产业丨半导体设备零部件:以小制大的生意经

原创 AI芯天下 2024-02-22 20:30

·聚焦:人工智能、芯片等行业

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前言
半导体产业作为我国战略科技力量的核心支柱产业,其半导体零部件领域的发展对于推动我国半导体产业高质量发展具有至关重要的影响。


作者 | 方文三
图片来源 |  网 络 

新质生产力加速国内产业演进


新质生产力是推动新旧动能转换、引领经济转型过程的关键动力。


通过新质生产力赋能传统产业改造、转型、升级,可以促进产业智能化、绿色化、高端化发展。


从全球视角来看,新质生产力在国际贸易中具有重要作用。


一方面,新质生产力通过技术创新和产业升级提升我国产品竞争力;


另一方面,借助在线电子商务平台,实现贸易伙伴多元化,降低对单一市场的依赖。


新质生产力的发展还有助于缓解技术封锁,推动我国科技创新和自主可控能力的提升。


新质生产力要求科技创新引领及产业转型升级发展(信息化、数字化及智能化),因此建议关注竞争格局较好的半导体设备及零部件产业链。



零部件价值在半导体设备总价值中占比近半

半导体设备由众多复杂零部件构成,这些零部件的性能、品质和精度直接影响着设备的可靠性与稳定性。


因此,半导体设备零部件需在材料、结构、工艺、品质、精度、可靠性及稳定性等方面满足半导体设备及技术的要求。


半导体设备的生产能力取决于零部件的保障。可以说,半导体设备零部件是整个半导体行业的基石。


半导体设备零部件是半导体设备厂商的主要成本来源,约占营业成本的90%,并占半导体设备总价值量的50%。


从成本角度来看,零部件采购额通常占据半导体设备生产成本的90%以上,是半导体设备的基础和核心。


据预测,到2030年,我国半导体设备零部件市场预期规模将达到约180亿美元。


根据SEMI数据,2022年全球半导体设备市场规模达到1076亿美元,我国半导体设备市场规模达到283亿美元,占全球半导体设备规模的26%。


预计到2026年底,我国晶圆制造产能有望超过340万片/月。相应地,预计2020年至2026年,我国晶圆厂用于制造芯片流程中替换零部件的采购额将从10亿美元增长至19亿美元左右。



“小”赛道做“大”生意


所谓的[小]赛道,是因为各个细分领域都非常精细,单一产品的市场容量有限。


比如流量计、密封圈等零部件,对精度和材料要求很高,而且同类型产品型号众多,不同类别之间的工作原理差别很大。


正因为高精度和碎片化的特点,纯粹的半导体零部件公司并不多见。


国际上领先的半导体零部件企业通常采用跨行业多产品线的发展战略,半导体零部件只是其中的一项业务。


比如MKS仪器公司,在气体压力计、反应器、射频/直流电源、真空产品、机械手臂等领域都占据主要市场份额。


设备的零部件通常占设备总支出的70%左右,以刻蚀机为例,十种主要关键部件占设备总成本的85%。


因此,半导体零部件虽然[小],却能制约[大]的设备。


由于部分零部件短缺,许多国产设备厂商采取了3-4倍的超前采购策略。


比如北方华创去年采购总额高达176亿,即使设备可以国产,数量仍然不足以满足需求。


一方面,半导体设备厂商需要大量的定制化原装零部件,这部分主要由零部件厂商提供。


VLSI数据显示,2020年半导体设备子系统市场销售规模接近100亿美元,其中维修和支持服务占46%,零部件产品销售占32%,替换升级占22%。


另一方面,晶圆代工厂商的需求也在增长。国内主流代工厂全年日常运营中领用的零部件(包括更换和失效更换)超过2000种。


因此,半导体制造厂往往会直接采购作为耗材或备件的零部件及相关服务。


对于设备制造商来说,替换零件能带来高利润并稳定收入。即使在经济低迷时期,芯片制造商控制投资,仍会继续购买替换零件。



国内具有代表属性的企业情况


①富创精密:作为国内领先的平台型半导体设备零部件制造商,富创精密在国产替代的趋势中占据前列。


2018至2022年,其营业收入从2.25亿元增长至15.44亿元,复合年增长率(CAGR)高达62%。


同时,富创精密在中国大陆半导体设备零部件市场的份额也从2018年的0.6%增长至2022年的1.8%。


②中瓷电子:这家国内领先的陶瓷材料供应商在半导体静电卡盘领域肩负起国产化的重任。2022年,中瓷电子的通信类陶瓷产品营业收入达到9.5亿元,同比增长30%,占营业总收入的72%。


通信类陶瓷产品仍是中瓷电子的核心业务。此外,中瓷电子的静电卡盘业务在2022年实现了800万元的营业收入,实现了[从0到1]的突破。


③英杰电气:作为国内领先的射频电源供应商,英杰电气的相关产品正在从工业级向半导体级升级。


目前,全球半导体射频电源市场基本由海外企业MKS、AE、日本大阪变压器株式会社垄断。


英杰电气在国内半导体设备厂的认证过程中,有望实现国产零的突破。公司的半导体射频电源已进入中微公司MOCVD设备的供应链,并在刻蚀、薄膜沉积、离子注入等环节开始验证。



