國慶在家沒事兒干，研究了下虛擬芯片，虛擬芯片行業(yè)行研，感興趣的朋友可以讀讀，鑒于恒生指數(shù)又大漲，也能為節(jié)后市場起到一個(gè)參考作用。

虛擬芯片行業(yè)研究報(bào)告（2025）

一、行業(yè)概述

（一）定義與核心價(jià)值

虛擬芯片是通過硬件虛擬化技術(shù)與先進(jìn)半導(dǎo)體工藝結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源動態(tài)調(diào)配、性能優(yōu)化與功能擴(kuò)展的新型芯片解決方案，核心價(jià)值體現(xiàn)為三大維度：一是通過硬件級資源隔離與共享，提升服務(wù)器、邊緣設(shè)備等硬件利用率，降低能耗與運(yùn)維成本；二是依托工藝升級與架構(gòu)創(chuàng)新，強(qiáng)化計(jì)算性能與實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，適配高負(fù)載場景需求；三是通過軟硬件協(xié)同，實(shí)現(xiàn)多場景快速部署與功能迭代，增強(qiáng)系統(tǒng)靈活性與可靠性。

（二）技術(shù)演進(jìn)脈絡(luò)

虛擬芯片技術(shù)經(jīng)歷了從軟件輔助虛擬化到硬件原生虛擬化的升級，當(dāng)前核心突破聚焦于工藝與架構(gòu)雙重創(chuàng)新。在工藝層面，3nm GAAFET（環(huán)繞柵極場效應(yīng)晶體管）技術(shù)成為主流方向，其通過環(huán)繞柵極結(jié)構(gòu)優(yōu)化晶體管性能，解決了傳統(tǒng)CMOS工藝在功耗與集成度上的瓶頸；在架構(gòu)層面，形成“硬件虛擬化核心+專用軟件?！钡募夹g(shù)體系，實(shí)現(xiàn)計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源的精細(xì)化調(diào)度與安全隔離。

二、行業(yè)發(fā)展驅(qū)動因素

（一）下游需求持續(xù)擴(kuò)容

- 云計(jì)算與數(shù)據(jù)中心：作為虛擬化技術(shù)核心應(yīng)用場景，云計(jì)算對資源利用率的追求推動虛擬芯片滲透率提升，多租戶隔離、高效資源調(diào)配的需求直接拉動產(chǎn)品迭代。

- AI與算力基礎(chǔ)設(shè)施：全球AI服務(wù)器電源管理芯片市場2025年預(yù)計(jì)達(dá)120億美元，虛擬芯片通過GPU/TPU虛擬化與低功耗設(shè)計(jì)，成為支撐AI算力的關(guān)鍵硬件基礎(chǔ)。

- 智能終端與汽車電子：VR設(shè)備對低功耗、高流暢度的需求，以及自動駕駛對多系統(tǒng)整合、實(shí)時(shí)響應(yīng)的要求，推動虛擬芯片向消費(fèi)電子與車規(guī)級場景延伸。

（二）技術(shù)突破降低應(yīng)用門檻

3nm GAAFET工藝的成熟使虛擬芯片實(shí)現(xiàn)“性能-功耗-成本”三角平衡：晶體管驅(qū)動電流提升30%以上，漏電電流降低50%，芯片集成度提高40%，直接推動VR設(shè)備續(xù)航延長、自動駕駛系統(tǒng)響應(yīng)延遲縮短等體驗(yàn)升級。同時(shí)，軟件棧與SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）、機(jī)器學(xué)習(xí)框架的兼容性優(yōu)化，降低了多領(lǐng)域落地難度。

（三）政策與市場雙重加持

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代浪潮下，國內(nèi)政策對芯片設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)的扶持力度持續(xù)加大，疊加3nm工藝量產(chǎn)帶來的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同效應(yīng)，為虛擬芯片企業(yè)提供了研發(fā)資金與市場空間支持。

三、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

（一）上游：設(shè)備與材料支撐工藝落地

- 設(shè)備供應(yīng)商：ASML、Nikon等主導(dǎo)3nm工藝所需的先進(jìn)光刻機(jī)研發(fā)，設(shè)備精度直接決定晶體管性能與芯片良率；

- 材料供應(yīng)商：Tokuyama、Air Products等提供特種氣體、高端光刻膠等關(guān)鍵材料，保障GAAFET結(jié)構(gòu)的制造穩(wěn)定性。

（二）中游：設(shè)計(jì)與制造主導(dǎo)核心競爭力

- 芯片設(shè)計(jì)：聚焦虛擬化架構(gòu)研發(fā)與軟件棧適配，國內(nèi)企業(yè)如圣邦股份通過信號鏈與電源管理芯片全品類布局，切入虛擬芯片配套市場，其車規(guī)級產(chǎn)品已進(jìn)入比亞迪供應(yīng)鏈；

