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半导体设备零部件行业研究报告

半导体设备零部件行业研究报告

半导体关键零部件分类

半导体设备由 8 类核心子系统构成

据半导体产业调查公司 VLSI统计，半导体设备的关键子系统主要分为 8 大类。包含：气液流量控 制系统、真空系统、制程诊断系统、光学系统、电源及气体反应系统、热管理系统、晶圆传送系 统、其他集成系统及关键组件，每个子系统亦由数量庞大的零部件组合而成。

不同半导体设备的核心零部件有所不同。例如：光刻机的核心零部件包括工作台、投影物镜、光源 等，而等离子体真空设备（PVD、CVD、刻蚀）的核心零部件包括 MFC、射频电源、真空泵、ESC等。

半导体核心零部件：通用部件国产化难度高

半导体设备企业采购的零部件通常包括机械类、机电一体类、电气类、气体输送系统类、真空系统 类、附属设备等。参考部分半导体设备公司的招股说明书，其中，腔体、金属加工件、EFEM等精 密机加件的国产供应商包括靖江先锋（参考沈阳拓荆、中微公司的招股说明书）、沈阳富创（参考 公司官方网站）、兆恒众力等，而真空系统、真空泵、射频电源、机械手等通用部件都是采购 MKS、AE、爱德华、Rorze等外资品牌。

半导体附属设备：国产化相对容易

集成电路制造关键附属装臵主要包括温控装臵、干泵、尾气处理装臵和真空隔离阀。其中，北京京 仪自动化装备技术有限公司成立于 2016 年 6 月，在温控装臵、尾气处理装臵等领域有一定的竞争 优势，是一家集研发、生产和销售为一体的装备制造企业，主要产品包括半导体温控装臵系列 （Chiller）、机器人系列（WaferSorter/AMR）、废气处理装臵系列（LocalScrubber）等专用设备，现 已广泛应用于半导体、LED、LCD等领域，且公司客户包括中芯国际、长江存储、华虹无锡等国内 知名半导体企业。

半导体零部件的市场前景

半导体零部件的重要性：半导体全产业链的基石

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，从而支撑全球经济数字化进程。半导体核心零部件与半导体原材料一 样，尽管市场规模小，却决定了半导体设备的核心构成、主要成本、优质性能等。

参考半导体零部件各公司的财务数据统计：

半导体核心零部件市场规模约 200-300 亿美元，支撑半导体设备市场规模约 800-900 亿美元；

半导体设备行业规模 800-900 亿美元，与半导体材料、EDA共同支撑全球半导体行业规模 5000 多亿美元。

参考国内半导体设备公司的主营成本结构，半导体零部件及原材料占设备企业主营成本的 80%- 90%，而零部件采购又占到半导体设备成本的 80%以上。

半导体零部件的市场规模：200-300 亿美元

方法一：营业成本推导，推测全球半导体零部件的市场规模估计 300 亿美元左右。参考半导体设备 上市公司的财务数据，半导体设备零部件及原材料的采购成本占半导体设备企业营业成本的 80%- 90%，且半导体设备企业的毛利率普遍在 40%-60%之间，即营业成本占营业收入的比重平均在 50% 左右，因此半导体设备零部件及其他原材料市场规模相当于全球半导体设备市场规模的 40%-45%范 围内，其中半导体零部件占据大部分（8 成以上）。根据全球 2021 年半导体设备市场规模约为 800- 900 多亿美元，由此推测全球半导体零部件的市场规模估计 300 亿美元左右。

方法二：通过核心零部件企业的收入加总推导，估计全球半导体设备零部件及附属设备的市场规模 超 200 亿美元。

非光刻零部件：参考全球主要半导体零部件的收入规模，包括 MKS、UCT、ICHOR、AE、 Edwards等主要半导体零部件公司的收入总计为 100 多亿美元；

光刻零部件：ASML光刻机相关的零部件市场规模估计超过 50 亿美元，主要参考 ASML2021 年光刻机整机总收入有望达到 140 亿欧元，毛利率接近 50%，营业成本中零部件占了大部 分。

附属设备：根据 ICWorld会议资料，半导体附属设备年均市场规模超过 20 亿美元。

备件备品：Fab厂运营过程中，需更换的备品备件市场需求。参考应用材料、ASML、泛林半 导体、TEL等的收入结构，备品备件及售后服务在整个收入结构中占比平均为 26%，或者说 备品备件及售后服务相当于整机销售收入的 36%，但估计包括了部分人工增值服务收入。因 此，Fab厂运营中更换的备品备件应该具备一定的市场规模。

细分市场：射频电源、真空泵、吸盘、喷淋头等占比高

参考芯谋研究发布的中国半导体卡脖子的源头之一——设备零部件，中国晶圆制造厂商采购的 设备零部件主要有：

石英（Quartz）、射频发生器（RFGenerator）、各种泵（Pump）等，各占零部件采购金额的 比重依次是 11%、10%、10%；

阀门（Valve）、静电吸盘（e-Chuck）、反应腔喷淋头（ShowerHead）、边缘环（EdgeRing） 等零部件的采购占比依次是 9%、9%、8%、6%；

真空规、MFC、陶瓷部件、O-Ring等零部件的采购占比依次是 3%、2%、2%、1%。

半导体零部件的竞争格局

主要被美国、日本垄断，行业集中度高

据 ICWorld2020 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。

根据全球主要半导体零部件企业（不含光刻机零部件）的半导体收入进行统计，美国半导体零部件 企业的合计收入占比 44%，日本半导体零部件企业的合计收入占比 33%，英国、瑞士等欧洲地区占 比 21%，新加坡、韩国等半导体零部件企业的合计收入占比仅为 2%。

