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來源：半導體產業縱橫 當摩爾定律推動半導體行業迭代進步時，半導體設備成為了延續摩爾定律的重要一環。在芯片的數百層結構中，每一層的“沉積、涂膠、曝光、顯影、刻蝕、離子注入、去膠”的背后，都需要半導體設備零部件合作完成。 也有人這么說，半導體行業就是“一代技術、一代工藝、一代設備”。如果說，半導體是全球科技發展的“基石”，那么隱藏在背后的半導體設備零部件則是半導體行業的“基石”。 1 以“小”制“大” 先進的芯片制造依賴于高端設備，高端設備依賴于高精尖的零部件。零部件的精度、潔凈度、質量等關鍵參數決定了半導體設備的性能。 實際上，半導體零部件涵蓋的領域是非常寬泛的，包括：機械類的反應腔、傳輸腔、內襯、托盤、冷卻板、石英、陶瓷件、靜電卡盤等；電氣類的射頻電源、射頻匹配器、遠程等離子源、供電系統、工控系統等；儀器儀表類的的氣體流量計、真空壓力計；機電一體類、氣體/液體/真空系統類、光學類等。 之所以說這是“小”賽道，在于每一條賽道都非常精細，對于單一產品的市場容量并不大。例如流量計、密封圈這些零部件，不僅對精度和材料的要求比較高，同種類產品的型號也是比較多的，不同類別之間的工作原理差異顯著。正因此，每條零部件賽道都是一個“小”賽道。 高精度和碎片化就使得少有純粹的半導體零部件公司。 國際領軍的半導體零部件企業通常以跨行業多產品線發展策略為主，半導體零部件往往只是這些大型零部件廠商的其中一塊業務。例如MKS儀器公司，在氣體壓力計、反應器、射頻/直流電源、真空產品、機械手臂等產品線均占據主要市場份額。 一般而言，設備零部件占設備總支出的70%左右，以刻蝕機為例，十種主要關鍵部件占設備總成本的85%。因此，半導體零部件往往能夠以“小”制“大”。 部分零部件的短缺導致很多國產設備廠商采取3-4倍的超前采購策略，比如北方華創去年的采購總額就高達176億，即使設備能夠國產，數量也遠遠不夠。 半導體零部件的研發有多難？一個小小的密封圈，就讓一家初創公司奮戰了五六年。比如溫州邦欣源科技有限公司，針對本土產品顆粒物超標、耐高溫差等缺陷，邦欣源從源頭功能注劑發力，經過五六年的奮戰，終于開發出耐高溫的密封圈產品，超越了杜邦最高溫327攝氏度的產品。目前，已經有某半導體真空設備廠商研發人員主動提出對接技術交流。 這僅僅是半導體零部件中的一個縮影。實際上，半導體零部件的主要門檻在于三方面。一方面，比較復雜的電子和機械產品開發技術難度較大，精度要求高。另一方面，產品形成批量應用還是困難的。 此外，半導體設備的零部件也需要半導體設備的驗證，需要很長的周期。根據富創精密的公告，零部件廠商進入設備廠商供應商名錄通常需要2~3年的驗證周期來確定零部件的性能指標達到要求。 2 零部件生意是棵“常青樹” 最近幾年，半導體零部件的市場逐漸火熱。 一方面，是半導體設備廠商的需求。零部件廠商直接向設備廠定制化提供的原裝零部件。VLSI數據顯示，2020年半導體設備子系統市場銷售規模接近100億美元，其中維修和支持服務占46%，零部件產品銷售占32%，替換升級占22%。 如盛美上海在回答投資者提問時表示，半導體設備集成商一般不親自做標準零部件，例如閥、泵等。公司也在積極尋找國內的供應商，包括參股部分核心零部件廠商等，例如公司參股的子公司盛奕科技。 由于對設備的需求旺盛，進一步地向上游延伸，帶動了設備零部件的供不應求，交貨期大多數延長到12-15個月。 另一方面，是晶圓代工廠商的需求。全球半導體零部件市場規模估計為200-300億美元，且伴隨晶圓廠資本開支長期高成長。非光刻機類的設備零部件市場規模約100-200多億美元，而光刻機零部件市場規模超過50億美元，廠務附屬設備市場規模約20億美元，晶圓廠每年采購備品備件也具備一定的市場規模。 目前來看，國內主流代工廠全年日常運營過程中領用的零部件（包括更換和失效更換的零部件）達到 2000種以上。