和坤经济笔记：2026中美AI供应链相互依存深度研究报告

全球人工智能产业的爆发式增长，正将底层硬件供应链推向大国战略竞争的核心地带。过去三十年间在效率逻辑下深度整合的全球分工体系，在AI时代呈现出前所未有的集成度。从关键矿产、精密设备到先进制程与数据中心电力基础设施，任何一环的断裂都将直接传导至模型训练与商业化落地。在这条横跨多领域的复杂链条上，中美两国形成了多层、双向、不对称的相互嵌入关系，双方各握有对方绕不开的关键环节。

随着大国战略竞争的深化，这种相互依赖的属性正在发生根本性改变。它不再仅仅是国际分工的效率纽带，而日益成为双方均可动用的政策工具。管制与反制围绕这条供应链反复展开，但每一轮交锋的结局均是暂停而非切断。理解这一结构的形成机制、拆解难度与演进方向，是判断中美科技竞争走向的前提。

AI供应链边界扩展与五层分析框架

AI供应链的物理边界已大幅超出传统的芯片范畴。根据北美四大云厂商（微软、亚马逊、Alphabet、Meta）的财报指引，2026年资本开支合计约7300亿美元，较2025年约4100亿美元的实际开支增长约77%。这笔巨额开支购买的远不止GPU，以英伟达GB200 NVL72机柜为例，单柜售价超300万美元，除108颗芯片外，还包含高多层PCB、高速铜连接、液冷组件与电源系统；机柜之外，更涉及土建、变压器、备用电源与电网接入。

由此可观察到两条并行的供应链主线：一条信息主线，从矿产、材料、半导体设备延伸至芯片与算力硬件；一条能源主线，从矿产、软磁合金、高温合金、发电装备延伸至电网。两条主线恰好在数据中心这一物理节点上汇流。电力链已成为AI链的基础约束，根据国际能源署（IEA）测算，全球数据中心用电量2024年约415TWh，2030年基准情景约945TWh。单机架功耗急剧上升，英伟达Blackwell架构最高约142kW，Vera Rubin NVL72升至约190–230kW，下一代Rubin架构更将跃升至600kW。扩产周期以年计的电力装备，正在取代扩产周期以季度计的芯片，成为美国算力基建最紧的约束环节。

基于此，AI硬件供应链可划分为五个层级：材料与矿产层、工具与装备层、算力核心层、互联与整机层、电力与终端层。衡量一个环节的博弈权重需依据三条标准：市场规模足够大、供给集中度高、中美依赖不对称。此外，扩产周期越长，既有格局越难被短期政策改变。

算力核心层：美国主导设计与中国加速替代

算力核心层包括AI加速芯片的设计与制造、高带宽内存（HBM）以及先进封装。该层的中美依赖关系呈现显著不对称，美国对华依赖主要体现在需求侧的收入损失，而中国面临的约束集中在供给侧的GPU设计生态、HBM供给和先进制程三个关键技术环节。

英伟达2026财年总营收2159.38亿美元，同比增长65%，其中数据中心业务占比89.7%。从供应链结构看，英伟达仅掌握架构设计与CUDA软件生态，制造环节全部委托外部完成，且集中在先进封装与HBM两个节点。其盈利能力建立在存储、封装、代工三方绑定的东亚产能之上。中国区营收轨迹直观反映了这层依赖的变化：2023至2026财年中国区营收金额连年创新高，但占总营收的比重从21.4%逐年降至9.1%。2025年围绕H20降规版芯片的三轮政策反复，完整呈现了AI芯片如何从技术商品变为政策谈判对象。当禁售许可可通过15%—25%的收入分成赎回时，出口管制的国家安全属性便不可避免地向财政汲取属性让渡。

与此同时，中国AI芯片国产替代正在加速。IDC统计显示2025年中国AI加速卡出货约400万张，国产品牌占41%。伯恩斯坦预计2026年英伟达销售额份额将降至约8%，华为升至50%以上。华为昇腾910C的2026年产量目标已上调至80万颗，寒武纪2026年出货目标上调至60万张。但在制造端，核心约束仍集中在代工良率与EUV禁运带来的成本刚性，中芯国际N+2工艺良率仍显著低于台积电同期水平，成本与能效的结构性劣势将长期存在。

HBM是中国AI算力链尚未攻克的核心瓶颈。2026年上半年全球HBM市场呈高度寡头格局，SK海力士占据约50%至60%份额，中国大陆厂商商用化份额趋近于零。2024年12月起美方对HBM3及以上规格实施全面管制，中国面临的已不是常规供应链依赖，而是合规获取渠道被切断。长鑫存储虽已启动HBM3E风险试产，但按产品代际计算，国产HBM落后约两到三年。先进封装方面，台积电CoWoS月产能持续扩张，但2026年供需缺口仍约20%。中国大陆封测企业的实际卡位主要体现在成熟封装与国产算力芯片配套领域，在全球先进封装版图中的角色仍受限。

