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中金公司:半导体真空零部件国产替换希望威客电竞加快

更新时间  2024-05-30 14:30 阅读

  真空编造常常由真空泵(低温泵、干泵、分子泵等)、真空阀门(隔断阀、传输阀、调压阀、插板阀等)、真空衡量仪器(薄膜真空规、压力开合等)、真空腔体、真空管道及法兰等主旨零部件组成。正在干法摆设中常常须要正在真空条款下欺骗高频高压使电极边际的气体电离酿成等离子体,并对晶圆举办加工,以是真空编造正在干法摆设中起到至合紧急的影响。

  2023年环球线亿美元。咱们从摆设零部件两大下游市集起程,依照SEMI,2023年环球前道摆设市集领域906亿美元,真空编造正在摆设采购中占比约20-30%,2023年环球摆设厂采购线亿美元;依照环球晶圆厂零部件采购金额正在100~150亿美元计算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告终代替。真空零部件目前紧要供应商仍为美、日、欧洲企业,国内企业根本仍处于研发、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),咱们以为改日跟着供应链安静考量,半导体真空零部件希望加快告终国产代替。

  危险:国产半导体摆设出货不足预期、半导体摆设零部件厂商技艺研发发达不足预期、中美生意摩擦加剧。

  半导体修筑经过中,需过程光刻、刻蚀、薄膜重积等多种工艺,咱们常常依照其紧要操纵气体加工仍旧液体加工,将前道修筑摆设分为干法摆设及湿法摆设,个中干法摆设紧要包罗:等离子体刻蚀摆设、薄膜重积摆设、去胶/热治理摆设等;湿法摆设紧要包罗:洗涤摆设、电镀摆设、CMP摆设等。因为干法摆设常常须要正在真空条款下,欺骗高频高压使电极边际的气体电离酿成等离子体,再对晶圆举办加工,以是真空编造正在干法(等离子体)摆设中起到至合紧急的影响。

  半导体真空编造常常由真空泵(低温泵、干泵、分子泵等)、真空阀门(隔断阀、传输阀、调压阀、插板阀等)、真空衡量仪器(薄膜真空规、压力开合等)威客电竞、真空腔体、真空管道及法兰等主旨零部件组成。个中真空泵是真空编造中的紧急构成局部,用来得回及坚持真空处境;真空阀门紧要用来医治约量、割断或接通管道的元件;真空管道及法兰用于编造的可拆卸部位及安置须要的毗连部位;真空衡量仪器则常常需正在响应腔体、传送模组等安置完毕后的漏气检验。

  半导体摆设零部件常常分为呆滞类、气体输送系列类、电气类、机电一体类、真空编造类、气动编造类、仪器仪表类、传感器类共8类:

  1)呆滞类:响应腔体、运输腔体、摆设支持架、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:可编程驾御器、I/O模块、AC模块、DC模块、工业电脑、可编程驾御电源、加热器、配电柜、线)机电一体类:呆滞手、陶瓷转轮、消防报警灭火安装、温控衡量编造、进出口风阀;5)真空编造类:干泵、分子泵、线)气动编造类:电磁阀、接优等;7)类:气体流量计、压力驾御器等;8)类:光电、压力传感器、温度传感器等。

  依照中微公司及拓荆科技招股仿单,2018年真空编造(泵、阀门、管道等)正在刻蚀摆设、薄膜重积摆设中的采购离别为9.31%及5.65%,个中将泵划分入隶属摆设,故导致真空编造采购占比偏低,咱们以为现实本钱占比约正在10%操纵。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,以是咱们以为真空编造的合座采购比例应正在摆设本钱占比的20~30%。

  晶圆厂正在永久操纵半导体摆设的经过中,摆设不成避免地会发作磨损,须要对零部件举办替代。一局部摆设零部件晶圆厂须要向摆设原厂举办采购,这局部常常是定造化的零件或是较为庞大的模组、编造。此表一局部法式化的零件或是较为纯洁的模组、编造晶圆厂直接向零部件厂商举办采购。

  依照芯谋钻探,2020年中国大陆晶圆厂直接采购零部件金额超出10亿美元,假若剔除Samsung、SK Hynix、台积电等境表厂商正在中国大陆的产线威客电竞,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,紧要网罗石英件、射频产生器、泵、阀、静电吸盘、喷淋头、周围环、流量计、MFC、陶瓷件、密封圈。个中,真空类零部件(泵、阀门、密封圈)采购占比合计达20%。

  咱们从半导体摆设零部件两大下游市集起程推导出环球真空类半导体零部件市集领域约55.9~83.8亿美元:

