器件的有效肖特基勢壘高度，從而阻礙空穴注入。其他研究則強調金屬-TMD介面處的介面偶極子是造成不必要的勢壘偏移的另一個來源，進一步抑制了p型注入。由此可見，高p型Rc仍然是首要瓶頸，p型器件的工程技術必須迎頭趕上，“採用TMD的CMOS”才能真正成為現實。即使解決了接觸和極性對稱性問題，下一個制約因素並非某個單一器件的指標，而是薄膜質量和層控制所導致的變異性。轉移和製造過程中產生的損傷依然存在：低轉移良率和結構損傷（例如堆垛層錯、空位和其他晶體缺陷）經常在加工過程中引入。層數又增加了一個變異性維度。隨著層數的增加，帶隙通常會變窄，並且常常從直接帶隙（單層）轉變為間接帶隙（多層），這會顯著改變其電學特性。多層膜在製造過程中可以具有更高的機械強度，並且多條傳輸路徑可以降低對局部缺陷的敏感性。因此，多層膜看起來像是一種務實的工程折衷方案。然而，問題在於控制雙層、三層或更厚的過渡金屬二硫化物（TMD）的生長仍然很困難，常常會產生單層/多層混合區域和堆垛順序錯誤，即使平均器件看起來不錯，這些錯誤也會擴大器件的性能分佈。今年，在環柵（GAA）奈米片電晶體的背景下，TMDs 的微縮優勢得到了更明確的闡述。如果想要將亞閾值擺幅維持在 70 mV/dec 以下，將物理柵極長度縮小到約 10 nm 以下，就必須將溝道厚度控制在遠小於 5 nm 的範圍內。如果無法降低亞閾值擺幅，要麼接受過大的關態漏電流，要麼提高工作電壓。這正是矽器件面臨的最具體問題：在 10 nm 以下的工藝尺寸下，傳統的矽場效應電晶體（Si FET）由於源漏隧穿效應的增強，關態漏電流會急劇上升。TMDs 的作用在於通過帶隙和有效質量來抑制這種隧穿效應，從而在相同的幾何結構下保持較低的關態電流。閾值控制和摻雜成為下一個技術突破的瓶頸，因為矽基技術無法直接移植到二維過渡金屬二硫化物（TMD）器件上。目前，邏輯行業尚無實用可靠的替代摻雜技術能夠達到“可製造”的水平，這很可能是由於摻雜劑的摻入率和穩定性較差所致。離子注入是矽基器件的常用技術，但它會嚴重損傷二維材料，並引入缺陷，從而降低器件的遷移率和壽命。在這種情況下，許多研究更加側重於功函數工程和介面物理：精心選擇n型和p型器件的接觸金屬，通過金屬-TMD介面處的費米能級解釘扎來調節閾值電壓（Vt），以及利用柵極介質的電荷轉移效應而非傳統的摻雜方法。2022年台積電（TSMC）發佈的GAA單層MoS₂n型場效應電晶體（FET）就是一個清晰的架構方向訊號，它被視為TMD奈米片概念可以實現的證據，至少在n型器件方面是如此。在台積電2025年發佈的關於二維場效應電晶體（2D FET）的IEDM研究中，提升p型器件性能的關鍵在於在二維溝道和高介電常數柵極介質之間插入中間層（IL），以降低遮蔽效應和遠端聲子散射的影響，否則這些影響會降低器件的遷移率和穩定性。研究結果圍繞等效氧化層厚度（EOT）的縮小和中間層的選擇展開：在恆定過驅動電壓（Vov = 0.7 V）下，將EOT從約2 nm縮小到約1 nm可以增強靜電效應，使導通電流（ION）提高約2-3倍，並將遲滯降低約30-40%。然而，亞閾值擺幅（SS）的改善幅度有限，仍然遠低於矽器件約60 mV/dec的基準值，二維器件的SS值仍然在約1xx mV/dec的範圍內，這意味著剩餘的限制因素不僅在於柵極控制，還在於覆蓋層結構以及二維溝道/介面本身的質量。