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中金公半岛电竞司:半导体真空零部件国产替换希望加快

更新时间  2024-06-01 21:36 阅读

  真空体例平淡由真空泵(低温泵、干泵、分子泵等)、真空阀门(远离阀、传输阀、调压阀、插板阀等)、真空衡量仪器(薄膜真空规、压力开闭等)、真空腔体、真空管途及法兰等中枢零部件组成。正在干法修造中平淡需求正在真空要求下诈欺高频高压使电极周遭的气体电离造成等离子体,并对晶圆举办加工,是以真空体例正在干法修造中起到至闭苛重的功用。

  2023年环球线亿美元。咱们从修造零部件两大下游商场开拔,遵照SEMI,2023年环球前道修造商场界限906亿美元,真空体例正在修造采购中占比约20-30%,2023年环球修造厂采购线亿美元;遵照环球晶圆厂零部件采购金额正在100~150亿美元算计出晶圆厂端每年采购线亿美元。

  国产化率较低,看好真空零部件加快达成替换。真空零部件目前紧要供应商仍为美、日、欧洲企业,国内企业基础仍处于研发、认证阶段,如半导体真空泵紧要供应商为Atlas(瑞典)、Ebara(日)、普发真空(德),半导体真空阀门紧要供应商为VAT(瑞士),半导体真空衡量仪器紧要供应商为MKS(美)、Inficon(德),咱们以为他日跟着供应链太平考量,半导体真空零部件希望加快达成国产替换。

  危险:国产半导体修造出货不足预期、半导体修造零部件厂商时间研发开展不足预期、中美商业摩擦加剧。

  半导体例作经过中,需过程光刻、刻蚀、薄膜重积等多种工艺,咱们平淡遵照其紧要应用气体加工照样液体加工,将前道造作修造分为干法修造及湿法修造,此中干法修造紧要蕴涵:等离子体刻蚀修造、薄膜重积修造、去胶/热措置修造等;湿法修造紧要蕴涵:洗濯修造、电镀修造、CMP修造等。因为干法修造平淡需求正在真空要求下,诈欺高频高压使电极周遭的气体电离造成等离子体,再对晶圆举办加工,是以真空体例正在干法(等离子体)修造中起到至闭苛重的功用。

  半导体真空体例平淡由真空泵(低温泵、干泵、分子泵等)、真空阀门(远离阀、传输阀、调压阀、插板阀等)、真空衡量仪器(薄膜真空规、压力开闭等)、真空腔体、真空管途及法兰等中枢零部件组成。此中真空泵是真空体例中的苛重构成片面,用来得到及保护真空情况;真空阀门紧要用来调整减量、割断或接通管途的元件;真空管途及法兰用于体例的可拆卸部位及装置需求的相联部位;真空衡量仪器则平淡需正在响应腔体、传送模组等装置完毕后的漏气反省。

  半导体修造零部件平淡分为呆滞类、气体输送系列类、电气类、机电一体类、真空体例类、气动体例类、仪器仪表类、传感器类共8类:

  1)呆滞类:响应腔体、运输腔体、修造支柱架、钣金表壳、碳化硅淋浴头上电极、陶瓷镀膜上电极、静电吸盘下电极、石墨图盘、壳体表箱等;2)气体输送系列类:气柜、焊接件等;3)电气类:可编程节造器、I/O模块、AC模块、DC模块、工业电脑、可编程节造电源、加热器、配电柜、线)机电一体类:呆滞手、陶瓷转轮、消防报警灭火装备、温控衡量体例、进出口风阀;5)真空体例类:干泵、分子泵、线)气动体例类:电磁阀、接一级;7)类:气体流量计、压力节造器等;8)类:光电、压力传感器、温度传感器等。