- 晶圓制造：臺積電、三星為核心代工廠，憑借3nm GAAFET工藝量產(chǎn)能力壟斷高端制造環(huán)節(jié)，工藝復(fù)雜度與成本控制能力構(gòu)成核心壁壘。

（三）下游：多場景應(yīng)用拉動需求增長

覆蓋云計(jì)算數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)安全、AI、自動駕駛、工業(yè)自動化等領(lǐng)域。其中，云計(jì)算與AI算力基礎(chǔ)設(shè)施為當(dāng)前主要需求來源，車規(guī)級與VR場景增速最快，2025年高性能VR設(shè)備普及將進(jìn)一步打開市場空間。

四、市場競爭格局

（一）全球競爭態(tài)勢

呈現(xiàn)“技術(shù)分層、頭部集中”特征：臺積電、三星在3nm制造領(lǐng)域形成雙寡頭壟斷，憑借工藝優(yōu)勢占據(jù)高端市場；設(shè)計(jì)端則由具備軟硬件協(xié)同能力的企業(yè)主導(dǎo)，國際廠商依托技術(shù)積累占據(jù)先發(fā)優(yōu)勢，國內(nèi)企業(yè)通過國產(chǎn)替代與細(xì)分場景突破實(shí)現(xiàn)份額提升。

（二）國內(nèi)企業(yè)競爭力

國內(nèi)企業(yè)聚焦細(xì)分賽道突破：圣邦股份作為模擬芯片龍頭，通過電源管理芯片切入AI算力基礎(chǔ)設(shè)施與汽車電子領(lǐng)域，2025年上半年?duì)I收同比增長15.37%；納芯威、新海科技等企業(yè)分別在隔離芯片、高精度ADC領(lǐng)域建立優(yōu)勢，為虛擬芯片提供關(guān)鍵組件支持。但整體而言，國內(nèi)企業(yè)在高端工藝設(shè)計(jì)與全產(chǎn)業(yè)鏈整合能力上仍存差距。

五、挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)

（一）技術(shù)層面

3nm GAAFET工藝制造復(fù)雜度大幅提升，對設(shè)備精度、工藝控制的要求顯著提高，可能導(dǎo)致良率波動與研發(fā)周期延長；同時(shí)，虛擬化架構(gòu)與多場景軟件棧的兼容性適配仍需持續(xù)優(yōu)化，技術(shù)迭代速度快帶來研發(fā)投入壓力。

（二）成本層面

先進(jìn)工藝研發(fā)與設(shè)備投入巨大，3nm生產(chǎn)線建設(shè)成本超百億美元，中小企業(yè)難以承擔(dān)；材料與設(shè)備的進(jìn)口依賴度較高，供應(yīng)鏈波動可能推高生產(chǎn)成本。

（三）市場層面

隨著技術(shù)成熟，行業(yè)競爭將持續(xù)加劇，新進(jìn)入者與跨界企業(yè)的加入可能導(dǎo)致價(jià)格戰(zhàn)與毛利率下滑；下游需求受宏觀經(jīng)濟(jì)影響較大，若云計(jì)算、AI等行業(yè)增速放緩，將直接影響市場擴(kuò)容節(jié)奏。

六、未來展望

（一）技術(shù)趨勢

短期看，3nm工藝將逐步實(shí)現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，成本持續(xù)下降；長期看，GAAFET工藝將向2nm及以下節(jié)點(diǎn)演進(jìn)，同時(shí)與Chiplet、量子計(jì)算等技術(shù)融合，進(jìn)一步提升芯片性能與功能擴(kuò)展性。軟件層面，虛擬化與AI的深度結(jié)合將實(shí)現(xiàn)資源智能調(diào)度，提升系統(tǒng)自適應(yīng)能力。

（二）市場前景

預(yù)計(jì)2025-2030年，全球虛擬芯片市場將保持20%以上的年均增速，其中車規(guī)級與VR/AR場景增速將超30%。國內(nèi)市場受益于國產(chǎn)替代與新基建推動，增速有望高于全球平均水平，頭部企業(yè)在細(xì)分領(lǐng)域的競爭力將持續(xù)增強(qiáng)。

（三）發(fā)展建議

- 企業(yè)端：加大3nm及以下工藝研發(fā)投入，強(qiáng)化軟硬件協(xié)同能力，聚焦AI、汽車電子等高增長場景；

- 產(chǎn)業(yè)鏈端：推動設(shè)備與材料國產(chǎn)化，加強(qiáng)上下游協(xié)同創(chuàng)新，降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)；

- 政策端：持續(xù)完善研發(fā)扶持政策，加快行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，引導(dǎo)資源向核心技術(shù)領(lǐng)域集中。