在離子液體化學方面，基於氧的離子液體會降低離子阱的效率，這主要歸因於製備過程中引入的較高表面粗糙度導致亞閾值擺幅（SS）惡化，因此他們轉向氮基離子液體作為主要的最佳化途徑；通過增加表面預處理以抑制缺陷驅動的性能退化，隨著處理強度的增加，亞閾值擺幅和滯後效應均持續單調改善。最終結果表明，單層WSe₂中的空穴遷移率可以超過100 cm²/V·s，這表明離子液體工程結合嚴格的表面處理是縮小p型能隙的可靠途徑。此時，接觸幾何形狀不再是次要細節，因為它決定了能否大規模重複建構“良好接觸”方案。最佳接觸幾何形狀仍存在爭議，純粹的頂接觸或純粹的邊緣接觸結構在生產中難以穩定實現。一些研究提出C型接觸、混合型或組合型拓撲結構作為可製造的途徑，第一性原理計算表明，類似C型接觸的結構（包括非范德華夾層接觸）具有更優的性能。發展方向很明確：業界正趨向於以可製造性為導向的折衷方案，理論理想不再那麼重要，能夠克服工藝偏差並提供可接受的電阻率的幾何形狀才是關鍵。最後，二維過渡金屬二硫化物（TMD）的研發速度受限於物理建模的成熟度，這雖然並非最引人注目，但卻是二維器件能否從實驗室走向產品化的關鍵制約因素之一。我們需要計算成本低廉且更具預測性的模擬方法。目前主要有兩種方法：基於TCAD的器件模擬和第一性原理計算。TCAD在矽材料領域應用廣泛，但專用於二維器件的TCAD模型將變得至關重要。然而，目前這些模型仍受限於缺乏定義明確、基於物理原理的TMD物理、化學和輸運性質參數。第一性原理方法（包括密度泛函理論，DFT）對於理解器件機理仍然具有不可估量的價值，但計算成本和原子級系統尺寸的限制使其難以應用於實際器件和變異性研究。高效的、基於物理的工具鏈能夠連接這兩個領域，並非可有可無的基礎設施，而是加快迭代速度的先決條件。總的來說，今年重點介紹的二維場效應電晶體（2D FET）成果與其說是對新材料的慶祝，不如說是一份清單，列出了在二維邏輯電路真正發揮作用之前，那些方面必須變得枯燥乏味且可重複。晶圓級整合路徑和轉移縮放的硬性限制；低偏置接觸電阻目標更像是產品本身的限制，而非實驗室偏置點；P型器件性能是主要瓶頸，受釘扎效應和介面效應驅動，而非輕微滯後；層控制和缺陷損傷等可變性問題，即使總體曲線看起來令人印象深刻，也會主導器件分佈。儘管縮放的重點仍然是堆疊的GAA奈米片和隧道效應抑制，但這些研究也隱含地承認閾值電壓（Vt）控制和摻雜技術尚不成熟，需要基於介面和介電層的策略。接觸幾何形狀的實用性和建模工具鏈是未來取得可靠進展的基礎。下一個重要的里程碑並非是又一條創紀錄的轉移曲線。這是一個晶圓級、低偏差、具有統計可信度的演示，其中整合、接觸、極性對稱性和變異性都朝著正確的方向發展。 (半導體行業觀察)

六大新興支柱產業全國工業和資訊化工作會議近日召開，部署了2026年十個方面的重點工作。會議釋放的最強訊號，莫過於明確提出將重點打造積體電路、新型顯示、新材料、航空航天、低空經濟、生物醫藥六大新興產業，並將其提升至“支柱產業”的戰略高度，同時啟動建立首批國家新興產業發展示範基地。這不是一次常規的年度工作部署，而是在全球經濟格局深度重塑、新一輪科技革命和產業變革加速演進的時代背景下，中國作為世界第二大經濟體，為實現高品質發展、掌握未來競爭主動權而進行的深思熟慮的戰略佈局。將這六大產業從“戰略性新興產業”的廣泛籃子中精選出來，並冠以“支柱”之名，意味著國家資源將以前所未有的力度向其傾斜，政策工具箱將為其“量身定製”，產業生態的建構將進入“快車道”。