工具与装备层：对外依存度最高的刚性约束

相比算力核心层，工具与装备层的对外依赖更具刚性。EDA软件与半导体设备是中国AI硬件供应链中对外依存度最高的环节，前者决定设计上限，后者决定制造底线。这一层的依赖结构高度不对称：中国一侧的特征是采购可得、自主制造不足；美国一侧的约束在收入端，EDA两强各有一成以上、设备三强各有三成以上的营收来自中国市场。

2024年全球EDA市场规模约185亿美元，仅占半导体行业增加值的约3%，却支撑着规模达6351亿美元的全球半导体市场。新思科技、Cadence与西门子EDA三家合计占全球市场约74%。在中国市场，三巨头2022年合计占有率接近75%。2025年中国EDA整体国产化率约15%至30%，但分层结构高度不均，5纳米以下先进制程不足5%。另一重壁垒在于生态层面，EDA厂商须与晶圆厂深度绑定以获取PDK工艺设计套件，国产EDA即便在单点功能上追平，仍需重建整个生态接口。

半导体设备方面，2025年全球半导体设备出货额1351亿美元，中国大陆采购493亿美元，占全球36.5%，连续六年居全球第一。应用材料、泛林集团、KLA三家美国设备商对华营收占比均在30%至40%区间。美国对华半导体设备管制的升级节奏明显快于EDA，2024年12月BIS新规首次将HBM列入管制清单，同时把140家中国半导体实体列入实体清单。2025年9月发布的“50%穿透规则”进一步扩大了管制范围。

中国半导体设备国产化率从2021年的约8%升至2025年的23.2%。热处理、CMP、刻蚀及清洗已进入规模化替代区间，中微公司、北方华创等企业持续放量。但集成电路前道光刻机国产化率不足1%，上海微电子28纳米浸没式DUV光刻机仍处测试阶段。在光刻环节取得突破之前，先进制程产能扩张的上限仍将由ASML的出货许可决定。

互联与整机层：中国制造嵌入最深的环节

光模块、PCB与AI服务器整机，是中国制造嵌入美国AI算力链最深的三个环节。而这三个环节的上游，即EML激光器芯片、高速覆铜板与ABF膜，又集中在美日及中国台湾企业手中，形成双向嵌套的结构。

光模块负责数据中心内部电信号与光信号的相互转换。2025年全球光收发器销售额约268亿美元，同比增长74%。中国光模块厂商全球份额超过65%，全球AI数据中心所用高速光模块七成以上由中国厂商供应。中际旭创2025年营收382.4亿元，境外收入占比达90.6%。面向北美市场的生产环节已实质性转移至东南亚，中际旭创的北美订单已全部由泰国产能交付。2025年4月的关税博弈印证了中国光模块对北美AI算力体系的不可替代性，最终促成了“中国技术+东南亚制造”的新格局。

然而，高端EML激光器芯片当前由美日厂商垄断，Lumentum、博通、三菱电机三家合计市占率约72%。沿EML向上追溯，磷化铟衬底市场中住友电工、北京通美和JX金属三家合计份额超90%。中国是全球精炼铟的绝对主导供给国，2025年占比约69%。2025年2月中国将磷化铟及相关物项纳入出口管制后，收缩效应显著。衬底与原料两个环节的双重稀缺，使磷化铟产业链上游的战略价值加速显现。

PCB环节，2025年中国大陆产值约489.7亿美元，全球份额约57.5%，美国本土占比已降至约4.2%。英伟达AI服务器核心模组板约七成由中国大陆企业供应。但承载高速信号的高端覆铜板配方与专利仍归属台日企业总部。更深层的约束在ABF膜，日本味之素全球份额超过95%，中国大陆至今未实现规模化量产。2026年味之素宣布提价并削减对中国大陆客户供货量，高盛预计ABF膜供需缺口将在2026年下半年达到10%，2028年攀升至42%。

AI服务器整机层面的依赖，以台系设计、大陆主导制造的复合形态存在。2025年全球服务器市场规模达4441亿美元，ODM Direct模式收入占比在一季度高达64.1%。台系企业贡献了全球约80%的服务器出货、90%以上的AI服务器。面向北美市场的组装产能正向墨西哥等地分流，2026年前5个月墨西哥向美国出口企业级服务器469亿美元。但迁出大陆的是最后一道组装工序，为台系厂商墨西哥工厂配套的供应商中，绝大多数来自亚太地区，其中中国大陆供应商占多数。美国芯片与中国供应链在每一层都互为必要条件。

材料与矿产层：中国最主要的上游杠杆

关键材料约束最终均指向稀土、镓、锗、铟等核心金属品种。该细分赛道整体市场规模有限，但供给端高度集中，替代产能建设周期长达十年以上，下游AI基础设施对材料断供极为敏感。

