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国产半导体零部件的未来在哪里?

零部件是半导体设备的灵魂所在,它直接决定了一台设备的精度和强度,间接决定了半导体制造的水平。

3月30日,大基金二期拟向浙江镨芯增资3.5亿元。本次增资完成后,大基金二期持有浙江镨芯17.28%的股权。ufbesmc

2020年时,浙江镨芯收购Compart公司100%的股权,3.98亿美元的交易金额成为近年来该领域规模最大的中资跨境并购交易。总部位于新加坡的Compart公司是全球领先的半导体设备所需的零部件供应商,也是全球极少数可完成流量控制领域零组件精密加工全部环节的公司之一,产品主要包括气体输送零部件、组件、密封件、气棒总成、质量流量控制器(MFC)等,是集成电路行业中高端MFC组件的领先者,自收购完成后公司由一家外资企业转变为中资控股企业,相关产品已打入国内半导体设备公司供应链,营收增速也持续向上。ufbesmc

过去,国家大基金投资领域以芯片设计、制造、封测、材料以及设备等产业链环节为主。本次是国家大基金首次大手笔投资半导体零部件公司,将资金针对性地投入到国产替代薄弱的领域。ufbesmc

半导体有米才有炊

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。ufbesmc

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来源:中泰证券ufbesmc

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:ufbesmc

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。ufbesmc

一台半导体设备有上万零部件。其性能、质量等决定着设备的能力,半导体设备零部件加工要求高,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%。半导体设备决定一个国家的半导体制造水平,半导体零部件决定了半导体设备的运行水平,是半导体设备的基石。ufbesmc

根据SEMI数据,2021年半导体设备的全球销售额预计同比增长45%,增至1030亿美元,创历史新高。由于半导体持续短缺,各大晶圆厂正在加快扩大产能,市场增长持续超出预期,2022年全球半导体设备销售额有望达到1140亿美元。ufbesmc

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。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。ufbesmc

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。据 IC World2020公开的20类半导体核心零部件产品的44家主要供应商中,有约20家美国供应商(近45%)、16家日本供应商(近36%)、2家德国供应商、2家瑞士供应商、2家韩国供应商、1家英国供应商等,均为境外供应商,且以美国和日本的供应厂商为主。ufbesmc

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 来源:江丰电子ufbesmc

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。ufbesmc

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来源:中银证券ufbesmc

公司赛马不停

虽然半导体设备核心零部件高度依赖进口,但近年来国产化风潮的带动下,许多国内公司表现扎实,进展迅速。目前国内涌现出一批半导体零部件企业,如万业企业通过参与收购Compart布局零部件业务,新莱应材与应用材料、Lam Research在真空系统领域长期合作,以及江丰电子、神工股份等一批半导体设备零部件企业已经成长,有些甚至进入头部公司的供应链中。ufbesmc

江丰电子ufbesmc

靶材是半导体设备必要零部件,是半导体制造链条的上游。日本日矿金属、美国霍尼韦尔两家公司一直占据半导体靶材的主导地位,2019年日矿金属的市场份额高达30%,是全球最大的靶材供应商。国内靶材市场起步较晚,市场处于开拓初期,仅少数龙头企业逐渐突破了技术壁垒。ufbesmc

在中国靶材应用市场中,半导体应用市场约占10%。江丰电子是国内领先的半导体靶材公司,其强势产品包括铝靶、钛靶等,另外钽靶、铜靶等也在加速突破。ufbesmc

其铝靶产品可应用于半导体集成电路领域。江丰电子是京东方等平板显示领域生产企业的主要供应商,形成了稳定的供应关系。钛靶产品包括钛靶及钛环,主要应用于半导体集成电路领域。钽靶及钽环等产品主要应用于超大规模半导体集成电路芯片制造领域。ufbesmc

2月28日,江丰电子发布年度业绩快报,2021年公司实现营业收入15.90亿元,同比增长36.30%,扣非净利润8054.27万元,同比增长32.80%。ufbesmc

目前,江丰电子已经成为中芯国际、台积电、京东方等厂商的靶材供应商,并且实现了对北方华创、沈阳拓荆等半导体设备公司的供货。ufbesmc

新莱应材ufbesmc

新莱应材公司2000年7月成立于昆山,2011年深交所上市,主营业务为以高纯不锈钢为母材的高洁净应用材料如真空系统、气体管路系统中的泵、阀、法兰、管道和管件等。新莱应材最初从食品饮料延伸到半导体领域,2012年通过美商应材的认证加速了半导体业务扩张,又于2016年外延并购美国GNB完善真空产品能力。ufbesmc