在2026年的開端，我們必須深刻理解，這六大產業為何被選中？它們各自的發展現狀、核心瓶頸與未來機遇何在？『製造前沿』本文將逐一解構這六大新興支柱產業，力圖為讀者呈現一幅2026年中國核心產業發展的全景戰略地圖。01. 積體電路戰略定位在數位化、智能化席捲全球的今天，晶片是所有資訊技術產品的“心臟”，是數字經濟的“基石”，更是大國博弈的“戰略制高點”。從智慧型手機、電腦，到汽車、工業機器人，再到航空航天和國防裝備，無一不依賴於這方寸之間的矽片。過去數年間的全球“缺芯潮”和日益加劇的地緣政治摩擦，讓“缺芯”之痛深入骨髓，也讓“自主可控”從行業呼籲上升為國家生存與發展的底線。因此，將積體電路產業打造為“支柱”，其核心目標已遠超經濟增長本身，它承載著三重戰略使命：國家安全螢幕障：確保國防、關鍵基礎設施等領域不受外部技術“卡脖子”威脅。產業鏈穩定器：為下游龐大的電子資訊製造業提供穩定、可靠的元器件供應，避免因供應鏈斷裂導致整個工業體系的系統性風險。科技創新策源地：積體電路是技術高度密集的產業，其發展能帶動材料、化學、精密製造、軟體等一系列基礎科學和工程技術的突破，是整個科技體系的“火車頭”。此次工信部會議將其列為首位 ，再次確認了其在國家工業體系中的核心地位，預示著2026年將是積體電路產業攻堅克難、加速突破的關鍵一年。產業現狀與核心挑戰經過多年的追趕，中國積體電路產業已經形成了相對完整的產業鏈佈局，在設計、製造、封測等環節均有長足進步，湧現出一批具有競爭力的企業。然而，與世界頂尖水平相比，我們仍面臨著嚴峻的挑戰，這些挑戰是2026年及未來需要集中火力攻克的堡壘：高端製造工藝的瓶頸：在先進製程（如7奈米及以下）方面，與國際領先企業仍有較大差距。核心裝置，特別是高端光刻機，是制約我們邁向產業頂端的最大障礙。關鍵裝置與材料的對外依賴：除了光刻機，在刻蝕機、離子注入機等關鍵裝置，以及光刻膠、電子特氣、大尺寸矽片等核心材料領域，國產化率依然偏低，自主供應能力亟待加強。EDA（電子設計自動化）軟體的短板：EDA軟體被譽為“晶片之母”，是晶片設計的必備工具。目前，這一市場高度集中於少數幾家歐美企業，國產EDA工具在全流程支援和性能上仍需奮力追趕。高端人才的稀缺：積體電路是知識密集型和人才密集型產業，從研發、工程到管理，都需要大量具備深厚理論基礎和豐富實踐經驗的複合型人才，人才缺口巨大。資本投入的持續性考驗：晶片產業是典型的資本密集型行業，一條先進的生產線投資動輒百億甚至千億美元，且技術迭代迅速，需要長期、穩定、巨額的資本支援。政策導向與市場機遇回顧歷史，自2014年《國家積體電路產業發展推進綱要》發佈以來，設立的國家產業投資基金（簡稱“大基金”）起到了決定性的引領作用 。大基金一期投資超千億，撬動社會資金超6500億；二期募資規模更是超過2000億元 。可以預見，在2026年，以大基金為代表的國家級基金將繼續作為產業投資的“風向標”和“主心骨”，重點投向產業鏈的薄弱環節，特別是裝置、材料、EDA等“卡脖子”領域。市場機遇方面，汽車電子、人工智慧、物聯網、資料中心等新興應用場景將為中國積體電路產業提供廣闊的“內需藍海”。尤其是在成熟製程領域，中國企業已經具備較強的競爭力，可以有效滿足大部分市場需求，形成穩固的基本盤。而在先進製程領域，每一次國產技術的突破，都意味著巨大的進口替代空間。02. 新型顯示如果說晶片是資訊世界的“大腦”，那麼顯示面板就是資訊世界與人類互動的“面孔”和“窗口”。