  下游市集#1:摆设厂商。依照SEMI测算,2023年环球前道摆设市集领域906亿美元,个中刻蚀摆设精密机械、薄膜摆设、去胶摆设等干法摆设占比约45%,参考半导体摆设上市公司的财政数据,且半导体摆设企业的毛利率广大正在40%-50%之间,个中半导体摆设零部件占买卖本钱比例80%操纵,线年环球摆设厂采购线亿美元;

  下游市集#2:晶圆厂。依照芯谋钻探,2020年中国大陆晶圆厂零部件采购金额超出10亿美元。我国晶圆厂修筑产能占环球的比例正在12-15%操纵,思索到优秀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100~150亿美元操纵,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。

  真空泵是用以发作、改良和坚持真空的安装精密机械,为半导体真空工艺编造中的主旨零部件,可为晶圆修筑的主旨工艺摆设供给所必定的超清白真空处境,正在PVD、CVD、刻蚀、离子注入等对真空处境恳求较高的干法工艺中操纵通俗。

  按半导体工艺来分类,对付半导体真空泵常常分为明净工艺、中等工艺和苛刻工艺造程,造程的分类原由真空泵的安置身分和工艺响应发作的造程物特性断定,差别工艺造程对真空泵的需求差别,以是须要差别技艺性格的干式真空泵来知足差别工艺造程的操纵。

  明净工艺:网罗量测、光刻工艺,也网罗中等工艺、苛刻工艺摆设的装载腔室和传输腔室,对付真空泵的恳求常常为高牢靠性、低本钱、可能告终迅速抽气、体积幼等特性;

  中等工艺:网罗PVD、干法去胶、介电刻蚀、硅刻蚀、离子注入等,其对付真空泵的恳求常常为迅速抽真空、低功耗、高功能等特性精密机械。

  苛刻工艺:网罗各样CVD工艺、干法导体刻蚀、退火、ALD工艺,对付真空泵恳求常常为耐腐化、耐粉尘、避免冷凝等特性。

  依照中科仪招股仿单,正在12英寸晶圆临盆线台真空泵,依照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%(晶圆修筑企业对线年),按单台线年环球半导体真空泵存量替代市集领域约145~290亿元。

  目前环球半导体干式真空泵修筑企业紧要由海表供应商所主导,欧美日企业占领全盘市集90%以上的份额,国产化率目前较低,海表紧要临盆企业网罗Atlas、Ebara、普发真空等。个中,Atlas缔造于1873年,公司紧要生意为工业干泵、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,是环球真空技艺和暴露检测处置计划龙头供应商之一,其高功能产物组合涵盖了从真空泵到衡量剖析摆设再到整套真空编造,普发真空正在半导体修筑范畴供给多种真空泵处置计划,包罗罗茨真空泵、旋片泵、涡轮泵等;Ebara紧要产物为干式真空泵、CMP 摆设、电镀摆设、废气治理摆设。

  阀门为半导体真空编造中的主旨零部件,起到开闭、驾御流量、医治压力等影响,真空阀指的是用正在真空编造中的阀门,其影响常常为隔断真空区域(如工艺腔室)或驾御气体进出量。因为处于差别身分的阀门功用各不不异,以是品种繁多,可能分为隔断阀威客电竞、驾御阀、传输阀个中,隔断阀起绝交/接通影响,营造真空处境;驾御阀紧要起到驾御气体流量和压力的影响;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,依照阀门的职业格式划分,隔断阀和驾御阀又网罗闸阀、角阀、蝶阀、球阀、钟摆阀等。

  隔断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绝交/接通影响,常常只作全开/全闭状况,是隔断阀的理念采用,而较罕用作驾御影响,闸阀可用于腔体和真空泵之间来掩护真空泵,也可用于两个相连腔体之间的隔断;角阀气体通道常常呈直角,紧要可用于真空编造中的排气管道和抽气编造等的毗连,如用于主泵(常常为分子泵)和前级泵(常常为干泵)之间(即前级管道),或者是工艺腔和前级泵之间(即粗抽或预真空管道),角阀实用于苛苛的处境下,拥有卓越的牢靠性,也可具备驾御影响。

