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半導體設備行業(yè)研究:國產(chǎn)化加速,開啟千億新藍海

作者:未來智庫 來源: 頭條號 82201/22

(報告出品方/作者:財通證券,佘煒超、趙璐)1 零部件是半導體設備關鍵支撐,市場空間近 600 億 美元 1.1 零部件是半導體設備行業(yè)的支撐,是“卡脖子”環(huán)節(jié) 半導體行業(yè)遵循“一代技術、一代工藝、一代設備”的產(chǎn)業(yè)規(guī)律,而半導體設備 的升級

標簽:

(報告出品方/作者:財通證券,佘煒超、趙璐)

1 零部件是半導體設備關鍵支撐,市場空間近 600 億 美元

1.1 零部件是半導體設備行業(yè)的支撐,是“卡脖子”環(huán)節(jié)

半導體行業(yè)遵循“一代技術、一代工藝、一代設備”的產(chǎn)業(yè)規(guī)律,而半導體設備 的升級迭代,在很大程度上有賴于精密零部件的關鍵技術突破。精密零部件不僅 是半導體設備制造環(huán)節(jié)中難度較大、技術含量較高的環(huán)節(jié)之一,也是國內半導體 設備“卡脖子”的環(huán)節(jié)之一,也支撐著整個半導體芯片制造和現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)。

半導體零部件具有高精密、高潔凈、超強耐腐蝕能力、耐擊穿電壓等特性,生產(chǎn) 工藝涉及精密機械制造、工程材料、表面處理特種工藝、電子電機整合及工程設 計等多個領域和學科,是半導體設備核心技術的直接保障。

1.2 半導體零部件種類繁多,市場規(guī)模近 600 億美元

1.2.1 按通用性劃分類:精密機加件 & 通用外購件

半導體零部件按照通用性劃分可以分為精密機加件、通用外購件。一般而言,通用外購件需要設備商及晶圓廠長期驗證,數(shù)量眾多,國產(chǎn)化難度較 大。1)精密機加件一般由各設備公司工程師自行設計,委外加工,一般只用于本 公司生產(chǎn)設備,如工藝腔室、傳輸腔室。這種零部件的國產(chǎn)化相對容易,一般對 表面處理、精密機加工等技術要求較高。2)通用外購件一般是經(jīng)過長期驗證,得 到眾多設備商、晶圓制造廠廣泛認可的通用零部件,更加標準化,應用數(shù)量也更 大,不僅設備商會采購,晶圓廠也會采購此類部件作為耗材和備件使用,例如石 英件、射頻電源、泵、閥門、密封圈、流量計、陶瓷件等。這類零部件需要較強 的通用性和一致性,并得到設備上、晶圓廠的認證,因此國產(chǎn)化難度較大。

1.2.2 按服務對象分類:設備商采購 & 晶圓廠直接采購

半導體零部件按照服務對象,又可以分為半導體設備商直接采購的零部件,以及 晶圓廠直接采購的零部件。

1)半導體設備商采購的零部件,即原裝需求,零部件廠商直接向設備廠定制化提 供的原裝零部件;根據(jù)富創(chuàng)精密招股書,半導體設備中包含的零部件可以大致分 為機械類、電氣類、機電一體類、氣體/液體/真空系統(tǒng)類、儀器儀表類、光學類, 以及其他零部件。其中,機械類、氣體/液體/真空系統(tǒng)類在設備中應用廣泛,成本 占比較大。此外,根據(jù)富創(chuàng)精密招股書,設備成本中,一般 90%以上為原材料(即 不同類型精密零部件產(chǎn)品),考慮到國際半導體設備公司毛利率約為 40-45%,因 此全部精密零部件市場約占全球半導體設備市場規(guī)模的 50-55%。


2)晶圓廠直接采購的耗材或備件:根據(jù)芯謀研究,中國大陸晶圓制造廠商采購設 備零部件主要有石英件(Quartz)、射頻發(fā)生器(RF Generator)、各種泵(Pump)、 閥門(Valve)、吸盤(Chuck)等零部件,比重均在 10%左右。反應腔噴淋頭(Shower Head)、邊緣環(huán)(Edge Ring)等零部件的采購占比也比較高。其他零部件包括測量 儀器(Gauge)、質量流量計(MFC)、陶瓷材料(Ceramic)、密封圈(O-ring)等??傮w上看,與設備商采購零部件相類似的是,泵、閥門、邊緣環(huán)、密封圈等各類真 空控制零部件是占比最多的采購設備,其次為射頻發(fā)生器等電源類零部件。

1.2.3 半導體零部件市場空間測算:全球市場空間近 600 億美元

總體上,考慮到設備商采購、晶圓廠直接采購的半導體零部件兩部分需求,我們 預計 2022 年全球半導體設備商采購、晶圓廠直接采購的半導體零部件市場規(guī)模 約為 591 億美元,中國大陸對應市場規(guī)模約為 161 億美元(合 1121 億元人民幣)。 測算過程如下:

一、半導體設備商采購的零部件: 半導體設備商生產(chǎn)設備中使用的零部件,可以大致根據(jù)公式設備銷售額*成本占比 *原材料占比來計算。在半導體設備成本構成中,精密零部件的價值占比較高。根 據(jù)富創(chuàng)精密招股書,國際半導體設備公司毛利率一般在 40%-45%(對應成本占比 55-60%),設備成本中一般 90%以上為原材料(主要為不同類型的精密零部件產(chǎn) 品)。這里我們保守估計,假設設備銷售額中成本占比為 55%,零部件占比為 80%, 根據(jù) Semi 預計,2022 年全球半導體設備總銷售額有望達到 1175 億美元,則我們 預計 2022 年全球半導體設備銷售額對應零部件市場規(guī)模約為 517 億美元。根據(jù) SEMI 數(shù)據(jù),2021 年中國半導體設備銷售額在全球中占比約為 28.86%,假設我國 設備零部件在全球中占比與設備占比相同,且 2022 年占比保持不變,則我們預計 2022 年中國大陸半導體設備銷售額對應零部件市場規(guī)模約為 149 億美元。

二、晶圓廠直接采購的耗材或備件: 根據(jù)芯謀數(shù)據(jù),2020 年中國 8 寸和 12 寸晶圓線采購設備零部件金額超過 10 億美 元(包括三星、海力士、臺積電等境外廠商在大陸的產(chǎn)線)。根據(jù)市場調研機構 Knometa Research 2022 年版《全球晶圓產(chǎn)能報告》,到 2020 年底,中國大陸占全 球晶圓產(chǎn)能的 15.3%,2021 年,這一比重為 16%。假設晶圓廠采購耗材及備件金 額與其產(chǎn)能成正比,按照 2020 年中國占全球晶圓產(chǎn)能比例 15.3%計算,估計 2020 年全球晶圓廠直接采購的耗材及備件約為 65 億美元。 假設晶圓線直接采購零部件金額與晶圓廠產(chǎn)能同步增長,根據(jù) Knometa Research 數(shù)據(jù),2020 年全球晶圓月產(chǎn)能約為 2081 萬片/月(200 毫米當量晶圓),2021 年約 為 2160 萬片/月,另外,Knometa Research 預計,2022 年全球晶圓廠產(chǎn)能將增長 8.7%。據(jù)此,我們預計到 2022 年全球晶圓廠直接采購的耗材及備件約為 74 億美 元,相應地,按照中國大陸晶圓占全球比重 16%計算,我們預計 2022 年中國大陸 直接采購耗材及備件市場規(guī)模約為 12 億美元。

1.3 零部件行業(yè)市場集中度較低,但技術壁壘較高,國產(chǎn)化率普遍較低

從全球角度看,過去 20 年發(fā)展歷程看,真空控制類、電源類、硅片傳送、氣體與 液體控制以及其它零部件等關鍵設備子系統(tǒng)的前 10 大供應商市場地位較為穩(wěn)固, 特別是金融危機之后的幾次重大并購,使得行業(yè)巨頭的地位更加穩(wěn)固。但總體上 看,半導體零部件市場集中度仍然較低,碎片化特征明顯。按照前文計算市場規(guī) 模方法,我們可以大致測算出,2020 年全球半導體設備商采購、晶圓廠采購零部 件市場規(guī)模分別為 313 億美元、65 億美元,合計 378 億美元。相對應地,2020 年 前十大廠商收入規(guī)模約為 75-80 億美元,按照 80 億美元計算,對應 CR10 約為 21%。