  遵照中微公司及拓荆科技招股仿单,2018年真空体例(泵、阀门、管道等)正在刻蚀修造、薄膜重积修造中的采购永别为9.31%及5.65%,此中将泵划分入附庸修造,故导致真空体例采购占比偏低,咱们以为本质本钱占比约正在10%摆布。另表响应腔体、运输腔体等真空腔体正在采购时划分正在呆滞类中,是以咱们以为真空体例的举座采购比例应正在修造本钱占比的20~30%。

  晶圆厂正在持久应用半导体修造的经过中,修造弗成避免地会出现磨损半岛电竞,需求对零部件举办交换。一片面修造零部件晶圆厂需求向修造原厂举办采购,这片面平淡是定造化的零件或是较为庞大的模组、体例。其余一片面圭表化的零件或是较为简略的模组、体例晶圆厂直接向零部件厂商举办采购。

  遵照芯谋咨议,2020年中国大陆晶圆厂直接采购零部件金额凌驾10亿美元,若是剔除Samsung、SK Hynix、台积电等境表厂商正在中国大陆的产线,中国本土晶圆厂(中芯国际、华虹集团、长江存储、合肥长鑫等)直接采购零部件金额约4.3亿美元,紧要包含石英件、射频发作器、泵、阀、静电吸盘、喷淋头、角落环、流量计、MFC、陶瓷件、密封圈。此中,真空类零部件(泵、阀门、密封圈)采购占比合计达20%。

  咱们从半导体修造零部件两大下游商场开拔推导出环球真空类半导体零部件商场界限约55.9~83.8亿美元:

  下游商场#1:修造厂商。遵照SEMI测算,2023年环球前道修造商场界限906亿美元,此中刻蚀修造、薄膜修造、去胶修造等干法修造占比约45%,参考半导体修造上市公司的财政数据,且半导体修造企业的毛利率普通正在40%-50%之间,此中半导体修造零部件占开业本钱比例80%摆布,线年环球修造厂采购线亿美元;

  下游商场#2:晶圆厂。遵照芯谋咨议,2020年中国大陆晶圆厂零部件采购金额凌驾10亿美元。我国晶圆厂造作产能占环球的比例正在12-15%摆布,斟酌到前辈工艺带来的高附加值零部件采购需求,环球晶圆厂零部件采购金额正在100~150亿美元摆布,真空备件(泵、阀门)采购占比约20%,咱们测算晶圆厂端每年采购线亿美元。

  真空泵是用以出现、改观和保护真空的装备,为半导体真空工艺体例中的中枢零部件,可为晶圆造作的中枢工艺修造供给所必要的超明净真空情况,正在PVD、CVD、刻蚀、离子注入等对真空情况央浼较高的干法工艺中行使广大。

  按半导体工艺来分类,关于半导体真空泵平淡分为明净工艺、中等工艺和苛刻工艺造程,造程的分类原由真空泵的装置地点和工艺响应出现的造程物特色决议,差别工艺造程对真空泵的需求差别,是以需求差别时间特质的干式真空泵来知足差别工艺造程的行使。

  明净工艺:包含量测、光刻工艺,也包含中等工艺、苛刻工艺修造的装载腔室和传输腔室,关于真空泵的央浼平淡为高牢靠性、低本钱、不妨达成敏捷抽气、体积幼等特色;

  中等工艺:包含PVD、干法去胶、介电刻蚀、硅刻蚀、离子注入等,其关于真空泵的央浼平淡为敏捷抽真空、低功耗、高职能等特色。

  苛刻工艺:包含各样CVD工艺、干法导体刻蚀、退火、ALD工艺,关于真空泵央浼平淡为耐侵蚀、耐粉尘、避免冷凝等特色。

  遵照中科仪招股仿单,正在12英寸晶圆临蓐线台真空泵,遵照Semi统计数据,2023年环球晶圆正在运产能折合12英寸约1,269万片/月,假设存量干式线%(晶圆造作企业对线年),按单台线年环球半导体真空泵存量交换商场界限约145~290亿元。