在萬物互聯、虛實融合的時代，顯示無處不在，從手機、電視、電腦，到車載顯示、AR/VR裝置、可穿戴裝置、遠端醫療、工業控制，其應用邊界正在無限拓展。新型顯示產業的戰略地位體現在：資訊消費的入口：作為人機互動的核心介面，顯示技術的每一次革新都驅動著消費電子產品的換代和資訊消費模式的變革。數字經濟的基座：是承載元宇宙、超高畫質視訊、人工智慧等新興數字內容的關鍵硬體基礎，其產業規模和技術水平直接影響數字經濟的發展質量。產業鏈的拉動者：新型顯示產業鏈條長，上游涉及材料、裝置、元器件，下游拉動終端應用和內容創作，具有極強的產業帶動效應。中國在LCD（液晶顯示）時代通過“逆周期”投資，成功實現了從“缺芯少屏”到“顯示大國”的轉變。如今，在全球顯示技術向OLED、Micro/Mini LED等方向演進的關鍵時期，將其列為支柱產業，意在搶佔下一代顯示技術的制高點，完成從“大”到“強”的關鍵躍遷，將顯示產業打造成繼高鐵、5G之後的又一張“國家名片”。產業現狀與核心挑戰目前，中國在新型顯示領域的產業規模已位居全球首位，尤其是在LCD領域擁有絕對話語權，OLED產能也在快速追趕。產業集聚效應明顯，京東方、TCL華星等龍頭企業已躋身全球第一梯隊。然而，繁榮之下仍有隱憂：核心材料與裝置的對外依賴：與積體電路產業類似，OLED蒸鍍裝置、高精度光刻機、FMM（精細金屬掩範本）等關鍵裝置，以及OLED發光材料、偏光片中的核心膜材等上游材料，仍然主要依賴進口，成為制約產業安全和利潤水平的“阿喀琉斯之踵”。下一代技術路線的卡位競爭：在被視為終極顯示技術的Micro-LED領域，巨量轉移等核心工藝難題尚未完全攻克，全球處於技術競賽的窗口期。此外，印刷顯示、量子點顯示、雷射顯示等多種技術路線並存，存在技術路線選擇和押注的風險。盈利能力與周期性波動的挑戰：顯示面板行業是典型的資本密集型和技術密集型產業，具有強烈的周期性。在LCD領域，由於產能過剩，價格戰時有發生，企業盈利壓力較大。如何在OLED等高附加值領域提升良率、降低成本，並開拓新的應用市場，是保持產業健康發展的關鍵。市場機遇市場機遇方面，儘管傳統消費電子市場增速放緩，但新興領域的需求正蓬勃興起。有研究報告預測，在2024-2030年間，市場規模年均增長率可達11.02%-13.55%，到2030年市場規模有望達到19281.24億元。預計主要增長動力將來自：車載顯示：隨著汽車“新四化”（電動化、智能化、網聯化、共享化）的推進，汽車正從交通工具轉變為“第三生活空間”，車載螢幕的數量、尺寸、形態和功能都在經歷爆發式增長。XR（擴展現實）裝置：AR/VR/MR裝置是通向元宇宙的關鍵入口，其對高解析度、高更新頻率、低功耗的近眼顯示技術（如Micro-OLED）有著剛性需求。柔性顯示與可穿戴裝置：折疊屏手機的滲透率持續提升，以及智能手錶、手環等可穿戴裝置的普及，為柔性OLED面板提供了廣闊的市場空間。03. 新材料戰略定位新材料產業是整個製造業的“底盤”，沒有高性能的材料，就沒有高速的晶片、輕巧的飛機、高效的藥物和清晰的螢幕。將新材料提升至支柱產業的高度，體現了國家對製造業基礎能力建設的深刻洞察和高度重視。其戰略意義在於：產業自主的根基：無論是積體電路用的電子級多晶矽、光刻膠，還是航空航天用的高溫合金、碳纖維複合材料，亦或是生物醫藥用的人工器官材料，關鍵核心材料的自主可控是擺脫“卡脖子”困境的根本前提。技術創新的源泉：材料科學的每一次重大突破，往往會催生一個全新的產業或引發一場深刻的技術革命。