稀土是中国在关键矿产领域最具结构性优势的品类。中国在磁体用稀土开采、精炼、永磁体制造环节的全球占比分别高达60%、91%、94%。2025年美国稀土化合物及金属净进口依存度攀升至67%，2021至2024年间中国占美国进口总量的71%。2025年是中国稀土管制从清单式限制升级为规则式管辖的一年，引入了域外适用、全产业链技术管制以及最终用途挂钩等制度安排。出口管制展现出显著的实质约束力，重稀土钇、镝、铽的出口量较管制前下降约50%，全年对美稀土磁体出口量同比下降20.3%。

人形机器人的新增需求进一步强化了稀土的战略地位。单台人形机器人高性能钕铁硼用量约3.5—4公斤，特斯拉已公开承认Optimus的生产受到中国稀土磁体出口限制的影响。虽然特斯拉在低速轻载车型上实现了零稀土驱动电机的落地，但对于具身智能关节等高扭矩密度场景，高性能钕铁硼仍是不可替代的核心材料。

镓、锗、铟等小金属品种的共同特征是强伴生属性，供给弹性被母金属的产能周期刚性锁定。2025年中国占全球原生镓供应约98.9%，占全球锗供应约68.6%，占全球铟产量69.1%。这组品种的管制呈阶梯式推进，效果已在贸易数据中体现，2025年6月锗出口量较当年1月下降95%。美西方替代进程缓慢，虽有美铝Wagerup镓回收项目等实质性启动，但距离规模化放量尚有周期。

半导体材料整体上是日美企业主导的市场。光刻胶方面，前五大厂商占据全球近90%份额，中国ArF胶国产化率不足2%，EUV胶为零。但在电子特气领域，中国在三氟化氮与六氟化钨两个品种上已从净进口转为净出口。中船特气三氟化氮全球覆盖率65.03%，直接供货美光、英特尔、台积电。2026年7月日本企业因中国出口管制导致高纯钨粉原料供应中断而永久停产六氟化钨，退出2200吨/年高端产能。美国存储与逻辑芯片产线对中国特气及其上游钨原料存在双重敞口。

电力设施层与终端应用层的新兴交织

电力设施层是中美相互依赖关系最新形成的一层，主要表现为美国电力基建对中国部件与装备的依赖加深。美国AIDC供电缺口带动燃气轮机供应紧张，2025年底整机厂在手订单约110GW，而全球年产能仅60—70GW。整机稀缺为中国热端部件企业进入欧美市场打开了空间，应流股份成为西门子能源透平叶片在中国的唯一供应商，航宇科技、三角防务亦切入国际三大主机厂供应链。但国内高温合金高端牌号及熔炼设备仍依赖西方。

变压器方面，美国大型电力变压器进口依赖度长期超过80%，2025年供应缺口达30%。中国连续16年位居世界变压器出口榜首，2025年出口总值达646亿元，并通过转口贸易供应美国。储能环节中，2025年中国占美国非EV锂离子电池进口的63.5%，且控制着全球绝大部分锂电池正负极材料产能。

具身智能作为终端应用层，预示着下一轮依赖结构。2025年全球人形机器人出货约1.3万台，出货量前六名全部为中国厂商。中国在整机量产与零部件规模化制造上占据主导，美国掌握机器人算力芯片与开发生态。中国人形机器人整机厂对美国最实质性的依赖在英伟达Jetson AGX Thor算力平台。而在零部件层面，六维力传感器国产厂商已完成份额反超，行星滚柱丝杠与高端空心杯电机仍由欧美厂商主导。

供应链演进情景与产业启示

中美AI硬件供应链的真实结构是多层、双向、不对称的相互嵌入。美方优势集中于技术与工具，中方优势集中于资源与产能。双方的供应链多元化都以冗余备份而非完全脱钩为经济终点。据BCG与美国半导体行业协会联合测算，主要区域各自建立完全自给的平行供应链需要不低于1万亿美元的增量投资，芯片价格将因此上涨35%至65%。

未来两到三年，概率最高的情景是管控式相互依赖。2026年11月两项暂停到期后续期或滚动展延的可能性最高，算力层的局部脱钩已经发生，材料、整机与电力层的相互嵌入将长期存在。硬切断对双方而言根本无法执行，不仅意味着失去支撑万亿美元级别资本开支的产能，还将承受IMF测算的相当于GDP 8%至12%的宏观损失。

对中国AI硬件产业链而言，经营好对方难以替代的环节与补齐自身短板具有同等战略价值。光模块的全球份额、电子特气的直供能力、燃机叶片的排产绑定，都是需要维护的存量优势。补短板的节奏需要与既有优势的有效窗口期对齐，在稀土类优势窗口关闭之前，完成EDA、HBM与光刻从不可用到可用的跨越。同时，产能出海与出口管制精细化是两套必须同步推进的工具，通过合规出海对冲脱钩风险，提升政策工具的精细化水平，学会在竞争常态下管理相互依赖。