從國內來看,各個零部件中,國產(chǎn)化率超過 10%的零部件主要以石英件(Quartz)、 氣體噴淋頭(Shower head)、邊緣環(huán)(Edge ring)等機械類部件為主,泵(Pump)、 陶瓷件(Ceramics)等國產(chǎn)化率在 5-10%,其余部件國產(chǎn)化率較低,尤其是閥件(Valve) 壓力計(Gauge)、O-ring 密封圈等進口依賴度較高。 總體上看,國產(chǎn)化率較低的部件,通常為較復雜的電子和機械產(chǎn)品,開發(fā)技術難 度大,對精度及材料要求高,如射頻電源、泵、壓力計、陶瓷件等;或者市場規(guī) 模較小,市場碎片化特征明顯的部件,如壓力計、氣體流量計、O-ring 等,根據(jù) 芯謀研究數(shù)據(jù),這些部件在中國市場規(guī)模約在 2000-3000 萬美元,且不同產(chǎn)品工 作原理有很大差別,因此國內廠商研發(fā)和生產(chǎn)的興趣不足。

2 市場碎片化特征明顯,部分產(chǎn)品實現(xiàn)率先突破

2.1 真空類零部件:產(chǎn)品種類眾多,真空泵、閥件取得較快突破

就半導體制造過程而言,從晶圓裸片到芯片成品,中間需要經(jīng)過氧化、濺鍍、光 刻、刻蝕、離子注入、封裝等上百道工藝步驟,其中多個步驟都離不開真空環(huán)境; 就設備而言,電子加速、光電器件、電子材料、射線管、晶振、激光、離子注入 設備、離子刻蝕機、CVD、PECVD,PVD、分子束外延設備、集成電路封裝等等, 均會用到中高真空。

2.1.1 真空泵: Edwards、Ebara 是國際領先企業(yè),漢鐘精機、中科儀、中科科 儀實現(xiàn)突破

真空泵是一種重要的通用設備,廣泛用于制藥、化工、科學儀器等下游行業(yè),半 導體是其主要的應用領域,主要應用在刻蝕、成膜、離子注入等環(huán)節(jié)。由于芯片 制程不斷縮小,更加需要以高精度和均勻性執(zhí)行制造過程,為了實現(xiàn)這一點,半 導體工藝必須在高度受控的真空環(huán)境中運行。而隨著工藝步驟數(shù)量的增加,對真 空設備的需求也在增加。 半導體制造過程中所需的真空系統(tǒng),需要具備抽除腐蝕性氣體、粉塵顆粒物、有 毒氣體等功能,因此油封式機械泵無法滿足半導體產(chǎn)業(yè)的需要。上世紀 80 年代, 日本半導體工業(yè)快速發(fā)展,急需大量干泵,開始研制出一種適用于半導體工業(yè)的 干式真空泵,受益于下游集成電路、光伏、LED 等行業(yè)的持續(xù)發(fā)展進步,干式真 空泵的產(chǎn)品類型不斷增加,性能、控制集成度等指標參數(shù)顯著改善。截至目前, 發(fā)達國家的半導體相關產(chǎn)業(yè)已全部使用干式真空泵,我國近年來也呈現(xiàn)明顯的干 式真空泵替代油泵的趨勢,目前國內的高端半導體行業(yè)已基本使用干式真空泵。

目前,半導體真空泵主要由國外企業(yè)主導,根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),2021 年半導體真 空泵的國產(chǎn)化率僅在 5-10%,對外依存度較高,主要原因在于進口泵在壓縮比方 面更有優(yōu)勢,其合金比國內更加穩(wěn)定,熱脹冷縮更小,因此間隙也可以做得更加 精密。 根據(jù) Edwards 官網(wǎng)介紹,一個月產(chǎn)能在 6 萬片的晶圓廠,大約需要 1000 個真空 處理工具,3500 個干泵,以及 1200 個渦輪泵。根據(jù)前文我們的測算,到 2022 年 全球半導體零部件市場規(guī)模預計約為 591 億美元,另據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),全球晶圓 廠直接采購耗材及備件中真空泵占比約 10%,假設半導體設備商采購額中真空泵 占比相同,則我們預計 2022 年全球半導體真空泵市場規(guī)模約為 59.1 億美元。 Atlas Copco 是半導體真空泵領域的龍頭企業(yè),2014 年收購 Edwards 進軍半導體 真空泵領域。Edwards 作為真空泵領域的領導者,產(chǎn)品系列最全,在各種真空泵 領域均有布局。此外荏原機械(Ebara)以羅茨泵為主,Kashiyama 以羅茨泵、螺 桿泵為主。國內企業(yè)中,漢鐘精機作為螺桿泵龍頭企業(yè),其真空泵以螺桿式為主, 旋片泵也有所布局,中科儀以渦旋泵和羅茨泵為主;中科科儀以分子泵、旋片泵 為主。

2.1.2 閥件:歐美日巨頭占 6 成市場份額,新萊應材取得一線廠商突破

半導體制造過程中每一個環(huán)節(jié)都需要許多閥門和配套的解決方案,真空和氣流的 高精度控制與隔離在半導體制造中至關重要,所有閥門都要保證在高循環(huán)次數(shù)及精確的可重復性。精確性主要體現(xiàn)在在規(guī)定時間內實現(xiàn)精確的體積流動,實現(xiàn)一 致、可靠的密封。 從分類看,半導體閥主要包括隔膜閥,波紋管閥,真空閥,球閥,蝶閥,門閥, 角閥,特氟龍閥門和其他,其中真空閥為主要的半導體閥類型,根據(jù) QYR 數(shù)據(jù), 2020 年全球共消費了 82.36 萬個真空閥,約占全球半導體閥市場的 33.66%。 目前,半導體等領域的高純氣路管閥件的生產(chǎn)制造核心技術主要掌握在日本、美 國、瑞士等國家,國內目前生產(chǎn)的衛(wèi)生級閥件主要用于食藥,以及部分半導體領 域,但與進口閥件存在較大差距。目前,全球主要的半導體閥生產(chǎn)企業(yè)包括瑞士 VAT、派克(Parker)、富士金(Fujikin)、CKD、世偉洛克、MKS、SMC Coporation、 GEMü,Entegris 和 Festo 等。


根據(jù) QY Research 數(shù)據(jù),2020 年全球半導體閥市場營業(yè)額約為 12.3 億美元,并 預計到 2027 年將達到 19.6 億美元,2021-2027 年復合增長率約為 6.07%。此外, 2020 年,排名前三的半導體閥件廠商約占整個市場的 64%,呈現(xiàn)較高的集中度。 其中,VAT 的營業(yè)額達 539.94 百萬美元,占全球半導體閥總市場的 43.88%,其次 是派克,2020 年半導體閥營業(yè)額為 136.93 百萬美元,市占率約為 11.13%。 瑞士 VAT 成立于 1965 年,是全球領先的高性能高端真空閥,多閥模塊,邊焊波 紋管及相關增值服務的開發(fā)商,制造商和供應商。該公司專注于設計和生產(chǎn)用于 半導體,顯示器和太陽能電池板制造的真空閥,以及一系列工業(yè)和其他研究應用。 根據(jù)立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng)數(shù)據(jù),VAT 在半導體真空閥領域市占率超過 65%。 美國派克漢尼汾(Parker)成立于 1938 年,是全球運動和控制領域最大、產(chǎn)品種 類最完備的公司,是唯一一家為客戶提供液壓、氣動和機電一體化運動控制方案的 制造商。公司致力于提供一流的產(chǎn)品及用戶服務,為各種汽車、工業(yè)和航空市場 提供精確設計的解決方案。

國內新萊應材填補國內超高純應用材料空白,打入多家頭部半導體設備廠及晶圓 廠。在半導體領域,公司產(chǎn)品主要為半導體領域管、閥、腔體、泵等核心零部件, 主要運用于氣體、真空系統(tǒng)領域,是國內少數(shù)同時通過 AMAT 和 LAM 認證的零 部件供應商。公司的高純、超高純應用材料可滿足潔凈氣體、特殊氣體和計量精 度等特殊工藝的要求,以及對真空度和潔凈度的要求。目前,公司與頂級設備制 造企業(yè) AMAT,以及國內領先的存儲器芯片設計與制造公司長江存儲、合肥長鑫 等在高端真空閥門等產(chǎn)品均有深入合作。在氣體管道及氣體控制元件領域也在不 斷深入國產(chǎn)替代,與北方華創(chuàng)展開全面合作。