新材料是原始創新的重要策源地。綠色發展的支撐：節能環保材料、新能源材料、生物可降解材料等的發展，是實現“雙碳”目標、推動經濟社會可持續發展的關鍵支撐。在2026年，強化新材料的支柱地位，就是要為中國製造的整體升級，打造一個堅實、自主、綠色的材料基礎。產業現狀與核心挑戰中國已是全球最大的材料生產和消費國，在稀土功能材料、先進儲能材料、太陽能材料等部分領域具備國際競爭優勢。但總體上看，產業結構性矛盾依然突出，“大而不強”的問題亟待解決。高端產品供給不足：在許多高端應用領域，如航空發動機葉片用的單晶高溫合金、半導體製造用的高純度靶材、高端醫療器械用生物醫用材料等，國內產品在性能穩定性、一致性、使用壽命等方面與國外先進水平尚有差距，高度依賴進口。‍“產學研用”結合不緊密：許多新材料的研發成果停留在實驗室階段，缺乏有效的轉化機制和應用驗證平台，從樣品到產品的“死亡之谷”現象普遍存在。企業“不願用、不敢用”國產新材料的問題依然突出。關鍵工藝與裝備落後：高性能材料的製備往往依賴於精密的工藝控制和尖端的生產裝備。我們在高端材料的製備工藝、表徵分析儀器等方面，仍存在諸多短板。標準體系與品牌建設滯後：缺乏國際公認的材料標準和品牌影響力，使得國產新材料在進入全球高端供應鏈時面臨壁壘。市場機遇市場機遇方面，新材料的增長點與另外五大支柱產業的需求高度耦合，形成了強大的內生增長動力：半導體材料：隨著國內晶片製造產能的擴張，對矽片、光刻膠、電子特氣、靶材、CMP拋光材料等的需求將持續放量，國產替代空間巨大。航空航天材料：國產大飛機C919的批次交付和商業營運，以及空間站、衛星網際網路等重大航天工程的推進，將極大帶動高溫合金、鈦合金、碳纖維複合材料等高性能材料的需求。新能源材料：在“雙碳”目標下，動力電池正負極材料、隔膜、電解液，以及太陽能元件封裝材料、風電葉片用複合材料等將繼續保持高速增長。生物醫用材料：人口老齡化和健康消費升級，將推動植入性醫療器械、組織工程、藥物控釋載體等領域對高性能生物醫用材料的需求。04. 航空航天戰略定位與時代必然性航空航天產業是衡量一個國家綜合國力、科技水平和工業基礎的戰略性產業，具有技術高度密集、產業鏈輻射廣、國家安全意義重大等特點。大國地位的象徵：大型客機、重型運載火箭、空間站、深空探測等是彰顯大國實力和民族自信心的“國家名片”，具有不可估量的政治和外交意義。現代工業的“皇冠”‍：航空航天產業整合了現代科學技術的最高成就，其發展可以帶動新材料、高端製造、微電子、人工智慧等數百個相關產業的升級，是名副其實的“工業之花”。國家安全的基石：強大的航空工業是建設強大空軍的保障，而航天技術在偵察、通訊、導航、預警等方面發揮著不可替代的作用，是維護國家主權和安全的重要戰略威懾力量。未來經濟的新疆域：太空經濟，包括衛星網際網路、太空旅遊、空間資源開發等，是潛力巨大的新興經濟領域，是未來大國博弈的新戰場。2026年，中國航空航天產業將在完成初步積累後，進入加速發展和拓展應用的新階段。產業現狀與核心挑戰近年來，中國航空航天事業成就斐然。“天宮”空間站建成營運、北斗導航系統全球組網、C919大型客機開啟商業飛行，一系列里程碑事件標誌著中國已經躋身世界航空航天大國行列。但要成為真正的航空航天強國，仍需克服諸多挑戰：航空發動機的“心臟病”‍：航空發動機是飛機技術含量最高、製造難度最大的部分，也是中國航空工業長期以來的核心短板。