晶圆代工产能持续紧缺背景下,各大制造厂积极扩产。 作为扩产计划中最大的一笔支出,半导体设备成了 “香饽饽”。 全球半导体设备供不应求也推动了核心零部件需求。 长期以来,国产半导体设备的关键零部件主要来源于日本、北美、欧洲等地,因此零部件采购周期拉长使零部件的国产替代需求迫切,半导体设备核心零部件国产化正迎来史无前例的发展机遇。
01 半导体零部件 的 主要分类和主要特点
半导体零部件是指在材料、结构、工艺、品质和精度、可靠性及稳定性等性能方面达到了半导体设备要求的零部件。 核心零部件作为半导体设备的主要组成部分,与半导体材料、 EDA软件共同支撑着半导体产业链中设计、制造、封测等环节,从而 推动全球经济数字化进程。
一般而言,半导体设备由成千上万的零部件组成,零部件的性能、质量和精度,直接决定着设备的可靠性和稳定性,也是我国在半导体制造能力上向高端跃升的关键基础要素,其水平直接决定着我国的半导体产业的成长能力。
目前行业内关于半导体零部件的种类主要有以下几种分类方法:
按典型集成电路设备腔体内部流程来分,零部件可以分为五大类: 电源和射频控制类、气体输送类、真空控制类、温度控制类、传送装置类。
按半导体零部件的主要材料和使用功能来分,可以将其分为十二大类,包括硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金属件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、过滤部件、运动部件、电控部件以及其他部件。
按半导体零部件服务对象来分,半导体核心零部件可以分为两种,即精密机加件和通用外购件。
半导体零部件产业具有高技术密集、学科交叉融合等特点 ,使得零部件具有较高的壁垒,由于半导体设备对于零部件的设计、工艺、材料等方面有很高的要求,同时零部件供应商的质量性能认证流程通常需要 2-3年 。 因此这些零部件一旦被终端客户认证通过后,一般不会轻易更换。
02 半导体零部件市场规模和发展格局
对于半导体设备公司而言,采购的零部件种类繁多。 除了采购一些集成度较高的模组、系统以外,他们也会采购一些集成度较低的零件,自己将其组装为更加复杂的模组乃至系统。 据中银研报,目前全球 半导体零部件市场规模估计为 200-300亿美元,且伴随晶圆厂资本开支长期高成长。 根据全球主要半导体设备零部件供应商经营规模统计,非光刻机类的设备零部件市场规模约100-200多亿美元,而光刻机零部件市场规模超过50亿美元,厂务附属设备市场规模约20亿美元,晶圆厂每年采购备品备件也具备一定的市场规模。 按细分品类来 看,射频电源、 MFC、真空泵等细分市场规模估计均在20亿美元上下。
从地域分布看,半导体设备零部件市场主要被美国、日本、欧洲、韩国和中国台湾地区的少数企业所垄断,如 美国半导体零部件企业主要有 MKS、AE、UCT、Ichor、Brooks等,日本包括京瓷、Ebara、Horiba、富士金等,欧洲则包括爱德华、Inficon等。 相比之下,国内厂商起步晚,国产化率较低。 目前石英、喷淋头、边缘环等零部件国产化率仅达到 10%以上,射频发生器、MFC、机械臂等零部件的国产化率在1%-5%,而阀门、静电卡盘、测量仪表等零部件的国产化率不足1%,国产替代空间较大。
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