300层之后,NAND开始换心脏了
京都大学做出扛住600℃的晶体管,NAND在300层以上把钨字线换成钼,高盛把三年WFE预测上调至2810亿美元。三件事指向同一条主线:尺寸红利见顶后,材料与结构创新接棒,而每一次换材料,最终都变成设备商账上的真金白银。
最近半导体圈有两件事几乎同时发生,却很少有人放在一起看:京都大学的研究团队把一颗晶体管烤到600℃还能正常工作;另一边,NAND闪存正在悄悄把用了二十年的钨字线换成钼。
一头是极限环境下的工艺突破,一头是极致堆叠中的材料革命,看似不相干,其实指向同一个判断——晶体管尺寸红利用尽之后,产业的主战场正在转向材料与结构,而每一次“换材料”,最终都会变成设备商账上的真金白银。
🧪 600℃晶体管,凭什么值得多看一眼
先说冷门的那件。
喷气发动机内部、钻井井下、深空探测器,这些地方的温度动辄三四百度,远超普通芯片150℃左右的工作上限。传统做法是给芯片配主动冷却,又贵又重又不可靠。京都大学团队给出的答案直接得多:用碳化硅做出能在600℃(873 K)下正常工作的晶体管。
技术上它解决了两个老毛病:通过标准离子注入工艺和底栅设计,把漏电和电压漂移这两个高温场景下的致命问题摁住了。
更值得玩味的是另一个细节——它与标准晶圆厂工艺兼容。这意味着不需要为它新建专用产线,沿用现有的离子注入等成熟工艺就能做。碳化硅过去常被放在功率器件的语境里讨论,而这颗晶体管展示的是另一条路径:用标准晶圆厂的流程,去做高温下的逻辑与传感。
在后摩尔时代,这恰恰是最值钱的那种创新:“能落进现有产线的新器件”,比“实验室里的极限性能”更接近产业化。它不一定立刻带来市场,但它印证了一个方向——当平面缩放走到头,机会藏在工艺兼容性与应用场景的重新组合里。
🔋 钨,真的撑不住了
盖楼容易,通电难。
3D NAND的制造像盖楼:一层层堆叠存储单元,字线就像楼层之间纵横的电线。楼越盖越高,电线越来越细,问题就来了。研究机构SemiAnalysis在8月23日的文章里给出明确判断:当NAND堆叠突破300层,钨字线在电阻、化学兼容性和深孔填充三方面同时触及物理极限,钼是必选项。
拆开看这三重极限:随着字线间距和通道孔缩小,钨的RC延迟快速恶化;钨使用的WF₆前驱体会残氟,导致介质损伤;漏电失效率提升,填充缺陷被放大。而钼的优势恰好逐条对上——更低的电阻率、无氟前驱体、无需阻隔层——为字线和存储孔的进一步缩放腾出了工艺余量。
这不是纸上推演,存储巨头已经用真金白银投票了:
三星率先在286层第九代3D NAND中导入钼工艺,美光2025年跟进,SK海力士已完成375层3D NAND的生产验证,计划2026年底量产时采用钼字线。中银证券的判断是:两大存储龙头相继切换,钼替代钨的趋势已经确立。
渗透率曲线同样陡峭:SemiAnalysis估计,钼在NAND总产能中的占比将从2025年的中个位数百分比,增长至2027年的约30%。三年时间,从边缘走向三分之一。
⚗️ 换钼,不是换个靶材那么简单
材料切换最容易被低估的地方,在于“换”字的分量。
很多人第一反应是:不就是换种金属吗?恰恰相反。钼的材料加工比钨复杂得多——它必须以气体形式输送,而其前驱体在室温下是固体,需要加热器才能保证流动稳定性。这意味着整条沉积系统都要重新设计:输送管路、加热模块、腔体温控,一个都跑不掉。
所以SemiAnalysis那句话说得直白:每一次从钨到钼的转换,都意味着需要新的沉积设备。
把这层逻辑放进产业链里看,受益路径其实相当清晰:
300层以上NAND的工艺升级重心,主要在超高深宽比通道孔刻蚀、多次堆叠、晶圆翘曲控制和Overlay精度控制上——这些属于“结构升级”;而375层乃至400层之后,就必须靠材料换血来续命。结构升级吃设备,材料升级吃设备加零部件,一条钼,激活的是整条前道供应链。
📈 谁接住了这十亿美元
那么问题来了:这门生意到底多大?