雖然國產發動機已取得長足進步，但在性能、可靠性、壽命等方面與世界頂尖水平仍有差距。核心元器件與軟體的自主化：飛機和航天器上的大量關鍵機載系統、核心電子元器件、工業設計和模擬軟體等，仍然存在對外依賴，產業鏈的“卡點”“斷點”尚需打通。商業航天的市場化與規模化：雖然商業航天領域湧現出一批創新企業，但在運載火箭的低成本、可重複使用技術，以及衛星網際網路的星座部署和商業模式探索上，與SpaceX等國際領先者相比，仍有較大追趕空間。適航認證與國際市場開拓：對於民用飛機而言，獲得國際主流適航機構（如FAA、EASA）的認證，是打開國際市場的“通行證”。C919等國產飛機要實現大規模出口，仍需在適航取證、全球服務網路建設等方面付出巨大努力。市場機遇2026年的市場機遇預計將圍繞“兩大幹線、一片藍海”展開：航空主幹線：C919大型客機進入批次生產和交付階段，將帶動數兆規模的民航產業鏈發展，從機體結構、機載系統到發動機、內飾，整個鏈條上的國內供應商都將迎來歷史性發展機遇。航天主幹線：載人登月、行星探測等深空探測任務，以及空間站的應用與擴展，將持續催生對大推力運載火箭、先進航天器和科學載荷的需求。商業航天藍海：衛星網際網路星座加速部署，將引爆衛星製造和發射服務的巨大市場。同時，基於衛星資料的應用服務，如精準農業、智慧城市、應急管理等，將成為新的增長點。05. 低空經濟戰略定位低空經濟是本次六大支柱產業中最新穎、也最具顛覆性潛力的一個。它是指以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的低空飛行活動為牽引，輻射帶動相關領域融合發展的綜合性經濟形態。將其提升到支柱產業，是國家搶佔未來交通革命先機、培育新質生產力的戰略遠見。立體交通的拓展：隨著城市化處理程序的深入，地面交通擁堵日益嚴重。發展低空經濟，特別是城市空中交通（UAM），能夠有效利用低空空域資源，建構城市立體交通網路，極大提升運行效率。新質生產力的代表：低空經濟的核心是航空器、人工智慧、巨量資料、物聯網等高新技術的深度融合，是發展新質生產力的典型代表，具有極高的技術附加值和創新驅動力。應用場景的廣闊：除了載人交通，低空經濟在物流配送、應急救援、農林植保、地理測繪、電力巡檢、文旅消費等領域擁有極其廣泛的應用前景，能深刻改變傳統行業的生產和生活方式。產業鏈條的延伸：低空經濟的發展，將帶動從飛行器研發製造、核心零部件，到飛行管控系統、基礎設施建設、營運服務、安全保障等一系列全新產業鏈的形成。2026年，將是低空經濟從概念走向現實、從試點走向普及的“起飛”之年。產業現狀與核心挑戰中國在無人機領域，尤其是在消費級和工業級無人機市場，已經具備全球領先的產業基礎和技術優勢。大疆等企業是全球市場的佼佼者。然而，要將這種優勢轉化為完整的低空經濟生態，仍面臨三大核心挑戰：空域管理的革命：低空空域的開放和精細化管理是低空經濟發展的首要前提。如何建構一套安全、高效、智能的低空飛行服務和監管體系，平衡發展與安全的關係，是最大的政策和技術挑戰。基礎設施的建設：低空經濟的規模化營運，需要大量的起降場、充電樁、通訊網路、導航設施等地面基礎設施作為支撐。目前，這些基礎設施的規劃和建設尚處於起步階段。技術與產品的成熟度：特別是作為未來城市空中交通主力的eVTOL（電動垂直起降飛行器），在電池能量密度、飛控系統可靠性、整機安全性以及適航審定等方面，還需要持續的技術攻關和驗證。