④新松机器人:已实现量产半导体EFEM和真空机械手,并向中国半导体设备厂出货。


2022年,新松机器人的EFEM和真空机械手营业收入达到2.4亿元。


在国内相关EFEM和真空机械手市场空间接近50亿元的大背景下,新松机器人的半导体零部件业务有望迎来翻倍式增长。


⑤新莱应材:其高纯、超高纯产品正在长鑫存储、长江存储、北方华创等国内一线厂商的验证过程中。


新莱应材是中国大陆半导体阀门领域的龙头企业,也是国内少数通过AMAT、Lam认证的半导体设备零部件供应商。


2022年,新莱应材的泛半导体业务营业收入达到7.11亿元,同比增长33.6%。


⑥江丰电子:近年来,江丰电子持续加大投入,构建了包括超精密加工、特种焊接、表面处理、超级净化清洗等在内的生产体系,填补了国内零部件的产能缺口。


2021年,江丰电子的半导体零部件营业收入为1.84亿元,同比增长239.96%,收入占比11.56%,毛利率23.93%;


2022年上半年,半导体零部件营业收入为1.77亿元,收入占比和毛利率进一步提升至16.26%、28.28%。



零部件细分领域将实现重点突破


①石英制品:作为半导体设备的重要组成部分和芯片生产过程中的关键耗材,石英制品的应用场景与半导体生产工艺紧密相连。


据全球石英玻璃制品终端市场数据显示,半导体石英制品占比高达65%。据WSTS数据显示,2021年全球半导体石英制品市场规模达到240亿元。


我国石英制品行业主要企业包括宁波云德、强华股份、菲利华、菲利华石创、东科石英、石英股份、凯德石英等。


②射频电源:射频电源在各类电源中较为复杂,对射频功率的馈入、匹配器的匹配以及屏蔽和接地等方面具有较高要求。


据中原证券测算,2021年全球半导体设备零部件市场规模为513亿美元,其中射频电源约占10%,推算出2021年半导体射频电源市场规模约为50亿美元。


国内厂商英杰电气在半导体射频电源领域取得突破,已与国内半导体设备龙头企业展开合作。


③真空泵:真空泵为集成电路制造前道工序四大核心设备之一,提供制造工艺所需超洁净真空环境,负责完成物理和化学气相沉积、刻蚀、离子注入等超微加工。


据华经产业研究院数据,2021年全球半导体真空泵市场规模为179.7亿元,预计2022年将达到196.4亿元,同比增长9.3%;


其中半导体设备市场为147.3亿元,维修市场为49.1亿元。


海外厂商占据2021年全球半导体真空泵市场95%份额,国内厂商如汉钟精机、中科仪等已取得突破,未来具有较大国产替代空间。


④阀:据QYR数据,2020年全球共消费82.36万个真空阀,约占全球半导体阀市场33.66%。


据QYResearch数据,2021年全球半导体阀市场规模为13.74亿美元,同比增长17.15%,预计2027年将达到19.58亿美元,2021-2027年复合增长率为4.69%。


⑤静电吸盘:静电吸盘已成为广泛应用的晶圆夹持工具,是刻蚀设备、PVD设备、PECVD设备、离子注入设备等核心部件。


据QYResearch数据,2021年全球静电吸盘市场销售额为17.14亿美元,预计2028年将达到24.12亿美元,2022-2028年复合增长率为5.06%。


2021年全球静电吸盘销量为5.54万件,预计2028年将达到7.99万件。


2021年中国静电吸盘市场规模为3.19亿美元,预计2028年将达到5.24亿美元,2022-2028年复合增长率为7.16%。


我国在半导体静电吸盘领域已实现技术突破,北京华卓精科科技有限公司、广东海拓创新精密设备科技有限公司实现商业化生产,中国台湾CALITECH亦在静电卡盘吸盘方面取得一定突破。


⑥机械手:半导体机械手可分为大气机械手和真空机械手。


目前大气机械手市场占比超过60%。据QYResearch数据,2021年全球半导体机械手市场销售额为8.36亿美元,预计2027年将达到13.47亿美元,2021-2027年复合增长率为8.3%。


2021年中国半导体机械手市场规模为1.67亿美元,约占全球的20%,预计2027年将达到3.61亿美元,占比将达到26.8%。


⑦陶瓷部件:据专家介绍,陶瓷部件成本占半导体设备成本10%以上。


市场调研机构Techcet发布的报告显示,作为半导体制造设备耗材的陶瓷部件市场规模预计在2022年达到23亿美元,同比增长15%。


目前,国内涉及半导体陶瓷件供应的企业包括苏州珂玛、卡贝尼、河南东微电子、三环集团、中瓷电子等。



结尾:


随着半导体产业持续向我国大陆地区转移,国内半导体设备零部件制造商面临前所未有的发展机遇。


在国内企业的发展阶段上,大部分企业仍处于初期阶段,业务范畴相对狭窄,总体规模相对较小。


因此,在短期内,乘借国产替代的浪潮,提升核心产品的竞争力成为当务之急。


从长期视角来看,横向或纵向(部分)拓展业务领域是企业发展的必然途径。


部分资料参考:半导体产业纵横:《这个半导体“小”赛道,在默默赚大钱》,中银证券:《半导体设备零部件行业研究:乘国产替代之东风》,破卷研究:《半导体:(五十二)半导体设备零部件(下)》,中国电子报:《半导体设备市场谨慎乐观,亮点还是有的》


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END


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