2.1.3 真空壓力計:歐美日企業(yè)占據(jù)壟斷地位,國產(chǎn)化率較低

真空計(Vacuum Gauge),又名真空表,即依據(jù)各種原理制作成用來測量真空狀態(tài) 下壓力大小的真空傳感器,由柵極、燈絲、收集極組成,其特征在于有上、下端 柵的鼠籠式柵極,環(huán)形燈絲,并利用真空連接管導。用壓力表示真空度是由歷史 沿用下來的方式,一般壓力低與高真空度相對應,反之,壓力高與低真空度對應。 一般半導體制造工藝中均會用到中高真空,所有設備真空腔體的真空度檢測主要 是使用真空規(guī)(Gauge),前級真空使用一個,本地和工藝監(jiān)控各使用一個,目前 使用的基本都是進口的真空計,如皮拉尼、熱電離規(guī)、電容薄膜規(guī)等,其中皮拉 尼真空計應用最為廣泛,約占半導體真空計市場份額的 65%。

根據(jù) QYResearch 數(shù)據(jù),2020 年全球半導體真空計市場銷售額為 43.8 百萬美元, 預計到 2027 年達到 71.9 百萬美元,其中,2020 年中國市場規(guī)模為 7.18 百萬美元, 約占全球 16.3%,預計到 2027 年達到 14.45 百萬美元,屆時全球占比將達到 20%。 從技術角度看,根據(jù) QYR 數(shù)據(jù),2020 年歐洲和美國占據(jù)全球半導體真空計近 80% 的市場份額,日本約占 13%的市場份額,我國目前在該領域還比較薄弱,主要依 賴從歐洲和美國進口,根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),2021 年半導體真空計的國產(chǎn)化率在1% 以下。

全球范圍內,半導體真空壓力計核心廠商主要包括 MKS(Graniville-Phillips)、 Inficon、Atlas Copco(Leybold and Edwards)、CanonANELVA、Pfeiffer、EBARA 等, 其中,MKS、Inficon 是全球最大的兩家半導體真空計廠商,合計市占率超過 45%。 近年來,頭部企業(yè)通過投資并購等活動逐漸鞏固市場地位,如 Inficon2016 年收購 美國 InstruTech,MKS 2014 年從 Brooks Automation 手中收購了美國 GranvillePhillips,Atlas Copco 分別于 2013 和 2016 收購了英國 Edwards 和德國 Leybold GmbH,預計未來幾年全球市場將依然保持較高集中度。

2.1.4 O-Ring 密封圈:市場空間較小,國產(chǎn)化率低

O-ring,即 O 型密封圈,是一種截面為圓形的橡膠密封圈。半導體生產(chǎn)工藝中經(jīng) 常有含氟含氫氣體遇到高溫的情況,當處于高能態(tài)的氣體流接觸到改性材料的表 面,會引起材料表面物理和化學的變化,對密封材料形成很強的腐蝕,因此半導 體工藝中的 O 型密封圈需要在高溫下具有熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性以 及低釋氣、低 IR(紅外吸收)、低滲透率和高純度等特性。 O 型密封圈在單晶爐、氧化爐、清洗機、蝕刻設備、CVD、PVD、CMP 領域均有 應用。其關鍵特性也因各個環(huán)節(jié)而異,例如光刻設備需要耐溶劑的密封圈,CVD 則需要在真空壓力下具有良好的熱穩(wěn)定性,CMP 中要求密封圈耐磨、耐高 PH 化 學品腐蝕,濕法刻蝕要求 O 型環(huán)由高純度材料制成,以防止造成元素污染(即顆 粒的生成),而干法刻蝕則要求材料具有耐等離子性。除此之外,O 型環(huán)可能還要 滿足對有毒摻雜劑和反應流體的耐受性,低壓縮形變、尺寸穩(wěn)定性和較大的工作 溫度范圍。目前半導體領域使用的 O 型環(huán)主要采用 FFKM(全氟醚橡膠),具有 半導體領域 O 型環(huán)所需的諸多關鍵性能。

根據(jù)前文計算,預計到 2022 年全球半導體零部件市場規(guī)模約為 591 億美元,另據(jù) 芯謀研究數(shù)據(jù),全球晶圓廠直接采購耗材及備件中,O-Ring 占比約為 1%,假設 半導體設備商采購額中 O-Ring 占比相同,則我們預計 2022 年全球半導體 O-Ring 市場規(guī)模約為 5.9 億美元。由于 O-Ring 市場空間小,且各應用領域對性能的要求 差異顯著,市場的碎片化特征明顯,這也是國內廠商研發(fā)及生產(chǎn)動力不足的原因。

2.2 機電一體類:核心部件為海外巨頭壟斷,華卓精科等實現(xiàn)部分領域 突破

2.2.1 機械手:美國及日韓企業(yè)為主,Brooks、Rorze 為主要廠商

半導體機械手主要適用于集成電路、芯片制造等半導體前端工序,在磨削、拋光、 刻蝕、擴散、沉積、裝配、包裝和測試等環(huán)節(jié)中均有應用,用于對晶圓傳輸與定 位。在半導體設備機械手中,主要采取負壓式吸片的方式取片,即利用吸盤原理, 將晶圓吸附于石英或陶瓷手指上,并通過機械手臂的伸縮、旋轉和升降等動作搬按照工作環(huán)境不同,機械手可以分為兩種,一種是真空機械手,一種是大氣機械 手。真空機械手用于真空度為 10-5Pa 環(huán)境下的硅片搬運,這種機械手多用于集束 型設備中,通過軌跡規(guī)劃完成對硅片的傳輸和定位。另一種是大氣機械手,用于 潔凈的大氣環(huán)境中,此類機械手對接精度要求較高,一般為 10 級,有些可達到 1 級。據(jù) QYR 數(shù)據(jù),目前大氣機械手應用最為廣泛,占有半導體機械手近 60%的 市場份額。 根據(jù) QYR 數(shù)據(jù),2020 年,全球半導體機械手市場銷售額達到了 6.97 億美元,并 預計 2027 年將達到 13.5 億美元,2021-2027 年復合增長率(CAGR)為 8.3%。其 中 2020 年中國市場半導體機械手市場規(guī)模約為 1.42 億美元,約占全球的 20%。 分地區(qū)來看,美國和日本廠商主導半導體機械手的生產(chǎn)。日本是全球最大的半導 體機械手生產(chǎn)地區(qū),約占 60%的市場份額,美國約占 20%的市場份額,此外,韓 國也是重要的生產(chǎn)地區(qū),約占 6%的市場份額,中國本土生產(chǎn)企業(yè)主要為沈陽新松 機器人、華卓精科等。


具體而言,全球排名前三的第一梯隊半導體機械手生產(chǎn)廠家主要有美國布魯克斯 (Brooks)、日本 Rorze、日本 Daihen,三者占有全球 55%的市場份額,第二梯 隊生產(chǎn)廠家主要是日本廠商 Hirata、Yaskawa、JEL、Nidec、Robostar,約占 27% 的市場份額。

2.2.2 EFEM:核心部件由國外供應商壟斷,國內企業(yè)已實現(xiàn)突破

按照晶圓單次傳輸數(shù)量,半導體晶圓傳輸設備可分為單片傳輸設備和批量傳輸設 備,其中 EFEM 就屬于單片傳輸設備。EFEM(Equipment Front End Module), 即“設備前端模塊”,通常指在高潔凈環(huán)境下,將單片晶圓通過精密機械手傳輸至 工藝、檢測模塊。EFEM 內部主要由化學蒸汽過濾器、空氣過濾器、離子發(fā)生器、 晶圓運輸機器人、晶圓對準裝置、晶圓載運盒、自動化控制模塊等組成,其中晶 圓裝載系統(tǒng)(Loadport)、晶圓運輸機器人(Robot)、晶圓對準裝置(Aligner)是 最核心的三大部件,根據(jù)果納半導體數(shù)據(jù),這三個主要核心部件占整機物料成本的 70%,且均被 Brooks、Rorze、MGI 等國外供應商壟斷。EFEM 的難點在于對 于無塵等級要求達到 Class 1,其次,EFEM 內部的軟件系統(tǒng)和裝配也相對復雜。 據(jù) QYResearch 統(tǒng)計,2021 年全球半導體設備前置模塊(EFEM)和晶圓倒片機 (Sorters)市場規(guī)模約 45 億元人民幣,其中,EFEM 市場份額超過 75%,因此, 我們估計 2021 年全球半導體 EFEM 市場規(guī)模約為 33.75 億元人民幣(約 4.74 億 美元)。全球半導體 EFEM 和倒片機的核心生產(chǎn)商包括 RORZE Corporation、 DAIHEN Corporation、Hirata Corporation、Sinfonia Technology 和 Nidec (Genmark Automation)等,全球前五大廠商所占的市場份額超過 72%。