2020年公司实现全年营业收入13.23亿元,泛半导体业务占到22%。半导体领域覆盖“设备端+厂务端”,叠加受益晶圆厂扩产与半导体设备国产替代。据公开数据,公司半导体领域客户包括设备端和厂务端两大类:设备端直销,2012年获AMAT工艺认证,现客户已覆盖AMAT、LAM、北方华创、中微半导体等国内外知名设备厂商;厂务端以业主指定、工程公司购买方式为主,终端客户包括中芯国际、无锡海力士、长江存储、合肥长鑫等。ufbesmc

神工股份ufbesmc

神工股份于2013年7月在辽宁锦州创立,专注于集成电路刻蚀用单晶硅材料的研发、生产和销售。目前,神工股份主要有三大板块业务,分别是大直径单晶硅材料、硅零部件和大尺寸硅片。ufbesmc

神工股份的硅零部件业务拓展处于产品推广和客户认证的阶段。产品针对的主要目标市场在国内且分为两大类:第一类是国内的刻蚀机厂商、第二类是国内的IC制造客户。IC制造客户方面,神工股份已逐渐推进8英寸客户的评估,并在去年拿到部分8英寸客户的批量认证订单,同期也在推进12英寸客户的评估认证。ufbesmc

目前,神工股份的硅零部件产品主要由全资子公司福建精工半导体有限公司研发和生产。优势技术主要是硅电极小孔加工及清洗技术。基于单晶硅材料的技术积累,神工股份近年来在高纯材料+高精加工清洗一体化能力优势凸显,预计硅电极规模化量产后盈利能力有望超越行业平均水平。ufbesmc

光力科技ufbesmc

3月,光力科技披露2021年年报,2021年实现营业收入5.3亿元,同比增长70.33%;净利润1.18亿元,同比增长98.78%。ufbesmc

光力科技是全球行业内仅有的两家既能提供切割划片量产设备、核心零部件空气主轴又可以提供刀片等的企业之一。公司在半导体后道封测装备领域拥有半导体封装领域核心零部件——高性能高精密空气主轴,拥有自主知识产权。ufbesmc

未来在哪里

国外公司仍然是半导体零部件的主要供应商,占据了巨大份额的市场。随着国内市场逐渐扩大,国内少量半导体设备厂商为了降低成本和保障供应链安全,开始逐步培育国内其他行业的加工商,并投身半导体设备精密零部件加工,经过一段时间的发展,国内公司在设备商主导的精密机加件领域进步较快。但对于更加标准化,高度依赖市场竞争的通用外购件,国产化率普遍都很低。ufbesmc

由于通用外购件的设计和生产要求很高,国产产品即使样件能够达到同等水平,但在保证量产的稳定性还需观察。同时由于半导体设备并不是易耗品,客户形成了较稳定的供应关系后基本不会换掉供应商。国内设备企业在国产化上才刚刚取得进展,在采购上仍然会偏向选择已有的供应商。ufbesmc

目前,中国的半导体零部件公司多数在专精特新企业榜单中,这是上层设计助力的表现。在2021年7月30日召开的中共中央政治局召开会议上强调:要强化科技创新和产业链供应链韧性,加强基础研究,推动应用研究,开展补链强链专项行动,加快解决“卡脖子”难题,发展专精特新中小企业。过去,半导体零部件领域,属于长期对美日等先进国家依赖严重的重点“卡脖子”环节,需要更加注重顶层设计。ufbesmc

同时,国内零部件企业还面临着规模小、数量多、产品利润薄的窘境,新产品新技术的研发投入无法与国际大企业相比,单纯靠市场竞争难以获胜,需要政府实施相关专项政策加以引导和扶持,帮助国内半导体零部件企业迅速壮大。此外,“机件联动”也是对零部件市场极为友好的方式之一,遏制零部件产品与设备、制造业脱节,加快生产协调,促进优势效应,淘汰落后产能。ufbesmc

半导体攻坚已经成为拉锯战,零部件是筑城的基石,东风更与其便。ufbesmc

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