同時，其高昂的製造成本也制約了商業化的步伐。市場機遇2026年的市場機遇將呈現“多點開花”的局面：eVTOL的商業化元年：隨著多家國內企業eVTOL產品陸續完成適航取證，2026年有望開啟小規模的商業試營運，率先在城市觀光、城際通勤等場景落地。無人機物流的規模化：無人機在“最後一公里”配送和幹線物流中的應用將更加普及，特別是在山區、海島等交通不便地區，無人機物流將成為重要補充。行業應用的深化：在應急、電力、農業、測繪等領域的“無人機+”應用將進一步深化，服務的專業化和智能化水平將不斷提升。06. 生物醫藥戰略定位生物醫藥產業關係國計民生和國家安全，是全球科技競爭的焦點領域，也是推進“健康中國”建設的核心支撐。將其列為支柱產業，體現了國家對人民生命健康的高度重視和對未來產業發展方向的精準把握。保障人民健康的基石：強大的生物醫藥產業能夠為14億人民提供高品質的藥品和醫療器械，應對重大突發公共衛生事件，滿足人民日益增長的健康需求。引領生命科學革命：生物醫藥正處於技術大爆發的前夜，基因編輯、細胞治療、合成生物學、AI製藥等顛覆性技術層出不窮，是未來科技革命的重要策源地。應對人口老齡化的關鍵：隨著中國社會人口老齡化程度的加深，對腫瘤、心腦血管疾病、神經退行性疾病等老年相關疾病的創新藥物和治療方案的需求將持續增長。高附加值的知識密集型產業：生物醫藥產業具有研發周期長、投入高、風險大，但回報也極高的特點，是典型的知識密集型產業，能夠創造大量高價值就業崗位，推動經濟結構向高端化轉型。2026年，中國生物醫藥產業將從過去的“仿創結合”階段，全面邁向以“原始創新”為核心的高品質發展新階段。產業現狀與核心挑戰經過多年發展，中國已成為全球第二大醫藥市場和重要的原料藥生產國。在創新藥研發領域，也湧現出一批具備國際競爭力的Biotech公司，部分產品成功“出海”。但與國際醫藥巨頭相比，我們仍面臨深刻挑戰：原始創新能力不足：儘管創新藥數量快速增長，但同質化競爭嚴重（“Me-too”、“Me-better”居多），真正意義上的“First-in-class”（全球首創）藥物仍然稀缺，基礎研究和源頭創新能力有待加強。高端醫療器械依賴進口：在醫學影像裝置（如高端CT、MRI）、手術機器人、體外診斷（IVD）領域的關鍵試劑和儀器等高端醫療器械市場，跨國公司仍佔據主導地位。核心上游供應鏈短板：生物醫藥研發和生產所需的關鍵裝置（如生物反應器）、核心耗材（如層析填料、濾膜）、高品質試劑等上游供應鏈，仍存在“卡脖子”風險。臨床研究與審評體系待最佳化：雖然藥品審評審批制度改革已取得顯著成效，但在提升臨床研究質量、加速創新療法審評、完善醫保支付與創新藥的銜接等方面，仍有提升空間。市場機遇2026年的市場機遇預計將主要集中在以下幾個方向：創新藥的價值回歸：隨著醫保談判的常態化和對臨床價值的日益重視，那些真正具備差異化優勢和解決未滿足臨床需求的創新藥，將獲得更大的市場空間和更好的回報。細胞與基因治療（CGT）的爆發：隨著更多CAR-T等細胞治療產品獲批上市，以及基因編輯等技術的成熟，CGT領域將迎來商業化的爆發期。AI製藥的應用深化：人工智慧技術將更深度地應用於靶點發現、化合物篩選、臨床試驗設計等藥物研發的全流程，有望縮短研發周期、降低成本，成為創新的加速器。生物醫藥上游供應鏈的國產替代：在政策支援和下游需求的雙重驅動下，生物反應器、培養基、層析填料等上游領域的國產企業將迎來高速發展的窗口期。當中國在2025年1-11月規模以上高技術製造業增加值同比增長9.2%，人工智慧核心產業規模超過兆元，這些被點名的六大產業正在成為新型工業化的核心載體。“十五五”規劃的開局之年，這些產業的選擇與佈局，不僅關乎中國經濟的結構最佳化，更將決定中國在全球新一輪產業競爭中的位置。 (製造前沿)