根據(jù)上海臨港張江科技港 2021 年 3 月報道,果納半導體目前已向盛美半導體、中 微半導體、北方華創(chuàng)等國內知名半導體設備企業(yè)提供 EFEM 樣機,等待其驗證。 此外,華卓精科布局研發(fā)的薄片晶圓傳輸項目也填補了國內相關領域的空白,公 司開發(fā)針對薄片晶圓傳輸?shù)脑O備前端模塊,并研發(fā)基于靜電吸附技術的薄片晶圓 專用配套機械手、對準器等,解決薄片晶圓傳輸與對準過程中靜電吸附結構、吸 附力控制等關鍵技術。該技術可應用于 8 吋和 12 吋的 50μm 至 800μm 厚度晶圓 傳輸;薄片晶圓傳輸精度達到±0.2mm,標準厚度晶圓傳輸精度達到±0.05mm; (3)薄片晶圓碎片率小于 1/100,000。根據(jù)公司招股書,目前該項目已經(jīng)處于試 生產(chǎn)階段。

2.3 機械類:國產(chǎn)化實現(xiàn)快速推進

2.3.1 ESC 靜電吸盤:前五大廠商占 8 成市場分額,華卓精科實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)

靜電吸盤,又稱靜電卡盤(ESC, E—Chuck),是一種利用靜電吸附原理加持固定 被吸附物的夾具,適用于真空和等離子體環(huán)境,主要作用是用于吸附超潔凈薄片 (如硅片),并使吸附物保持較好的平坦度,可以抑制吸附物在工藝中的變形,并 能夠調節(jié)吸附物的溫度。相較于機械卡盤,靜電吸盤減少了機械運動部件,降低 了顆粒污染,增大晶片的有效面積。與真空吸盤相比,靜電吸盤可用于低壓強(真 空)環(huán)境,適用于需要利用卡盤控制晶片溫度的場合,憑借上述特性,靜電卡盤 被廣泛用于 PVD 設備、刻蝕機、離子注入機等設備。 根據(jù)力學模型不同,靜電吸盤可以分為庫侖型、J-R 靜電吸盤兩大類,其中庫侖靜 電吸盤是市場主流產(chǎn)品,占比超過 7 成。1)庫倫型靜電吸盤:吸盤與晶片接觸的 表面的介電層為高阻抗陶瓷材料,陶瓷層中夾有一層導電電極,當電極被接通到 高壓直流電源后,介電質的表面會產(chǎn)生極化電荷,分布在晶片背面的電荷與分布 在吸盤上面的電荷極性相反,晶片就會被吸盤吸住。2)Johnsen-Rahbek 靜電吸 盤:靜電吸盤使用的介電層材料為半導體材料,由于介電質具有一定的導電性,因此表面不僅有極化電荷,還有很大部分自由電荷,因此一般 JR 吸盤的吸力比庫 倫型吸盤更大。

從技術角度看,除所承載晶圓規(guī)格尺寸逐步增大之外,靜電卡盤的發(fā)展趨勢主要 表現(xiàn)為溫度均勻性控制需求提升,即分區(qū)溫控溫區(qū)數(shù)量逐漸提高。2000 年前后, 分區(qū)溫控溫區(qū)數(shù)量一般為 2 區(qū),2000 年至 2005 年期間,分區(qū)溫控溫區(qū)數(shù)量一 般為 4 區(qū),而在現(xiàn)階段,已有超過 100 溫區(qū)的靜電卡盤產(chǎn)品被研發(fā)生產(chǎn)并投入 實際應用。 全球靜電吸盤呈高度壟斷格局,由日本和美國企業(yè)主導。全球半導體晶圓靜電吸 盤的主要供應商包括 SHINKO(新光電氣)、TOTO、 Creative Technology Corportation、Kyocera、NGK Insulators,Ltd 等,根據(jù)恒州誠思數(shù)據(jù), 2020 年全 球半導體晶圓靜電吸盤的市場規(guī)模約為 23 億美元,全球前五大制造商市占率超 過 80%。 目前,我國靜電吸盤行業(yè)發(fā)展時間較短,尚處于起步階段,實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)的企 業(yè)主要有北京華卓精科、廣東海拓創(chuàng)新,其他大部分企業(yè)仍處于研發(fā)階段,目前 僅能進行吸盤的維修及更換,在生產(chǎn)方面尚不成熟。

2.3.2 石英制品:晶圓生產(chǎn)重要耗材,國內企業(yè)打破高純石英砂壟斷

在半導體領域,石英制品被廣泛應用,高純石英制品更是晶圓生產(chǎn)中的重要耗材。 生產(chǎn)硅單晶的坩堝、晶舟、擴散爐爐芯管等石英部件必須使用高純石英玻璃制品。 此外,石英部件在晶圓加工領域可應用于擴散、氧化、沉積、光刻、蝕刻、清洗 等步驟。以擴散工藝為例,應用的石英部件主要有石英舟、石英爐管、石英擋板、 套管等,應用于刻蝕工藝的石英部件主要有石英環(huán)、石英防護罩等;應用設備包 括爐管設備,外延設備(EPI),快速熱處理設備(RTP),刻蝕設備等。 石英制品的制造過程非常復雜,以石英砂為原料,先經(jīng)過氣煉熔融制作成石英錠, 然后經(jīng)熱改型和冷加工制成石英制品。按照工藝和加工技術,石英制品可以分為 火加工、機加工兩種。其中,火加工主要用于光伏領域,利潤率較低,機加工則 依靠不同及其組合完成成型和拋光,主要生產(chǎn)對產(chǎn)品一致性、穩(wěn)定性要求高的高 附加值產(chǎn)品,多應用于半導體領域。目前,國內以火加工為主,涉足機加工的企 業(yè)較少,主要有沈陽漢科、菲利華石創(chuàng)、寧波云德、北京凱德、上海強華等。 根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù),在石英制品中,半導體是最大下游應用,占石英制品比重達 68%, 2021 年全球半導體石英制品市場規(guī)模超過 165 億元人民幣(約合 23.2 億 美元)。其中,石英器件、石英基板、石英玻璃占市場份額比重約為 4/3/3。

作為半導體工藝的重要耗材,石英制品需對上游供應商進行資質認證才能進入供 應鏈采購目錄,認證路徑主要包括晶圓廠自主認證、設備原廠認證和授權。國內 半導體石英制品發(fā)展的痛點在于: 1)石英制品是產(chǎn)品規(guī)模主導市場。國外廠商起步較早,技術先進,獲得 TEL 等 國際大廠認證,而國內企業(yè)起步整體較晚,多數(shù)企業(yè)還處于認證階段。根據(jù)芯謀 研究數(shù)據(jù),我國半導體石英件自給率在 10%以上,已經(jīng)屬于自給率較高的零部件。 但作為重要的消耗型半導體設備零部件,市場規(guī)模是搶占市場的關鍵之一。2)全 球高純石英砂高度壟斷。高純石英砂生產(chǎn)與高品質礦源密切相關,低品質礦源提 純較為困難,發(fā)掘優(yōu)質礦源或實現(xiàn)提純工藝是石英件突破的關鍵。多年來,全球 近 90%的高純石英砂市場被美國尤尼明公司、挪威 TQC 等壟斷,2010 年江蘇太 平洋石英股份高純石英項目投產(chǎn),填補國內空白,目前從事石英材料業(yè)務的企業(yè) 主要有石英股份、菲利華、億仕達、凱德石英等。3)半導體石英制品對精密性、 穩(wěn)定性要求更高,驗證難,如何提升工藝和管理水平,邁過設備廠商的驗證關卡 是最大的挑戰(zhàn)。

寧波云德半導體,成立于 2018 年,是國內機加工規(guī)模最大的內資企業(yè),主要從事 半導體專用材料研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。據(jù)芯謀研究,寧波云德半導體機加工設備已 超過 100 臺,今年有望超過 200 臺,是國內內資石英制品領域當中擁有機加工設 備最多的廠商。目前,公司產(chǎn)品已經(jīng)打入多家知名半導體設備公司供應鏈。菲利 華石創(chuàng)成立于 2001 年,提供各種規(guī)格的石英玻璃制品精密加工服務,產(chǎn)品面向半 導體、光學、光伏、LED 等多個行業(yè)。半導體刻蝕系列產(chǎn)品包括遮蔽環(huán)、石英鐘 罩、絕緣環(huán)和晶圓承載環(huán)等。沈陽漢科是新加坡漢民和英國 YE 聯(lián)合投資組建的 半導體材料公司,成立于 2006 年,半導體領域主要開發(fā)生產(chǎn) 6 英寸、8 英寸晶圓 制造所需石英制品。

