国产替代新焦点：半导体设备零部件的低调崛起

国产替代新焦点：半导体设备零部件的低调崛起 2024-12-10 请务必阅读正文之后的免责声明 1 / 9 国产替代新焦点：半导体设备零部件的低调崛起 原创 来觅研究院 RimeData 来觅数据 撰稿 李沛瑶 2024-12-10 导读：12 月 02 日，国内领先的半导体设备零部件公司先锋精科闯关科创板，其新股申购受到了市场热烈追捧。12 月 03 日，美国商务部发布新一轮对华政策，新增了 136 家中国半导体设备厂商的限制，核心矛头直指半导体设备零部件的供应问题。半导体设备零部件到底有多重要？半导体设备零部件国产替代到了什么阶段？投融现状如何？本文尝试分析和探讨。 零部件为何成为焦点 半导体设备零部件的重要性持续提升。半导体设备零部件是指在材料、结构、工艺、品质、精度、可靠性及稳定性等性能方面达到了半导体设备及技术要求的零部件。众所周知，先进制程的进步很大程度上要归结于半导体设备的进步。作为半导体设备的重要组成部分，零部件的质量、性能和精度优劣直接决定了半导体设备的可靠性和稳定性，是半导体设备的核心技术保障。 以讨论较多的光刻机为例，其性能由光源系统、光学系统、双工件台系统等核心零部件决定。光源系统是光刻机中提供曝光光源的部分，其性能直接影响光刻机的分辨率，其光源波长越短，光刻机能实现的最小特征尺寸就越小；光学系统是光刻机中负责将掩膜上的图案精确地成像到晶圆上的部分，主要包括照明系统和投影物镜系统。照明系统负责将光源发出的光均匀地照射到掩膜上，而投影物镜系统则将掩膜上的图案缩小并精确地投影到晶圆上。光学系统的性能直接影响光刻机的分辨率和套刻精度；双工件台系国产替代新焦点：半导体设备零部件的低调崛起 2024-12-10 请务必阅读正文之后的免责声明 2 / 9 统是光刻机中负责快速、精确地移动晶圆的部分。双工件台系统能够在纳秒级时间内完成晶圆的定位和移动，确保每次曝光的精度。光刻机对零部件要求如此之高，几乎集成了全世界的领先科技，如德国蔡司、美国 Cymer 等。在先进制程使用的半导体设备复杂度大大提升，厂商不得不抛弃自研，采购专业性强、精度高的零部件，这也使得半导体设备零部件的重要性大大提升。 从主要材料和使用功能的角度，半导体设备零部件的主要类别包括机械类、电气类、机电一体类、真空类、仪器仪表类、光学类等。根据芯谋研究数据，2021 年全球半导体设备零部件细分市场中，机械类占比最大（27%），真空系统次之（20%），机电一体类（18%）、光学类（18%）、电气类（13%）、仪器仪表（2%）紧随其后。 图表 1：半导体设备零部件的分类 分类 零部件具体类别 技术要求 所应用的主要设备 主要作用 机械类 金属工艺件：反应腔、传输腔、过渡腔、内衬、匀气盘等 金属结构件：托盘、冷却板、底座、铸钢平台等 非金属机械件：石英、陶瓷件、硅部件、静电卡盘、橡胶密封件等 满足加工精度、耐腐蚀性、密封性、洁净度、真空度等指标 应用于所有设备 设备中起到构建整体框架、基础结构、晶圆反应环境和实现零部件特殊功能的作用，保证反应良率，延长设备使用寿命 电气类 射频电源、射频匹配器、远程等离子源、供电系统、工控电脑等 满足输出功率的稳定性、电压质量、波形质量、频率质量等指标 应用于所有设备 在设备中起到控制电力、信号、工艺反应制程的作用 机电一体类 EFEM、机械手、加热带、腔体模组、阀体模组、双工机台、浸液系统、温控系统等 满足真空度、洁净度、放气率、SEMI 定制标准等指标，同时保证多次使用后的一致性和稳定性，不同具体产品要求差别较大 应用于所有设备，其中双工机台和浸液系统仅用于光刻设备 在设备中起到实现晶圆装载、传输、运动控制、温度控制的作用，部分产品包含机械类产品 真空系统类 气体输送系统类：气柜、气体管路、管路焊接件等 真空系统类：干泵、分子泵、真空阀门等 气动液压系统类：阀门、接头、过滤器、液体管路等 满足真空度、耐腐蚀性、洁净度、SEMI 定制标准等指标 满足抽气后的真空指标、可靠性、稳定性、一致性等指标 满足真空度、表面粗糙度、洁净度、使用寿命、耐液体腐蚀等指标 主要应用于薄膜沉积设备、刻蚀设备和离子注入设备等干法设备 主要应用于薄膜沉积设备、刻蚀设备和离子注入设备等干法设备 主要应用于化学机械抛光设备、清洗设备在设备中起到传输和控制特种气体、液体和保持真空的作用 国产替代新焦点：半导体设备零部件的低调崛起 2024-12-10 请务必阅读正文之后的免责声明 3 / 9 等湿法设备 仪器仪表类 气体流量计、真空压力计等 满足量程时间、流量测量精度、温度测量精度、压力测量精度、温度影响小等指标 应用于所有设备 在设备中起到控制和监控流量、压力、真空度、温度等数值的作用 光学类 光学元件、光栅、激光源、物镜等 满足制造精度、分辨率、曝光能力、光学误差小等指标 主要应用于光刻设备、量测设备等 在光学设备中起到控制和传输光源的作用 其他 定制装置、耗材等 满足相应设备要求的定制化指标 应用于所有设备 实现设备运行的作用 资料来源：富创精密招股说明书、来觅数据整理 半导体设备零部件行业整体集中度较为分散，目前行业内领先企业主要来自美国、日本和欧洲等地区及国家。根据 QY Research 数据，2023 年全球前五大半导体设备零部件厂商分别为 ZEISS（光学镜头）、Entegris（射频电源）、MKS Instrument（MFC、射频电源、真空产品）、Altas Copco（真空泵）、Trumpf（阀门），CR5>50%。 尽管中国大陆半导体零部件市场规模在快速增长，但是国产半导体设备零部件的精度、洁净度、质量尚无法完全满足设备厂和晶圆厂的需求，半导体设备零部件国产化率比较低。从细分产品来看：静电卡盘、O形密封圈、阀门、测量仪器国产化率不足 1%；射频电源、机械手、EFEM、气体流量计国产化率 1~5%；陶瓷件、真空泵国产化率 5~10%；边缘环、石英件、喷淋头国产化率超过 10%。 图表 2：2021 年部分半导体设备供应商及国产化率情况 主要零部件名称 海外供应商 国内供应商 国产化率 石英器件 Ferrotec、Heraeus 菲利华、凯德石英、太平洋石英 >10% 喷淋头 新鹤