  驾御阀紧要通过缩幼或加宽气门通道来驾御气液体的体积流量,紧要包罗钟摆阀、蝶阀及球阀,个中:1)钟摆阀基于钟摆运动道理来驾御流体的滚动,当阀门处于开启状况时,气体可能自正在滚动,当阀门没有表力影响时,受到重力影响会向下摆动处于闭塞状况,阻挡气体自正在滚动,拥有安排紧凑、振动幼、启闭稳固、能有用避免发作颗粒的特性,被通俗用作驾御阀,多用于线)蝶阀阀体呈圆筒形,轴向长度短,内置蝶板,欺骗圆盘的启闭件往来展转90来开启、闭塞或调骨气体流量的一种阀门,拥有构造纯洁、体积幼、重量轻、开合火速、力矩较幼的特性;3)球阀的启闭件是中央带有圆形通道的球体,可能绕笔直于通道的轴线回旋,而抵达启闭通道的宗旨。球阀实用于高真空到低真空等压力范畴,同时正在带有腐化性介质的编造中也均可实用。传输阀是用于毗连腔室之间的阀门,常常用于工艺腔与Load lock之间,须要担保双方腔体的密封性。

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

  太过腔:过渡腔是摆设中晶圆真空处境入口,晶圆从表部运输至摆设入口,过程前端模块(EFEM)落伍入过渡腔,方从大气处境转换为真空处境,后续晶圆从过渡腔再进入真空处境的传输腔、响应腔举办工艺响应。过渡腔须要担保真空度精密机械、密封性以及晶圆过程不行产生污染,须要公司的高严紧多工位庞大型面修筑技艺和耐腐化阳极氧化技艺等主旨技艺,常常也称为真空锁(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更的中央平台。倘使传输腔密封区域加工不良,腔体无法担保真空,将会影响晶圆临盆。公司通过高严紧多工位庞大型面修筑技艺来担保传输腔的密封性和真空度。同时因传输腔须要与差别工艺的响应腔毗连,公司采用差此表表观治理特种工艺来担保传输腔的清白度和耐腐化性,以拉长其操纵寿命并担保晶圆流转处境不受污染。

  响应腔:响应腔是晶圆加工和临盆的职业空间。正在晶圆加工经过中,会有多种工艺气体流入响应腔内,产生化学响应,从而其对清白度和耐腐化性恳求较高。特别是优秀造程对付响应腔的清白度恳求更高,公司须要通过高清白度严紧洗涤技艺来确保响应腔的清白度,避免化学粒子发作,为晶圆临盆缔造清白处境。另表精密机械,为担保摆设的操纵寿命、进步临盆效能威客电竞,公司须要通过耐腐化阳极氧化技艺等表观治理特种工艺技艺来巩固其耐腐化及耐击穿电压功能。

  因为差别公司差别型号摆设的腔体巨细、清白度等恳求均有所区别,以是腔体临盆常常拥有幼批量、多种类、定造化的特性,环球加入腔体加工的企业常常也卖力对工艺零部件(内衬、加热器、匀气盘)及构造零部件(基板、冷却版、盖板等)举办加工,其主旨壁垒正在于阳极氧化、电解掷光、化学洗涤等表观治理特种工艺以连结严紧零部件的高清白、超腐化、耐击穿电压等功能,以及严紧呆滞的修筑和焊接技艺。环球加入严紧呆滞修筑的公司紧要为Ferrotec、京鼎严紧、UCT等,目前国内

  真空规是用于探测低压空间淡薄气体压力的仪器,由真空管、指针、标准盘、密封杆等局部构成。依照道理差别,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威客电竞,另表还网罗质谱剖析仪、磁悬浮转子真空规。正在低真空度中,薄膜真空规、压阻式真空规操纵较多;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,热阴极真空规操纵较通俗。

  正在半导体工艺中,真空规紧要操纵于粗真空处境及工艺经过中,正在刻蚀、CVD、表延等等离子体工艺所须要的真空处境以及气体通入腔体时都须要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范畴操纵较多。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。

  国产半导体摆设出货不足预期:咱们以为国产半导体摆设是国产半导体摆设零部件的紧急下游,假若国产半导体摆设出货量受到晶圆厂本钱开支、或是出货受限等来由出货不足预期,则大概会直接影响到国产半导体摆设零部件的出货。

  半导体摆设零部件厂商技艺研发发达不足预期:目前晶圆修筑和半导体摆设已向更优秀的工艺造程演进,对零部件企业的研发技能陆续提出更高恳求。目前国内真空零部件厂商仍然获得了冲破,假若这些企业技艺研发发达不足预期,公司将难以得回超过行业的增速。

  中美生意摩擦加剧:局部国内半导体摆设零部件厂商产物发往海表,也有局部国内半导体摆设零部件厂商原原料来自海表,若中美生意摩擦加剧,将会给这些企业带来不确定性。中金公司:半导体真空零部件国产替换希望威客电竞加快