2.4 電氣類:MKS、AE 是主要廠商,英杰電氣實現(xiàn)突破

電氣類主要包括射頻發(fā)生器、匹配器、直流/交流電源、遠程等離子源等。根據(jù)富 創(chuàng)精密招股書,電氣類產(chǎn)品在半導體設備市場中占比約為 6%,及在半導體零部件 中占比約為 13.6%,按照前文計算,2022 年全球大陸半導體設備零部件市場規(guī)模 約為 591 億美元,因此我們預計與其對應的 2022 年全球半導體設備電氣類零部 件市場規(guī)模約為 80 億美元。 以射頻電源(RF generator)為例,它是一種可以產(chǎn)生固定頻率的正弦波電壓,頻 率在射頻范圍(約 3KHz~300GHz)內、具有一定功率的電源,目前已經(jīng)廣泛應 用于半導體工藝的離子注入、PVD、CVD、刻蝕等環(huán)節(jié)。

在干法刻蝕設備中,工藝室由兩個平行的、面對面的電極組成(也被稱為平行板), 其中一個電極接地,這樣就可以對另一個電極施加高頻電源,此外,還有一個用 于匹配高頻電流的匹配箱,是連接電源和用電設備的中間裝置,除了分配電能外, 還具有對用電設備進行控制、測量指示及保護等功能。陽極用于引入蝕刻氣體的 氣體供給系統(tǒng),陰極用于對腔體抽真空的真空系統(tǒng)。一般會在陰極一側施加高頻 電源,這樣施加一側的鞘層電位較高,當對該側晶圓刻蝕時,由于陰極鞘層作用, 可以實現(xiàn)更多各向異性的刻蝕。晶圓一般放置在施加高頻的電極側,這種結構也 被成為陰極耦合。之所以使用高頻電源,主要是為了產(chǎn)生等離子體。 在成膜過程中,原材料基本也都是氣體,即使是液體或固體材料,一般也會先以 氣體的形式供給成膜室。如果是等離子環(huán)境,則需要加高頻電源。與刻蝕設備不 同的是,CVD 設備的高頻耦合一般會加在陽極一側。以 ICP 放電產(chǎn)生高密度等離 子體方法為例,它是通過射頻線圈的感應磁場獲得高密度等離子體,與平行板型 相比,可以獲得更高密度等離子體,提高成膜速度。另外,該設備還可以利用晶 圓載具所在一側的電極發(fā)生射頻(RF)偏壓實現(xiàn)蝕刻的功能,同時進行成膜處理。


由此可見,射頻電源直接關系到等離子體的濃度、均勻度、穩(wěn)定度等,是半導體 工藝的重要機臺及關鍵零部件之一。其難點主要在于電源的波形、頻率、功率等參數(shù)是否穩(wěn)定,精度的高低。目前,國產(chǎn)射頻電源與 MKS、AE 等國際企業(yè)仍有 一定差距,尚未進入國際半導體設備廠商,主要用于國內半導體設備廠商,光伏、 LED 等泛半導體設備,國產(chǎn)化率低,高端產(chǎn)品尚未國產(chǎn)化。 美國萬機儀器(MKS)成立于 1961 年,產(chǎn)品起源于壓力和流量測量與控制核心 技術,延伸到射頻/直流/微波電源發(fā)生器及測量工具、氟原子/臭氧反應氣體發(fā)生 器、真空產(chǎn)品、氣體分析儀及信息和控制技術等產(chǎn)品。公司近三千名員工工作在 全球各地十五個分公司、七個研究中心、十個生產(chǎn)基地(其中中國深圳的 ENI 電源 工廠擁有近 500 員工)及 140 多個銷售辦事處和 30 多個

技術服務中心。 美國 Advanced Energy (AE)是一家向各行業(yè)提供高端電源和控制產(chǎn)品的多元 化國際公司,致力于研究和生產(chǎn)基于等離子狀態(tài)下薄膜沉積和刻蝕工藝的開關電 源,四十余年來一直致力于完善電源產(chǎn)品。 國內企業(yè)中,英杰電氣是較早在射頻電源實現(xiàn)國產(chǎn)替代的企業(yè),公司進入半導體 設備行業(yè)是從和中微半導體的合作開始,從 MOCVD 設備的電源國產(chǎn)替代開始, 取得了客戶的信任,并擴展到半導體行業(yè)更多客戶,產(chǎn)業(yè)鏈包括等離子注入、CVD、 PECVD 等環(huán)節(jié),目前新研發(fā)的射頻電源也在半導體行業(yè)開始運用。

3 重點公司分析

3.1 正帆科技: 半導體 Gas Box 國產(chǎn)化開拓者,氣體業(yè)務成長潛力大

公司是一家致力于為泛半導體、光纖通信、醫(yī)藥制造等行業(yè)客戶提供工藝介質和 工藝環(huán)境綜合解決方案的高新技術企業(yè),是國內較早開展工藝介質供應系統(tǒng)業(yè)務 的企業(yè)之一。公司所設計產(chǎn)品主要包括電子工藝設備、生物制藥設備、電子氣體 和 MRO(快速響應、設備維保和系統(tǒng)運營)服務。

1)電子工藝設備:集成電路、太陽能光伏、平板顯示、半導體照明、光纖制造等 高科技制造業(yè)在生產(chǎn)過程中,存在多種特殊制程,工藝中會用到大量高純、超高 純(ppt 級別)的干濕化學品,對介質供應系統(tǒng)要求非要嚴格。公司電子工藝設備 產(chǎn)品主要包括特氣柜、化學品中央供應柜、分流箱、化學品稀釋混配單元、液態(tài) 源輸送設備,以及用于半導體工藝設備的流體輸送系統(tǒng)/設備(Gas Box)等;2) 生物制藥設備:公司該產(chǎn)品是為特氣柜、化學品中央供應柜、分流箱、化學品稀 釋混配單元、液態(tài)源輸送設備等,主要產(chǎn)品有制藥用水裝備、生物工藝裝備、高 端制劑裝備等;3)電子氣體:公司電子氣體業(yè)務主要為生產(chǎn)電子特種氣體,包括 括砷烷、磷烷、硅烷和電子混合氣等高純氣體,是為數(shù)不多能量產(chǎn)電子級砷烷、磷烷的企業(yè)之一。4)MRO:即維護、維修與運營,針對客戶已有設備提供后續(xù) 配套服務。

募投項目拓展氣體業(yè)務覆蓋范圍,放量在即。根據(jù)公司 2021 年年報,電子氣體在 半導體制造的材料成本中占比為 13%左右。電子氣體中的電子大宗氣體,則在泛 半導體工藝中作為載氣被大量使用。近年來,公司依托系統(tǒng)和裝備類 CAPEX 業(yè) 務,拓展 OPEX 業(yè)務,向客戶提供電子氣體化學品和 MRO 服務,并在特種氣體 基礎上,逐步投入電子大宗氣體生產(chǎn)供應能力,公司電子特氣業(yè)務取得快速發(fā)展。 根據(jù)公司 11 月 30 日公開投資者調研紀要,公司前期定增的濰坊高純大宗氣體項 目已在土建過程中并已完成了核心設備采購,預計 2023 年中完工;合肥高純氫氣 項目已開始土建并完成核心設備的采購,預計 2023 年第三到第四季度完工。隨著 公司逐步投入大宗氣的生產(chǎn)供應能力,以及自研自產(chǎn)混配電子特氣能力的不斷提 升,將穩(wěn)步成為電子氣體業(yè)務綜合供應商和服務商。

