机械行业半导体零部件：国产替代加速，优质厂商前景可期

半导体零部件：国产替代加速，优质厂商前景可期长江证券研究所机械研究小组2023-02-21仅供内部参考，请勿外传分析师及联系人•证券研究报告 •评级看好维持分析师赵智勇SAC执业证书编号：S0490517110001电话： （8621）61118719电邮： zhaozy@cjsc.com.cn分析师倪 蕤SAC执业证书编号：S0490520030003电话： （8621）61118719电邮： nirui@cjsc.com 仅供内部参考，请勿外传01半导体零部件——产业基石02技术、客户验证构建国产化关键壁垒03关键零部件梳理目 录仅供内部参考，请勿外传01半导体零部件——产业基石仅供内部参考，请勿外传半导体设备零部件产业链位于设备上游01图：半导体设备及半导体设备精密零部件行业的产业链情况上游原材料铝合金材料先进陶瓷材料不锈钢材料其他金属非金属原材料半导体设备零部件机械类电气类机电一体类气体/液体/真空系统类仪器仪表类光学类其他半导体设备光刻设备刻蚀设备清洗设备薄膜沉积设备离子注入设备机械抛光设备涂胶显影设备封装测试设备客户IDM客户晶圆制造客户封装测试客户资料来源：富创精密招股说明书，长江证券研究所➢ 半导体零部件在集成电路产业链中处于最上游的原材料与中游的半导体设备之间，兼具原材料与设备属性，其中耗材型更近似于原材料，需定期更换，使用寿命相较经济寿命短；而子系统更近似于设备，需要进行一定的系统集成。➢ 半导体零部件通常以直销形式，直接客户为设备厂商或晶圆厂、IDM，由设备商购买搭载半导体设备销售，或由终端晶圆厂、IDM驱动购买。直销耗材属性：使用寿命相较经济寿命短设备属性：一定程度的系统集成仅供内部参考，请勿外传半导体设备零部件品类众多01图：半导体设备精密零部件的行业地位资料来源：富创精密招股说明书，SEMI、中微公司招股说明书，长江证券研究所分类示例流体管理气路系统（Gas Panel）；气体质量流量控制器（MFC）；化学液输送系统过程测量残余气体分析仪RGA；傅里叶红外光谱FTIR；颗粒测量光学系统光源；透镜电源转换直流、射频和微波电源；等离子体发生器热管理冷却、加热、温度测量子系统真空系统泵和压力计晶圆处理系统大气/真空机器人、EFEM（半导体设备前端模块）等关键零部件阀门；静电卡盘；弹性密封；陶瓷等表：半导体设备关键零部件与子系统（VLSI分类法）➢ 从行业地位来看，半导体零部件虽然市场规模较小，但是是整个行业的关键之一。➢ 半导体设备零部件分类标准多元。据VLSI Research，将关键零部件、子系统根据用途分为如下几类：流体管理、过程测量、光学系统、电源转换、热管理、真空系统、晶圆处理系统以及关键零部件。➢ 也可以按照典型集成电路设备腔体内部流程，将零部件分为五大类：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；或按照材料，分为硅/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；或按照服务对象分为精密机加件和通用外购件。资料来源：VLSI Research，长江证券研究所仅供内部参考，请勿外传设备市场规模增长拉动零部件需求01图：全球半导体设备销售额呈提升趋势资料来源：日本半导体制造装置协会、长江证券研究所图：中国设备出货额全球占比提升➢ 半导体零部件需求可拆分为存量与增量市场：➢ 存量市场：主要由存量设备零部件替换驱动，2020年全球关键零部件服务与支持市场约23亿美元；➢ 增量市场：主要由新设备零部件采购需求驱动。全球设备销售额呈提升趋势，其中中国市场占比从2018Q1的15%提升至2022Q3的27%。资料来源：日本半导体制造装置协会，长江证券研究所图：关键子系统服务与支持市场资料来源：VLSI Research，长江证券研究所-30-20-1001020304050607005101520253035Mar-17Jun-17Sep-17Dec-17Mar-18Jun-18Sep-18Dec-18Mar-19Jun-19Sep-19Dec-19Mar-20Jun-20Sep-20Dec-20Mar-21Jun-21Sep-21Dec-21Mar-22Jun-22Sep-22全球半导体设备销售额（十亿美元）同比（%，右）0%5%10%15%20%25%30%35%0123456789Mar-18Jun-18Sep-18Dec-18Mar-19Jun-19Sep-19Dec-19Mar-20Jun-20Sep-20Dec-20Mar-21Jun-21Sep-21Dec-21Mar-22Jun-22Sep-22中国大陆半导体设备销售额（十亿美元）全球占比仅供内部参考，请勿外传增量市场406亿美元，三类关键设备对应规模最大01设备名称2020年全球市场规模（亿美元）代表设备商直接材料占比毛利率（%）对应零部件市场规模（亿美元）薄膜沉积设备172拓荆科技-U90.38%34.06103刻蚀设备137中微公司89.58%37.6777光刻设备134上海微电子未披露未披露75清洗设备35盛美上海95.09%43.7819涂胶显影设备24芯源微94.46%42.5813化学机械抛光设备16华海清科92.22%38.179热处理设备15北方华创90.41%36.699离子注入设备14万业企业未披露32.039去胶设备5屹唐股份未披露未披露3其他前道设备、测试设备和封装设备等16090合计712平均92.02%38.82406➢ 据我们测算，2020年全球半导体原材料、零部件市场规模在406亿美元左右，剔除其他前道设备、封测设备，关键工艺设备对应原材料、子系统市场规模为316亿美元。➢ 分工艺环节来看，用于薄膜沉积设备、刻蚀设备、光刻设备的零部件占了总市场规模的63%，占关键前道设备市场规模81%。表：用于薄膜沉积、刻蚀、光刻设备的零部件市场规模较大资料来源：富创精密招股说明书，各公司年报，各公司招股说明书，长江证券研究所仅供内部参考，请勿外传关键工艺环节对应的关键零部件品类01资料来源：《半导体零部件产业现状及对我国发展的建议》_朱晶，长江证券研究所氧化扩散退火涂胶显影光刻刻蚀去胶离子注入/掺杂扩散清洗薄膜沉积研磨抛光O-Ring密封圈√湿法刻蚀、等离子体刻蚀√CVD、PVD√精密轴承RTP湿法刻蚀√PVD金属零部件PVD阀RTP√湿法刻蚀√CVD、PVD√硅/SiC（硅环、硅电极）等离子体刻蚀机械臂Robots√√扩散√石英件√√滤波器FliterRTP√湿法刻蚀射频电源√√CVD、PVD陶瓷件√√CVD、PVDESC静电吸盘湿法刻蚀、等离子体刻蚀CVD、PVD、ALD压力测量仪器Gauge湿法刻蚀√光学镜头、光源√泵湿法刻蚀√PVDMFC流量计RTP√CVD步进马达√CVD、PVD市场规模913757739191039表：主要零部件产品及其主要服务的半导体设备仅供内部参考，请勿外传离子束刻蚀设备内部结构及相关零部件01资料来源：《离子束刻蚀技术与设备常见故障分析》_程壹涛等，长江证券研究所图：离子束刻蚀设备典型内部结构装载模块（Cassette Module）是晶圆进出刻蚀机的窗口，左右各一个