SemiAnalysis给出的测算:仅2027年一年,NAND钼沉积设备的销售额就将超过10亿美元;随着DRAM和逻辑芯片跟进转型,到2030年增长至约20亿美元/年。
受益格局也排出了座次:泛林集团最先获益,东京电子紧随其后;应用材料、ASM国际和北方华创则更多受益于后续DRAM和逻辑芯片的转型浪潮。据多位接近设备商的人士透露,围绕钼前驱体输送与加热部件的供应链准备,已在头部设备商内部悄悄铺开——前驱体的固态特性和流动稳定性要求,让热管理与输送模块成为新增的必选项。
这个格局有意思的地方在于分层:NAND这一波,是泛林和东京电子的主场;DRAM和逻辑那一波,才轮到应用材料和北方华创的舞台。一场材料切换,把设备板块切成了两个梯次的时间窗口。对二级市场来说,这意味着“钼概念”不是一个时点的狂欢,而是跨度数年的订单节奏。
💰 高盛抬轿,三年接近翻倍
单点的材料故事,还需要一张大图来托底。这张图来自高盛。
8月23日的报告里,高盛大幅上调未来三年全球晶圆厂设备(WFE)支出预测:2026至2028年分别升至1500亿、2180亿及2810亿美元,同比增速从32%、32%、12%上调至36%、45%、29%。驱动因素很直接:二季报披露的资本开支普遍超预期,设备供应商前景展望更为乐观。
分板块拆开看,这轮上调的含金量更清楚:
| 领域 | 2026 | 2027 | 2028 | 增速节奏 |
|---|---|---|---|---|
| 代工 | 580亿 | 840亿 | 1090亿 | 45% / 45% / 30% |
| DRAM | 480亿 | 720亿 | 970亿 | 50% / 50% / 35% |
| 逻辑及其他 | 340亿 | 470亿 | 530亿 | 2027年上调34% |
| NAND | 110亿 | 150亿 | 220亿 | 近期以升级改造为主 |
| 合计 | 1500亿 | 2180亿 | 2810亿 | 36% / 45% / 29% |
代工的核心引擎是台积电:高盛将台积电2026至2028年每年资本开支各上调80亿美元,理由是N2制程的设备投入强度高于预期、客户需求旺盛。DRAM这边,分析师Giuni Lee将三星电子的年均DRAM资本开支上调22%,SK Hynix上调19%——节点迁移叠加HBM4升级,产能约束预计延续到2028年。
NAND最耐人寻味:近期的增量支出以升级改造为主,而非大规模新增产能,这将支撑供给偏紧延续至2027年,2028年才转向扩产。翻译成人话——原厂们宁可改线不建线,先把现有产能“钼化”升级。这与前文的钼切换完美咬合。
逻辑及其他领域,则多了两个变量:英特尔需求好于预期,以及SpaceX与特斯拉已就Terafab项目初始阶段作出合计承诺,带来超预期增量。
2028年的支出构成大致是这样的:
🔭 一切为了那条成本曲线
把三件事串起来看,脉络就通了。
钼渗透率的提升,本质只有一个目的:延续NAND单位Bit成本的下降曲线。3D NAND靠堆叠层数摊薄成本,层数越高、单Bit越便宜——但当钨撑不住400层的物理环境时,这条曲线就断了。换钼,是用材料创新给成本曲线续命。京都大学的600℃晶体管则是同一枚硬币的另一面:当缩放不再是万能钥匙,用工艺兼容的新结构去打开新的应用边界。
值得注意的是传导链在变短。过去从实验室成果到产线量产往往以十年计,而这次从三星2024年量产导入,到2027年钼占产能约30%,只用了三年。材料创新、设备订单、资本开支三者之间的时滞,正在被AI驱动的需求周期急剧压缩。
小结
600℃的晶体管告诉我们,工艺兼容的新器件有机会落地;钨转钼告诉我们,老节点里还藏着新设备的生意;高盛的上调告诉我们,这三年的资本开支已经为这一切买了单。三件事,一条主线:摩尔定律放缓之后,产业的增量正从“做得更小”转向“换得更快”——换材料、换结构、换场景。往前看,2026到2028年,值得盯的不是某个制程节点,而是每一次材料切换时,设备与零部件订单落下的那一声声响。