深度受益半導體零部件國產(chǎn)化,成長潛力巨大。在泛半導體領域,公司為行業(yè)客 戶提供工藝設備或子系統(tǒng) Gas Box 的 OEM 或 ODM 服務,可以設計制造的 Gas Box 包括 VCR?型及 Surface Mount 型,適用于包括 8、12 英寸,平板顯示,光伏 太陽能,光纖及微電子等行業(yè)。根據(jù)公司 8 月 31 日公開投資者調研紀要,目前, GasBox 業(yè)務在中國大陸基本僅有兩家企業(yè)在做,該領域市場規(guī)模約為 50 億元人 民幣,并且在繼續(xù)增長。自 2021 年公司旗下子公司鴻舸成立以來,目前已經(jīng)拿到 3 億訂單,尚有較大成長空間。此外,根據(jù)公司 11 月 30 日公開投資者調研紀要, 該公司在上海臨港新廠房于 2022 年 11 月正式投入使用,預計 2023 年初可達到穩(wěn) 產(chǎn),新廠房將比當前 GasBox 廠房面積大 2 倍有余,預計達產(chǎn)后產(chǎn)能將大幅提升。

3.2 新萊應材:高潔凈應用材料領導者,半導體零部件繪制第二成長曲 線

公司是國內少數(shù)能夠覆蓋泛半導體、生物醫(yī)藥、食品飲料三大應用領域的高潔凈 應用材料研發(fā)與制造商之一。2021 年,公司實現(xiàn)營業(yè)收入 20.54 億元,同比增長 55.28%,其中食品、泛半導體、醫(yī)藥板塊占營業(yè)收入比重分別為 56.27%、25.9%、 23.15%,實現(xiàn)歸母凈利潤 1.69 億元,同比增長 105.66%。2022 年上半年,公司實 現(xiàn)營收12.24億元,同比增長36.57%,實現(xiàn)歸母凈利潤1.56億元,同比增長129.91%。 近年來,公司毛利率水平不斷回升,2022H1公司泛半導體、醫(yī)藥業(yè)務板塊毛利率 分別上升至 35.3%、41.2%。


下游需求推動無菌包裝市場高速增長,公司長期深耕“設備+包材”服務模式。據(jù) 公司 2021 年年報, 2015-2019 年中國無菌包裝年均增長 7.98%,預計未來三年年 均增長率為 6.32%,仍將保持較高速增長。在食品安全領域,公司全資子公司山 東碧海主要生產(chǎn)用于牛奶、果汁等液態(tài)食品的紙鋁塑復合無菌包裝材料、液態(tài)食 品無菌灌裝機械及相關配套設備。公司自成立伊始就致力于行業(yè)上游材料與設備 自動化、無菌化生產(chǎn),目前是液態(tài)食品領域為數(shù)不多能同時生產(chǎn)紙鋁塑復合液態(tài) 食品無菌包裝紙和無菌紙盒灌裝機的企業(yè)之一,與雀巢、三元乳液、完達山乳業(yè) 均已展開深度合作。 深度合作國內制藥設備龍頭,高附加值醫(yī)藥級泵閥助力醫(yī)藥板塊穩(wěn)定增長。公司 自 2003 年起進入生物醫(yī)藥行業(yè),是亞洲首家通過 ASME BPE 管道管件雙認證的 企業(yè)。經(jīng)過近 20 年的研發(fā)投入和設備投入,從潔凈的管路系統(tǒng)到潔凈的控制系 統(tǒng)、無菌反應釜等,都已經(jīng)成功做到進口替代,填補國內空白。公司與國內前二 的制藥機械企業(yè)東富龍、楚天科技深度合作近二十年,國內大中藥廠均與公司開 展合作。未來公司將不斷在高附加值的醫(yī)藥級泵閥領域加大研發(fā)投入,以應對市 場下行風險。

填補國內超高純應用材料空白,打入多家頭部半導體設備廠及晶圓廠。在半導體 領域,產(chǎn)品主要為半導體領域管、閥、腔體、泵等核心零部件,主要運用于氣體、真空系統(tǒng)領域,是國內少數(shù)同時通過 AMAT 和 LAM 認證的零部件供應商。公司 的高純、超高純應用材料可滿足潔凈氣體、特殊氣體和計量精度等特殊工藝的要 求,以及對真空度和潔凈度的要求。目前,公司與頂級設備制造企業(yè) AMAT,以 及國內領先的存儲器芯片設計與制造公司長江存儲、合肥長鑫等在高端真空閥門 等產(chǎn)品均有深入合作。在氣體管道及氣體控制元件領域也在不斷深入國產(chǎn)替代, 與北方華創(chuàng)展開全面合作。

根據(jù)公司公開投資者調研紀要,公司半導體產(chǎn)品使用量約占芯片廠總投入 3%-5% 左右,約占在半導體設備廠原材料采購額的 5%-10%,半導體行業(yè)產(chǎn)品的對標的 競爭對手以美國、日本等國家的外資企業(yè)為主,該業(yè)務產(chǎn)品的市場空間超過 500 億人民幣。

3.3 漢鐘精機:國內螺桿壓縮機龍頭,真空泵業(yè)務快速增長

公司專注于螺桿式壓縮機相應技術研發(fā)生產(chǎn),主要產(chǎn)品有螺桿式制冷壓縮機和空 氣壓縮機,公司將螺桿式壓縮技術應用于不同的工作工質,如空氣、真空、制冷 劑、特殊氣體等,現(xiàn)已成為全球應用工質最多的螺桿式壓縮機生產(chǎn)企業(yè)之一。 在半導體領域,公司是國內集成電路國產(chǎn)化零部件創(chuàng)新聯(lián)盟一員,目前已通過部 分國內大廠認可,并與多家半導體設備企業(yè)展開新設備開發(fā)合作,且已開始接單 合作,半導體客戶主要有聯(lián)電、力積電、華虹、芯恩、和艦等,競爭對手主要為 Atlas、Ebara、LOT、Kashiyama 等。公司正積極在國內半導體產(chǎn)業(yè)加大營銷力度, 隨著國內半導體行業(yè)不斷發(fā)展,公司在半導體持續(xù)深耕,產(chǎn)品不斷更新優(yōu)化,有 望逐步提升市占率。目前公司已有能滿足半導體最先進工藝的全系列中真空干式 真空泵產(chǎn)品,并擁有 SEMI 安全基準驗證證書,有以下三個系列運用在各半導體 工藝中:

2021 年,公司實現(xiàn)營收 29.8 億元,同比增長 31.2%,其中真空產(chǎn)品占比 35%,同 比增長 59.71%,公司實現(xiàn)歸母凈利潤 4.87 億元,同比增長 34.11%。2022 年上半 年公司實現(xiàn)營收 13.7 億元,同比增長 3.08%,其中真空產(chǎn)品占比 37.6%,同比增 長 27.18%,公司實現(xiàn)歸母凈利潤 2.46 億元,同比增長 24.17%。公司生產(chǎn)的真空 產(chǎn)品主要應用于光伏、半導體領域,增速和毛利率均高于公司平均水平。


3.4 菲利華:國內首家獲國際半導體設備商認證的石英制品生產(chǎn)商

公司為國內外具有較大影響力和規(guī)模優(yōu)勢的石英材料及石英纖維制造企業(yè),全球 少數(shù)幾家具有石英纖維批量生產(chǎn)能力的制造商。公司始建于 1966 年,2014 年 9 月 10 日在創(chuàng)業(yè)板掛牌上市,現(xiàn)擁有荊州、潛江、上海、合肥、泰州五大生產(chǎn)基地以 及上海、武漢技術研究院。公司致力于航空航天、半導體、太陽能、光纖通訊、 光學等高新技術領域的配套服務。 在航空航天領域,公司是全球少數(shù)幾家具有石英玻璃纖維批量生產(chǎn)能力的制造商 之一,也是國內航空航天領域用石英玻璃纖維的主導供應商。在光學領域,公司 是國內少數(shù)幾家從事合成石英玻璃研發(fā)與制造的企業(yè),在大規(guī)格合成石英玻璃材 料制造技術及生產(chǎn)規(guī)模上,處于國內領先地位。繼推出國內首創(chuàng)的 8.5 代 TFTLCD 光掩膜基板后,10.5 代 TFT-LCD 光掩膜基板已研發(fā)成功,具備量產(chǎn)能力。 在光通訊領域,公司與主要光纖光棒生產(chǎn)廠家保持著長期戰(zhàn)略合作關系,在鞏固 現(xiàn)有主導產(chǎn)品把手棒的基礎上,拓展爐芯管與石英玻璃器件的生產(chǎn)加工業(yè)務,為 光通訊行業(yè)提供高性價比的產(chǎn)品和服務。