因此，常常會有半導體制造廠直接采購的作為耗材或備件的零部件及相關服務。 對于設備制造商來說，替換零件可以帶來高利潤并帶來穩定的收入。即使芯片制造商在經濟低迷時期控制投資，他們也會繼續購買替換零件。因此，相較于總是起伏的半導體行業，這個賽道是一棵“常青樹”。 最近，也有新聞報道，日本半導體設備大廠Disco宣布將在日本廣島縣建設一家工廠，生產用于切割、研磨和拋光過程的切割輪，到2035年，該公司的產能將提高14倍。這個切割輪就是安裝在機器中，高速旋轉以處理形成電路的基板。該裝置由鉆石制成，磨損后需要更換。這就是看中了替換零部件的生意。 Disco在切割、研磨和拋光機器方面擁有全球最大的市場份額。從它的財報來看，截至 2023 年 3 月的財年銷售額達到創紀錄的 2841 億日元，其中切割輪等替換零件占 20%。過去 10 年，替換零件的銷量增長了兩倍。 3 國內零部件賽道趨熱 從市場格局來看，美國、日本公司在半導體設備零部件方面處于壟斷地位。據ICWorld2020公開的20類半導體核心零部件產品的44家主要供應商，其中美國供應商有20家，約占45%，日本供應商16家，約占36%。此外，還有2家德國供應商、2家瑞士供應商、2家韓國供應商、1家英國供應商。 不過，國內半導體零部件廠商成長迅速。富創精密、江豐電子、新萊應材等在內的多家A股上市公司，已積極投入半導體零部件領域。 富創精密是全球為數不多能夠量產應用于7納米工藝制程半導體設備的精密零部件制造商。目前已與國內前十名半導體設備廠商中的9家達成合作，包括北方華創、浙江晶盛、中微半導體等。來自境內收入占比已由2022年的54.03%進一步提升至2023年上半年的63.46%。 江豐電子是半導體靶材廠商。據財報顯示，2023年前三季度，公司實現營業總收入18.52億元，同比增長9.84%；歸母凈利潤1.93億元，同比下降13.02%；扣非凈利潤1.40億元。目前江豐電子生產的超高純銅靶、超高純銅錳合金靶材已經在客戶端批量生產。江豐電子的超高純金屬濺射靶材品類比較穩定，主要產品包括超高純鋁靶材、超高純鈦靶材及環件、超高純鉭靶材及環件、超高純銅靶材及環件、鎢鈦靶、鎳靶和鎢靶等。 目前一些國產的核心零部件如機械手、溫控器、射頻電源、低溫真空泵、干泵等已得到半導體裝備制造商驗證，裝備核心部件國內供應鏈正在形成并快速發展。 在2023年，儲氣艙（gas box）、流量計、真空計、反應噴淋頭、靜電吸盤和閥門等重要零部件取得較大突破，逐漸能夠滿足部分國內半導體設備需求。 在12月底，有四家半導體設備廠商聯合設立了一家合資公司：中科共芯。這家公司的定位就是聚焦于投資半導體設備零部件，并將以戰略性投資為主。從股權結構來看，拓荊科技、中科飛測、微導納米均持股27.7624%；盛美上海持股比例為16.6574%；中科共芯的執行事務合伙人為廣州中科齊芯半導體科技有限責任公司，持股0.0555%。 4 結語 半導體零部件市場雖然看似“小”，但其中蘊藏著巨大的商機和潛力。這些看似不起眼的零部件，實則是整個半導體產業鏈中的重要環節，對整個行業的發展起著至關重要的作用。 零部件國產化是必經之路。半導體設備行業經歷了2018年以來的快速國產化，在整個過程中，設備公司訂單量從10億級別跨越到100億，但是零部件生產體系的國產化進展比較緩慢。 2020年中，美國MOCVD設備廠商Veeco發出禁止SGL出售石墨盤（晶圓承載器）的禁令，使得華燦光電股價重挫。現在，本土零部件廠商已經開始在石墨盤這樣的重要領域發力。 “江豐在E chuck靜電吸盤、SiC涂層石墨基座等核心部件上取得長足進展。”江豐電子副總經理邊逸軍介紹，公司積極布局核心零部件，已設立了6個量產基地，擁有750臺/套機床設備，組建了1600人的研發制造團隊，現在擁有量產客戶120家， 目前，國內設備廠商正處于持續研發突破，產品初步起量階段，隨著國產設備廠商的放量，未來國內零部件需求預計將快速增長，機遇廣闊。 |