  目前环球半导体干式真空泵造作企业紧要由海表供应商所主导,欧美日企业攻克一切商场90%以上的份额,国产化率目前较低,海表紧要临蓐企业包含Atlas、Ebara、普发真空等。此中,Atlas缔造于1873年,公司紧要交易为工业干泵、化学干泵、涡轮分子泵、液体阀门等,2014年公司收购Edwards,2016年公司收购Leybold及CSK,成为环球真空泵龙头企业;普发线年,是环球真空时间和流露检测管理计划龙头供应商之一,其高职能产物组合涵盖了从真空泵到衡量明白修造再到整套真空体例,普发真空正在半导体例作周围供给多种真空泵管理计划,蕴涵罗茨真空泵、旋片泵、涡轮泵等;Ebara紧要产物为干式真空泵、CMP 修造、电镀修造、废气措置修造。

  阀门为半导体真空体例中的中枢零部件,起到开闭、节造流量、调整压力等功用,真空阀指的是用正在真空体例中的阀门,其功用平淡为远离真空区域(如工艺腔室)或节造气体进出量。因为处于差别地点的阀门成效各不相似,是以品种繁多,可能分为远离阀、节造阀、传输阀此中,远离阀起阻隔/接通功用精密机械,营造真空情况;节造阀紧要起到节造气体流量和压力的功用;传输阀则可用于晶圆正在腔体之间或腔体和 Load Lock之间的传输,遵照阀门的事业格式划分,远离阀和节造阀又包含闸阀、角阀、蝶阀、球阀、钟摆阀等。

  远离阀紧要为闸阀和角阀,闸阀的启闭件为闸板,闸板运动倾向与介质滚动倾向笔直,通过闸板的起落可能起到阻隔/接通功用,平淡只作全开/全闭状况,是远离阀的理思拣选,而较罕用作节造功用,闸阀可用于腔体和真空泵之间来庇护真空泵,也可用于两个相连腔体之间的远离;角阀气体通途平淡呈直角,紧要可用于真空体例中的排气管途和抽气体例等的相联,如用于主泵(平淡为分子泵)和前级泵(平淡为干泵)之间(即前级管途),或者是工艺腔和前级泵之间(即粗抽或预真空管途),角阀合用于苛苛的情况下,拥有卓绝的牢靠性,也可具备节造功用。

  节造阀紧要通过缩幼或加宽气门通道来节造气液体的体积流量,紧要蕴涵钟摆阀精密机械、蝶阀及球阀,此中:1)钟摆阀基于钟摆运动道理来节造流体的滚动,当阀门处于开启状况时,气体可能自正在滚动,当阀门没有表力功用时,受到重力影响会向下摆动处于闭上状况半岛电竞,禁止气体自正在滚动,拥有打算紧凑、振动幼、启闭平定、能有用避免出现颗粒的特色,被广大用作节造阀半岛电竞,多用于线)蝶阀阀体呈圆筒形,轴向长度短,内置蝶板,诈欺圆盘的启闭件来去反转90来开启、闭上或调骨气体流量的一种阀门,拥有组织简略、体积幼、重量轻、开闭系忙、力矩较幼的特色;3)球阀的启闭件是中心带有圆形通道的球体,可能绕笔直于通道的轴线盘旋,而到达启闭通道的宗旨。球阀合用于高真空到低真空等压力限度精密机械,同时正在带有侵蚀性介质的体例中也均可合用。传输阀是用于相联腔室之间的阀门,平淡用于工艺腔与Load lock之间,需求包管双方腔体的密封性。

  LED、医疗等周围,除VAT表环球当先的阀门供应商为MKS、VTEX、ULVAC等企业。

  太甚腔:过渡腔是修造中晶圆真空情况入口,晶圆从表部运输至修造入口,过程前端模块(EFEM)晚生入过渡腔,方从大气情况转换为真空情况,后续晶圆从过渡腔再进入真空情况的传输腔、响应腔举办工艺响应。过渡腔需求包管真空度、密封性以及晶圆过程不行发作污染,需求公司的高精巧多工位庞大型面造作时间和耐侵蚀阳极氧化时间等中枢时间,平淡也称为真空锁(Load lock)。