在半導體領域,公司是國內首家獲得國際半導體設備商認證的企業(yè),繼 2011 年 公司的氣熔石英玻璃材料通過了日本東京電子株式會社(TEL)半導體材料認證 后,又獲得了泛林研發(fā)(Lam Research)和應用材料公司(AMAT)等半導體設 備商的認證,全面進入國際半導體產(chǎn)業(yè)鏈。公司氣熔石英玻璃材料在半導體領域 影響力持續(xù)提升的同時,電熔石英玻璃材料研發(fā)成功送樣客戶并得到客戶認可, 上海石創(chuàng)的石英玻璃器件加工通過中微半導體設備(上海)股份有限公司認證。 在市場需求拉動和半導體國產(chǎn)化的國家政策支持下,半導體用石英玻璃材料的產(chǎn) 銷保持快速增長趨勢。根據(jù)公司 2022 年半年報,2022H1 公司半導體用石英材料 及制品營業(yè)收入同比增長 38.5%。

3.5 富創(chuàng)精密:國內半導體設備零部件龍頭企業(yè)

公司是國內半導體設備零部件的領軍企業(yè),也是全球位數(shù)不多能夠量產(chǎn)應用于 7 納米工藝制成半導體設備精密零部件的制造商。公司專注于金屬材料零部件精密 制造技術,掌握了可滿足嚴苛標準的精密機械制造、高潔凈度表面處理、焊接、 組裝、檢測等一站式制造工藝。 公司的產(chǎn)品主要包括工藝零部件、結構零部件、模組產(chǎn)品、氣體管路四大類,應 用于半導體設備、泛半導體設備及其他領域。目前,公司已進入東京電子、 HITACHI High-Tech 和 ASMI 等全球半導體設備龍頭廠商供應鏈體系,國內方面,公司產(chǎn)品也已進入包括北方華創(chuàng)、屹唐股份、中微公司、拓荊科技、華海清 科、芯源微、中科信裝備、凱世通等主流設備廠商,保障了我國半導體供應鏈安 全。

其中,1)工藝零部件:在半導體設備中與晶圓直接接觸或直接參與晶圓反應。一 般在密閉腔室的復雜工藝環(huán)境中參與晶圓制程,起到延長設備的使用壽命,提升 晶圓制造良率的作用。公司代表性的工藝零部件包括腔體(按使用功能分為過渡 腔、傳輸腔和反應腔)、內襯和勻氣盤;2)結構零部件:在半導體設備中一般起 連接、支撐和冷卻等作用,種類繁多,應用較為廣泛。在半導體設備中一般不直 接與晶圓接觸或參與晶圓反應,代表性產(chǎn)品包括托盤軸、鑄鋼平臺、流量計底座、 定子冷卻套、冷卻板;3)氣體管路用于半導體設備中的特殊工藝氣體傳送,是連 接氣源到反應腔的傳輸管道。管路內壁直接接觸的特殊工藝氣體一般具有純度高、 腐蝕性強、易燃易爆及毒性的特點;4)模組產(chǎn)品用于半導體設備中的特殊工藝氣 體傳送,是連接氣源到反應腔的傳輸管道。管路內壁直接接觸的特殊工藝氣體一 般具有純度高、腐蝕性強、易燃易爆及毒性的特點,代表產(chǎn)品包括離子注入機模 組、傳輸腔模組、過渡腔模組、刻蝕閥體模組、氣柜模組等。 根據(jù)公司招股書,公司目前涉及的半導體設備精密零部件全球市場規(guī)模 2020 年 約為 160 億美元,占當年全球半導體設備市場規(guī)模的 22%,其中,工藝和結構零 部件市場規(guī)模約為 84 億美元,模組產(chǎn)品市場規(guī)模 40 億美元,氣柜和氣體管路市 場規(guī)模 35 億美元。若根據(jù) SEMI 預測的 2030 年半導體設備市場規(guī)模達到 1,400 億美元,假設比例不變,則公司主要產(chǎn)品全球市場規(guī)模有望在 2030 年超過 300 億美元。


2021 年,公司實現(xiàn)營業(yè)收入 8.43 億元,同比增長 75.21%,其中結構零部件占比 41.76%,工藝零部件占比 21.15%,模組產(chǎn)品占比 19.12%,氣體產(chǎn)品占比 16.53%, 公司實現(xiàn)歸母凈利潤 1.26 億元,同比增長 35.28%。2022 年上半年,公司實現(xiàn)營 收 5.98 億元,同比增長 73.16%,實現(xiàn)歸母凈利潤 1 億元,同比大幅增長 129.6%。 盈利水平方面,2019 年行業(yè)景氣度羸弱,并且當年預投產(chǎn)能轉固大幅增加折舊與 攤銷,產(chǎn)能利用率較低,各類產(chǎn)品及整體毛利率處于較低水平。2020、2021 年, 隨著行業(yè)景氣度回升,帶動公司產(chǎn)能利用率提高,毛利率大幅回升。

3.6 萬業(yè)企業(yè): 收購氣體零部件龍頭 Compart,進一步增強半導體設 備領域布局

萬業(yè)企業(yè)成立于 1991 年 10 月,是一家具有新興產(chǎn)業(yè)基因的高科技上市公司。近 年來,公司在第一大股東浦科投資的帶領下,通過“外延并購+產(chǎn)業(yè)整合”的雙輪驅 動,陸續(xù)收購凱世通、Compart Systems,成立嘉芯半導體,持續(xù)加大集成電路在 公司整體業(yè)務中的比重。 公司旗下凱世通和嘉芯半導體主要從事集成電路、光伏等領域的核心裝備業(yè)務。 凱世通所涉核心裝備業(yè)務是以離子束技術為核心的集研發(fā)、制造于一體的高科技 項目,主要任務為研發(fā)國際領先的高端離子注入機,重點應用于半導體集成電路、 光伏太陽能電池和 AMOLED 顯示屏等領域,目前營業(yè)收入包括自研離子注入機、 離子注入平臺、離子注入機耗材備件以及產(chǎn)品、服務定制與再制造業(yè)務等。 嘉芯半導體所涉及的產(chǎn)品范圍將覆蓋刻蝕機、快速熱處理、薄膜沉積、尾氣處理、 機械手臂等 8/12 英寸半導體設備,可制造刻蝕、薄膜沉積、快速熱處理等數(shù)個品 類設備產(chǎn)品。公司聚焦于集成電路設備國產(chǎn)化,為汽車芯片、功率芯片、邏輯芯 片等集成電路晶圓制造廠提供成套的前道設備解決方案。

半導體零部件方面,公司于 2020 年 12 月牽頭境內外投資人收購全球領先的集 成電路設備零部件公司 Compart Systems,它是全球少數(shù)可以完成集成電路領域 零組件精密加工全部環(huán)節(jié)的公司之一,提供從零組件原材料到零組件組裝一站式 加工服務,技術實力雄厚,長期服務多家全球知名集成電路設備客戶且供應關系 穩(wěn)定保持。

3.7 華亞智能:半導體精密金屬結構件制造商

公司是國內專業(yè)從事高端精密金屬制造的領先企業(yè),是國內為數(shù)不多的集精密金 屬結構件制造、設備裝配及維修服務為一體的綜合配套制造大規(guī)模服務商。 1)在新能源與電力設備領域,公司的主要產(chǎn)品包括光伏逆變器、六氟化硫氣密箱、 高壓輸變電開關柜等設備的精密金屬結構件和各種零散件;2)通用設備領域,公 司主要產(chǎn)品包括:汽車軸承制造設備、X 射線光譜測定分析儀、智能升降桌椅、 PCB 檢測設備等設備的精密金屬結構件。3)軌道交通領域,公司主要產(chǎn)品包括高 鐵座椅、高鐵空調風道系統(tǒng)和城市軌道交通牽引系統(tǒng)的精密金屬結構件和各種散 件。

在半導體設備領域,公司是國內為數(shù)不多的專業(yè)高端精密金屬結構件制造商之一。 公司生產(chǎn)的半導體設備領域精密金屬結構件主要應用于半導體晶圓制造和檢測設 備,具體包括用于晶圓刻蝕的氣體輸送中心、晶圓(清洗、沉積)控制平臺、晶 圓成膜(PECVD)設備氣體輸送平臺、超高亮度 LED 薄膜沉積設備、全自動錫 膏印刷機、晶圓檢測設備(AWX)成像檢測平臺等半導體設備的精密金屬結構件。