近日，多家美國戰略諮詢機構接連發佈深度報告，指出中國在稀土材料領域的出口管制正演變為一場對全球高科技產業鏈、尤其是美國半導體行業構成系統性威脅的“隱形斷供”。報告警告稱，若當前趨勢持續至2026年及以後，美國晶片製造業或將面臨前所未有的生產停滯、成本飆升乃至局部產能癱瘓的風險。光刻機內部精密部件自2023年以來，中國逐步強化對稀土資源的戰略管控，不僅將輕重稀土礦產品納入出口許可體系，更於2025年下半年起實施新版《關鍵礦產與技術出口管制條例》，首次將高純度稀土氧化物、金屬靶材、磁性合金以及部分用於半導體製造的稀土基前驅體化學品明確列為管制對象。這意味著，從原材料到深加工環節，再到相關製造技術的輸出，均需經由國家出口審批機制嚴格稽核。這一政策並非臨時應對，而是中國基於《出口管製法》和《關鍵礦產安全戰略》所建構的長期資源治理框架的一部分。早在2014年，中國便已建立稀土出口配額與許可證制度；近年來，在地緣政治緊張與全球供應鏈重組背景下，該體系不斷升級，逐步從“資源控制”轉向“全鏈條主導”。稀土元素——如釹、鏑、鋱、釓等——雖在晶片中用量微小，卻在高端製造中扮演不可替代的角色。它們是極紫外（EUV）光刻機中精密伺服電機的核心磁材，是離子注入裝置中穩定磁場的關鍵組分，也是先進封裝工藝中高熱穩定性焊料與介電層的重要加入劑。一旦供應受限，不僅裝置交付周期拉長，晶圓良率亦可能因材料性能波動而下降，進而波及整個晶片產能爬坡節奏。資料顯示，中國目前掌控全球約70%的稀土開採量和超過85%的精煉產能。儘管美國擁有芒廷帕斯（Mountain Pass）等稀土礦藏，但其本土缺乏完整的分離提純與高純材料製備能力，短期內難以擺脫對中國供應鏈的深度依賴。即便加速推進《國防生產法》第三章授權下的關鍵礦產項目，從礦山重啟到形成穩定高純材料供應，仍需5至10年時間。面對潛在“斷鏈”風險，美國正多線佈局：一方面聯合日本、澳大利亞推動“友岸精煉”（friend-shoring）計畫，支援Lynas、Iluka等企業在美設廠；另一方面加大對深海多金屬結核、城市礦山回收等替代路徑的研發投入，並通過《晶片與科學法案》提供補貼以激勵本土材料創新。然而，這些舉措尚處早期階段，遠水難解近渴。與此同時，全球稀土及相關特種化學品價格已進入上行通道。六氟化鎢、稀土摻雜濺射靶材等半導體級材料報價在過去18個月內上漲逾40%，中小晶片設計公司與代工廠首當其衝，利潤空間被嚴重擠壓。在此背景下，“China+1”供應鏈策略正成為行業共識。台積電、三星、英特爾等巨頭紛紛與日本信越化學、韓國Soulbrain及歐洲材料供應商簽訂長期協議，試圖建構多元採購網路。但專家指出，真正的高純稀土材料產能高度集中，所謂“去中國化”更多是風險分散，而非徹底替代。可以預見，稀土已成為中美科技博弈的新前線。中國以資源為槓桿，謀求在全球價值鏈中更高的話語權；美國則力圖通過聯盟協作與技術突圍重建自主能力。而夾在中間的全球半導體企業，只能在庫存緩衝、戰略囤貨與供應鏈彈性建設之間艱難平衡——在這場沒有硝煙的資源戰爭中，誰掌握“工業維生素”，誰就握住了未來晶片時代的命脈。 (晶片研究室)