  传输腔:传输腔是晶圆正在过渡腔和响应腔之间举办变动的中心平台。倘使传输腔密封区域加工不良,腔体无法包管真空,将会影响晶圆临蓐。公司通过高精巧多工位庞大型面造作时间来包管传输腔的密封性和真空度。同时因传输腔需求与差别工艺的响应腔相联,公司采用差其它表观措置特种工艺来包管传输腔的明净度和耐侵蚀性,以延迟其应用寿命并包管晶圆流转情况不受污染。

  响应腔:响应腔是晶圆加工和临蓐的事业空间。正在晶圆加工经过中,会有多种工艺气体流入响应腔内,发作化学响应,从而其对明净度和耐侵蚀性央浼较高。更加是前辈造程关于响应腔的明净度央浼更高,公司需求通过高尚净度精巧洗濯时间来确保响应腔的明净度,避免化学粒子出现,为晶圆临蓐创作明净情况。另表,为包管修造的应用寿命、普及临蓐结果精密机械,公司需求通过耐侵蚀阳极氧化时间等表观措置特种工艺时间来巩固其耐侵蚀及耐击穿电压职能。

  因为差别公司差别型号修造的腔体巨细、明净度等央浼均有所不同,是以腔体临蓐平淡拥有幼批量、多种类、定造化的特色,环球介入腔体加工的企业平淡也担当对工艺零部件(内衬、加热器、匀气盘)及组织零部件(基板、冷却版、盖板等)举办加工,其中枢壁垒正在于阳极氧化、电解扔光、化学洗濯等表观措置特种工艺以仍旧精巧零部件的高尚净、超侵蚀、耐击穿电压等职能,以及精巧呆滞的造作和焊接时间。环球介入精巧呆滞造作的公司紧要为Ferrotec、京鼎精巧、UCT等,目前国内

  真空规是用于探测低压空间稀少气体压力的仪器,由真空管、指针、标准盘、密封杆等片面构成。遵照道理差别,紧要分为三类:一是绝对压力的真空规,如波登式真空规和电容式真空规;二是热传导式真空规,如皮拉尼真空规(热电阻);三是电离式真空规,如冷阴极真空规和热阴极真空规,另表还包含质谱明白仪、磁悬浮转子真空规。正在低真空度中,薄膜真空规、压阻式真空规行使较多;正在中真空度中,多选用电离真空规、皮拉尼真空规;正在高真空度中,以电离真空规为主;正在超高真空度中,热阴极真空规行使较广大。

  正在半导体工艺中,真空规紧要行使于粗真空情况及工艺经过中,正在刻蚀、CVD、表延等等离子体工艺所需求的真空情况以及气体通入腔体时都需求对腔体内的真空度举办及时监控,皮拉尼真空规和电容薄膜真空规正在半导体周围行使较多。目前环球半导体紧要供应商为美国MKS及瑞士Inficon,国内目前国产化率仍较低,紧要研发企业为上海振太。

  国产半导体修造出货不足预期:咱们以为国产半导体修造是国产半导体修造零部件的苛重下游半岛电竞,若是国产半导体修造出货量受到晶圆厂本钱开支、或是出货受限等因为出货不足预期,则恐怕会直接影响到国产半导体修造零部件的出货。

  半导体修造零部件厂商时间研发开展不足预期:目前晶圆造作和半导体修造已向更前辈的工艺造程演进,对零部件企业的研发材干不绝提出更高央浼。目前国内真空零部件厂商依然得到了冲破,若是这些企业时间研发开展不足预期,公司将难以得到胜过行业的增速。

  中美商业摩擦加剧:片面国内半导体修造零部件厂商产物发往海表,也有片面国内半导体修造零部件厂商原资料来自海表,若中美商业摩擦加剧,将会给这些企业带来不确定性。中金公半岛电竞司:半导体真空零部件国产替换希望加快