目前,公司在半導體設備領域結構件業(yè)務直接客戶包括超科林、ICHOR、捷普、 天弘、依工電子等設備零部件制造商,間接客戶包括 AMAT、LamResearch 等設 備商,以及檢測設備商 Rudolph Technologies 和中微半導體等設備制造商,2018 年,公司成為中微半導體直接供應商。 此外,在半導體設備維修業(yè)務方面,公司通過全資子公司與韓國背景的株式會社 AKTECHCO.,LTD 共同設立孫公司蘇州澳科泰克半導體技術有限公司,進行半導 體設備上的一些部件維修。目前維修業(yè)務主要集中在泵體、閥門維修,技術含量 更高,此類業(yè)務認證嚴格,認證周期也較長。公司于 2019 年成為半導體制造巨 頭海力士和三星的合格供應商,并開始向海力士批量提供半導體設備部件維修服 務。

3.8 英杰電氣: 國內半導體電源行業(yè)領導者

公司是國內綜合性工業(yè)電源研發(fā)及制造領域具有較強實力和競爭力的企業(yè)之一。 從事以功率控制電源、特種電源為代表的工業(yè)電源設備的研發(fā)、生產(chǎn),產(chǎn)品主要 應用于光伏行業(yè)(多晶硅、單晶硅、電池組件的生產(chǎn))和以半導體、光纖、玻璃 玻纖為代表的新材料領域,以及冶金、機械制造、石油化工、電化學等傳統(tǒng)工業(yè) 領域。公司產(chǎn)品近年來應用于光伏行業(yè)、半導體等電子材料行業(yè)較多,銷售收入 占比較大。 光伏電源設備龍頭企業(yè),延伸至電池電源領域。公司產(chǎn)品應用于光伏材料生產(chǎn)設 備電源控制,一直致力于硅材料制備電源的研發(fā)、制造和改進,并以創(chuàng)新思維和 領先技術,研發(fā)出多晶硅還原電源系統(tǒng)、多晶硅高壓啟動電源、單晶爐電源、多 晶鑄錠爐電源、硅芯爐電源、區(qū)熔爐電源等產(chǎn)品,產(chǎn)品覆蓋了硅材料制備的全程, 成為硅材料行業(yè)電源產(chǎn)品的領先企業(yè),公司在行業(yè)市占率在 70%以上。近年來, 在多晶、單晶電源應用的基礎上,公司也涉足了晶硅電池片生產(chǎn)設備電源應用領 域,對光伏行業(yè)的覆蓋面進一步加大,該行業(yè)屬于電源國產(chǎn)化替代,未來市場前 景良好,目前產(chǎn)品處于樣機客戶試用階段。

光伏電源設備龍頭企業(yè),延伸至電池電源領域。公司產(chǎn)品應用于光伏材料生產(chǎn)設 備電源控制,一直致力于硅材料制備電源的研發(fā)、制造和改進,并以創(chuàng)新思維和 領先技術,研發(fā)出多晶硅還原電源系統(tǒng)、多晶硅高壓啟動電源、單晶爐電源、多 晶鑄錠爐電源、硅芯爐電源、區(qū)熔爐電源等產(chǎn)品,產(chǎn)品覆蓋了硅材料制備的全程, 成為硅材料行業(yè)電源產(chǎn)品的領先企業(yè),公司在行業(yè)市占率在 70%以上。近年來, 在多晶、單晶電源應用的基礎上,公司也涉足了晶硅電池片生產(chǎn)設備電源應用領 域,對光伏行業(yè)的覆蓋面進一步加大,該行業(yè)屬于電源國產(chǎn)化替代,未來市場前 景良好,目前產(chǎn)品處于樣機客戶試用階段。 充電樁業(yè)務打開新增長極。公司全資子公司四川蔚宇電氣有限責任公司研發(fā)制造 新能源汽車充電樁,目前已經(jīng)取得充電樁相關授權專利 30 余件。蔚宇電氣開發(fā) 的“充電樁集成功率控制器”,通過創(chuàng)新設計,為長距離分散型充電站的運維服務 提供了高效的解決方案,開發(fā)的交流充電樁為國內首臺通過美國 UL 認證的交流 充電樁產(chǎn)品。

3.9 華卓精科: 半導體精密測控裝備部件及整機新星

公司成立于 2012 年 5 月 9 日,是國家高新技術企業(yè),主營業(yè)務為以超精密測控技 術為基礎,研究、開發(fā)以及生產(chǎn)超精密測控設備部件、超精密測控設備整機并提 供相關技術開發(fā)服務,是國內領先的集成電路制造裝備及其核心部件、精密/超精 密運動系統(tǒng)及相關技術供應商。 公司主要產(chǎn)品包括精密運動系統(tǒng)、靜電卡盤和隔振器等超精密測控設備部件,以 及晶圓級鍵合設備、激光退火設備等超精密測控設備整機,以及上述部分主要產(chǎn) 品和納米精度運動及測控系統(tǒng)的技術開發(fā)服務。 在超精密測控裝備部件領域,公司產(chǎn)品主要包括精密運動系統(tǒng)、納米精度運動及 測控系統(tǒng)及其他超精密測控裝備部件。1)精密運動系統(tǒng),是指精度達到微米或納 米級別的定位與傳輸運動模組,其主要功能為承載被加工或被測量零部件實現(xiàn)精 密運動或定位,公司在半導體 AOI 領域開發(fā)的顆粒檢測系統(tǒng)、缺陷檢測系統(tǒng)等 多種型號運動平臺已成功應用于中科飛測的高端晶圓 AOI 檢測設備;2)納米精 度運動及測控系統(tǒng):主要功能承載晶圓按照指定的運動軌跡做高速超精密運動并 完成一系列曝光所需動作,包括上下片、對準、晶圓面型測量和曝光等;3)其他超 精密測控裝備部件:公司生產(chǎn)的靜電卡盤用以減少和消除由設備和安裝基座間的 振動傳遞,在集成電路制造中是 PVD 設備、刻蝕機、離子注入機等高端裝備的 核心部件。

3.10江豐電子:國內靶材龍頭企業(yè),進軍半導體精密零部件領域

江豐電子是我國本土靶材的龍頭企業(yè),在半導體領域已具備一定的國際競爭力。 公司主營業(yè)務為超高純金屬材料的濺射靶材以及半導體產(chǎn)業(yè)裝備機臺的關鍵零 部件。 公司是國內靶材龍頭企業(yè),自成立以來專注于高純金屬濺射靶材的研發(fā)及生產(chǎn)。 高純金屬濺射靶材是半導體、平板顯示器、太陽能電池等領域生產(chǎn)所需的關鍵材 料之一,是具有高附加值的功能性材料。超高純?yōu)R射靶材包括鋁靶、鈦靶、鉭靶、 銅靶以及各種超高純金屬合金靶材等,公司的這些產(chǎn)品主要應用于半導體、平板 顯示器、太陽能電池等領域。在超大規(guī)模集成電路用高純金屬靶材領域,公司成 功打破美國、日本跨國公司的壟斷格局,填補了國內電子材料行業(yè)的空白。目前, 公司生產(chǎn)的鉭靶、鈦靶、鋁靶已經(jīng)實現(xiàn) 5nm 技術節(jié)點的量產(chǎn)。

公司生產(chǎn)的半導體設備零部件包括金屬、陶瓷、樹脂等多種材料經(jīng)復雜工藝加工 而成的精密零部件,主要用于半導體芯片以及液晶面板生產(chǎn)線的機臺,覆蓋了包 括 PVD、CVD、刻蝕、離子注入以及產(chǎn)業(yè)機器人等應用領域。具體產(chǎn)品包括 1) PVD 機臺用壓環(huán)(Clamp Ring)、準直器(Collimator),2)CVD 、刻蝕機臺用 零部件 face plate、氣體噴淋頭(shower head),3)化學機械研磨機臺用金剛石研 磨片、保持環(huán)(Retaining Ring)等。 根據(jù)應用客戶,公司生產(chǎn)的零部件可以分為兩大類:一類應用于芯片生產(chǎn)設備制 造廠商,包括工藝零部件和腔體等;另一類應用于晶圓制造過程中的關鍵工藝零 部件。近年來,公司及時把握零部件的成長時機,努力擴大生產(chǎn)規(guī)模,目前已經(jīng) 建成浙江余姚、上海奉賢、沈陽沈北三個零部件生產(chǎn)基地,在各基地建成了包括 超精密加工、特種焊接、表面處理、超級凈化清洗等零部件生產(chǎn)的全工藝、全流 程的生產(chǎn)體系。目前,在半導體領域,公司已成為臺積電、SK 海力士、中芯國際、 聯(lián)華電子等全球知名半導體廠商的供應商。

(本文僅供參考,不代表我們的任何投資建議。如需使用相關信息,請參閱報告原文。)

精選報告來源:【未來智庫】。「鏈接」

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