ASML光刻机零部件供应商遍布全球

光刻机作为芯片制造的核心设备，内部结构精确而复杂，最先进的光刻机由近 10 万个组件构成， 而其核心零部件均为国际厂商供应，具体包括：=光源系统由美国 Cymer提供；光学镜头由德国蔡司提供；计量设备由美国是德科技提供；传送带由荷兰 VDL集团提供。

半导体零部件的国产化

目前半导体核心零部件高度依赖进口

长江存储技术有限责任公司副总裁、联席 CTO程卫华曾介绍，在半导体晶圆制 造厂里，密封圈、静电吸盘、阀类、陶瓷类真空压力计等零部件大部分需要进口。其中，阀类费用 支出约占所有耗材支出的 10.6%，市场需求强劲，但国内供应商基本为空白。

参考芯谋研究数据，目前半导体零部件国产化率超过 10%的有 Quartz成品、Showerhead、Edgering等少数几类，其余的国产化程度都比较低，特别是 Valve、Gauge、O-ring等几乎完全依赖进口。

据各家半导体设备企业的前五大供应商统计，半导体真空设备的零部件较大程度依赖于美国的 MKS、UCT，以及日本的 RORZECORPORATION、Ferrotec等。

政策引导半导体零部件等卡脖子环节的国产化突破

在历次政府工作报告中，核心零部件卡脖子环节均受到重视。在 2021 年 7 月 30 日召开的中央 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。在 2019 年 9 月 3 日举办的 半导体集成电路零部件产业峰会上，与会企业表示要促进中国半导体集成电路零部件产业的发展， 增强零部件企业和下游企业之间的合作，构建良性的产业生态，加快零部件国产化进程。通过整合 全国集成电路零部件领域创新资源，缓解“卡脖子”问题，实现关键核心技术自主可控，为中国集成 电路技术创新发展做出贡献。

半导体零部件的国产化正在进行

致力于半导体零部件国产化的本土企业，目前统计至少有 10 多家以上。具体包括：

神工股份：为国内领先集成电路刻蚀用单晶硅材料供应商，主营 14-19 英寸的大尺寸高纯度 集成电路刻蚀用单晶硅材料，是晶圆生产中刻蚀环节所使用的核心耗材。目前已向多个国际 知名硅电极制造商提供产品，近 9 成营收来自港澳台及海外。同时，子公司福建精工能够把 大直径单晶硅材料加工成刻蚀机用硅零部件（硅上电极、硅托环等目前已批量生产，获 得或通过多家 8 英寸、12 英寸集成电路生产商的评估机会。公司还积极布局大尺寸硅片领 域，3 大业务的协同效应使公司获得更加扎实的成长确定性。

万业企业：通过联合收购新加坡 CompartSystem，布局半导体零部件业务。CompartSystem主 营业务包括 BTP组件、装配件、密封件、气棒总成、MFC质量流量控制器、焊接件，核心 客户包括 UCT、ICHOR等，终端客户包括应用材料和泛林半导体等。

英杰电气：公司主要产品包括功率控制电源、特种电源等。半导体客户方面，主要供应设备 用功率控制器、射频电源等，配套 MOCVD、蓝宝石炉、碳化硅设备等。

新莱应材：公司半导体产品面向国内外众多客户，包括国外的美商应材、LAM、国内的北方 华创、中微半导体、长江存储、合肥长鑫、无锡海力士、中芯国际、正帆科技、至纯科技、 亚翔集成、等知名客户。当前公司半导体真空系统产品面的客户较多，未来气体系统将是公 司重点攻克的方向，并于 2019 年底发行可转债募资 2.8 亿元加大投入半导体气体系统。

靖江先锋：公司成立于 2008 年，专注于精密金属零部件生产制造，具有数控加工中心为主体 的精密加工，和针对铝、不锈钢等金属材料表处理能力。

晶盛机电：在半导体关键辅材耗材方面，公司建立了以高纯石英坩埚、抛光液及半导体阀 门、管件、磁流体、精密零部件为主的产品体系，建立了国内领先的半导体设备精密加工制 造基地，半导体辅材耗材业务取得快速增长。公司半导体石英坩埚在研发和市场开拓方面取 得积极进展，已向客户批量销售 32 英寸合成坩埚，并研发了 36 英寸石英坩埚。目前公司 的半导体石英坩埚在大陆及中国台湾市场份额增长较快，并争取向海外其他市场开拓业务。

江丰电子： 公司半导体零部件主要布局 PVD机台用 ClampRing、Collimator，CVD、etching机台 用 faceplate、showerhead等，化学机械研磨机台用金刚石研磨片、RetainingRing等。

半导体零部件投资策略

半导体核心零部件加速发展，进入投资元年

国内半导体设备行业高速成长。国内半导体设备龙头企业收入规模的 Wind一致预期为 2021 年合计 收入 141 亿元，相比 2020 年增长 45%，而 2017 年合计收入仅为 36 亿元，2017 年至 2021 年的年复 合增速达到 40%。

半导体整机设备规模的高速成长，直接带动半导体核心零部件的高速增长。我们认为本土半导体设 备企业面临历史发展机遇，也是半导体零部件投资元年。 投资方向上，建议重点关注射频电源、MFC、精密加工、真空设备等市场空间较大且技术壁垒较高 的重点领域，国产化势在必行。