广发证券 建筑材料行业AI材料系列：AI浪潮下被低估的材料，球硅国产替代进行时

摘要

球形硅微粉作为一种耐热、绝缘、低膨胀且导热优异的超细颗粒填料，已成为AI算力硬件与半导体先进封装的关键基石，2025年半导体封装与高频高速覆铜板（CCL）在其下游应用中分别占比68%与32%。 在CCL领域，AI服务器与高速交换机推动PCB向高多层演进、CCL向M8-M10升级，驱动球硅单板填充率与高纯高端规格量价齐升；在先进封装领域，HBM持续演进及CoWoS中介层面积倍增，使得消除软错误的Low-α球硅成为环氧塑封料（EMC）不可或缺的刚需填料。 机构测算至2027年全球高速CCL与高性能先进封装EMC对应的高端球硅总需求将超2.5万吨。 当前供给格局仍由日本电化、龙森、新日铁（合计占70%）及雅都玛等垄断，但国内龙头如联瑞新材已掌握核心工艺并切入全球供应链，国产替代进程正在提速。

主要观点

• 球形硅微粉是AI算力与先进封装的关键主材，下游需求高度集中于半导体封装与高频高速覆铜板。

• 高层板与低介电树脂体系升级要求大幅提高填料比例，薄型CCL在球硅占树脂重量24-55%时综合性能最佳。

• 随着AI硬件传输速率演进至PCIe 6.0及更高等级，CCL升级推动高端球硅价值量显著跃升。

• HBM向高代际与多层堆叠发展，使超低辐射Low-α球硅成为防止半导体软错误的核心封装填料。

• 先进封装CoWoS硅中介层与HBM堆叠规模扩大，直接带动高纯Low-α球硅等封装材料用量成倍增加。

• 测算显示2027年全球M6-M9高速覆铜板对球形硅微粉的需求量将达到1.64万吨。

• 测算显示2027年全球高性能先进封装EMC对应的高端球硅总需求将达到0.88万吨（8836吨）。

• 全球高端球硅供给端长期呈现日本寡头垄断格局，国内企业正加速推进产能建设与客户认证。

论述逻辑

• AI服务器算力提升与互连架构升级带动PCB层数增长、CCL向M8-M10演进，叠加高频低损耗要求使球硅单板填充率与单价同时提升，确立CCL端量价齐升逻辑。

• 先进封装中HBM代际堆叠与CoWoS光罩面积倍增，使得消除软错误干扰的Low-α球硅成为刚需，推动先进封装领域高端球硅需求成倍扩张。

• 下游高频高速CCL与先进封装双轮驱动使2027年高端球硅需求突破2.5万吨，而在日本垄断格局下，掌握化学法与超纯制备的国内龙头加速产能扩张，推动国产替代兑现。

关键展望

• 全球M6+高速CCL用球硅市场规模预计在2030年达到近10亿美元，2025-2030年年复合增长率达39.8%。

• 全球HBM先进封装用Low-α球硅市场规模预计在2030年达到13.5亿美元，2025-2030年年复合增长率达18.4%。

• 需警惕行业周期性波动、市场竞争加剧以及国内企业技术创新与产品迭代不及预期的风险。

推荐标的

• 联瑞新材：国内球硅龙头，掌握物理与化学全工艺路线，M7+已实现批量供应，新建3600吨/年化学法超纯球硅推进先进封装与高阶CCL替代。

• 国瓷材料：平台型材料企业，依托MLCC粉体技术开发低损耗球硅，部分规格实现小批量销售并持续推进验证与扩产。

• 凌玮科技：收购江苏辉迈切入高端电子材料领域，规划建设年产2万吨超细二氧化硅项目，试产线正推进客户认证。

关键图表

图1. 表1. 硅微粉分类及特性

图2. 表3. 不同层数PCB应用领域及特点

图3. 表5. 不同交换机对应CCL材料等级选取

图4. 表8. 松下电工公司在CCL运用球形硅微粉高填充量技术案例

图5. 表11. HBM2/3/4堆栈数量、带宽和容量

图6. 单个CoWoS中HBM带宽扩展

图7. 应用分类

图8. 表17. 我国球硅生产企业产能和相关收入情况