半導體零部件精密加工,半導體產業國產替代新機會的企業加速發展
04-12-2024
  半導體零部件精密加工(gōng),半導體產業國產替代新機會的企業加(jiā)速發展
  隨著科技的飛速發展,半導體產業(yè)已成為(wéi)現代電子信息產業的核心。在(zài)這一領域,半導體零部件的精(jīng)密加工技術更是決定產品質量與性能的關鍵因素。近年來,我(wǒ)國半導體精密加工產業迎來了國產(chǎn)替代的新機遇,不僅(jǐn)為產業發展注入了(le)新(xīn)的活力,也為我國在全球半導體市場的(de)地位提升提供了有(yǒu)力支撐。
  一、半導(dǎo)體零部件精密加工產業的重(chóng)要性
  半導體零部件是構成半導體器件的基礎,其加工(gōng)精度和質量直接關係到整個半導體產品的性能。精密加工技術涵蓋了(le)微納加工、超精密研磨、拋光等(děng)多(duō)個環節,對加工設備、工藝和材料都有著極高(gāo)的要求。因此,擁有先進的精密加工技術,對於提升我國半(bàn)導體產業(yè)的國際競爭力具有重要意義。
  二、國產替代新機遇(yù)的崛起(qǐ)
  隨著全球半導(dǎo)體市場的格局變化,以及我國(guó)半導體產業(yè)的快速發展,國產替代已成為不可逆(nì)轉的趨勢。在半導體零部件精密加(jiā)工領域,國內(nèi)企業通過技術創新和產業升級,不斷提(tí)升自身(shēn)實力,逐步打破了國外技術(shù)壟斷,為我國半導體產業的發展(zhǎn)贏得了更(gèng)多的話語權。
  三、國產替代帶來的挑戰(zhàn)與機遇
  國(guó)產替代雖然帶來了新的發展機遇,但同時也麵臨著(zhe)諸多挑戰。技術上的(de)差距、市場認知的不足、國際競爭的壓力等,都是國(guó)內企業需(xū)要麵對的問題(tí)。然(rán)而,正是這些挑戰,激發了國內企業(yè)的創新潛能,推動了產業技術的不(bú)斷(duàn)進步。通過加大研發投入、優化產業結構、拓展應用(yòng)領域等措施,國內(nèi)企業有望在半導體零部件精密加工領域(yù)實現更大規模的國產替代。
  四、未來展望
  展望(wàng)未(wèi)來,隨著國(guó)內(nèi)半導體精密加工技術的不斷突破和市場需求的持續增長,我(wǒ)國半導(dǎo)體零部件精密加工產業將迎來更加廣(guǎng)闊的發展空間。同時,隨著國(guó)產替代的深入推進,國(guó)內企業將有更多機會參與(yǔ)到全球半導體市場(chǎng)的競爭(zhēng)中,為推動我國半導體產業的全麵升級(jí)提供有力支撐。
  在(zài)半導體(tǐ)零部件精(jīng)密加工產業中,國產替代新機遇的崛起不僅(jǐn)為國內企業提供了寶貴的發展機會,也為(wéi)我國在全球半導體市場的地位提升打下了堅實(shí)基礎。我們(men)有理由相信(xìn),在不遠的將來,我國半導體精密加工(gōng)產業將在國際舞台上展現出更加耀眼的光芒。
  半導體零部件是半導體設備實現其(qí)核心工藝功能的基礎,是半導體產業(yè)發展的基石之一,是典型的“卡脖子”領域。半導體零部件細(xì)分市場(chǎng)多,單一市場規模小、技術壁壘高、產業人才稀缺,全球主要供應商集中在歐美日(rì)企(qǐ)業,不利(lì)於(yú)我國半導體產業的供應鏈安全和(hé)產業發展。
  近年來隨(suí)著下遊我國國產半導體設備實現突破(pò),各(gè)類設備國(guó)產(chǎn)化率不斷提(tí)高,設備產量的持(chí)續提升帶動上遊國產零部件行業的發展,帶來投資機會。
  01
  基本概念
  半導體零部(bù)件是半導體設備的核心,設備性能(néng)由零部件決定。
  半導(dǎo)體零部件是指在材料、結構、工藝、品質和精度(dù)、可靠性及穩定性等性能方麵達到(dào)了半導體設備技術要求的零部件,是半導體設備的基礎和核心,直接決定著設備的可靠性和穩定性。半導體設備廠商的成本構成中,80%-90%為直接材料(liào),這其中絕大多數為零部件。半(bàn)導體設備(bèi)企業的生產過(guò)程主要為組裝生產,真正核心的技術工藝要求(qiú)需要以精密零部件作(zuò)為載體來實現。因此,半導體設備零(líng)部件對於半導體設備能否實現性能指標(biāo)非常關鍵。
  按照商業模式分類(lèi),半導體零部件(jiàn)可(kě)以分(fèn)為精密機加件和通(tōng)用(yòng)外購件(jiàn)。精密機加件由(yóu)半導體設備(bèi)公司自行設計,委外加工(gōng)生產。這種合作模式(shì)下,真正核心的技術掌(zhǎng)握(wò)在設備廠商(shāng)手中,生產企業創造的附加值有限,且限製了拓展客戶的空間。通用外購件是(shì)半導體設備(bèi)企業和下遊晶圓廠認可(kě)的(de)通用型、標準化(huà)零部(bù)件,可用於不同設備公司的(de)不同設備(bèi),也會被用作產線上的備用耗材。這種零部件企業自身掌(zhǎng)握核心技術,產品迭代能夠推動產業(yè)進步。從投資角度,應當聚焦生產通用外(wài)購件的企業。
  對(duì)於通用外購件模(mó)式的零部(bù)件,按(àn)照材料和功能可以分為十二大類。包括矽/碳化矽件、石英件(jiàn)、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件、真空件、密封(fēng)件、過濾部件、運動部件、電控部件以(yǐ)及其他部件。不(bú)同細分領域(yù)的難點差異很大,例如,石墨件難點在於表(biǎo)麵處理的工藝和潔淨度控製,精(jīng)密加工能力;密封件難點在於材料性(xìng)質、加工形狀等等。
  資料(liào)來源(yuán):《半(bàn)導體零部件產業現狀及對我國發展的建議》(朱晶),華福證券研究所
  半導體設(shè)備通常由大量(liàng)不(bú)同品類的零部件組成。以光刻機為例,最先進的光刻機需要使用超過10萬個零部件。結構(gòu)相對簡單的化學氣相沉積CVD係統,也需要包括真空係(xì)統、氣體傳輸係統(tǒng)、能量係統、工藝自動控製係統等一係列部(bù)件係統組成。因此,對(duì)於零部件企業而言,必須拓展不同領域下遊客戶應用,才能實現業績增長(zhǎng)。上(shàng)遊零部(bù)件和下遊設備“多對多”的產業(yè)鏈關係,導致了半導體零部件行業市場碎(suì)片(piàn)化的特點,單一產品的市場空間小,隻能(néng)滿足少量企業生存。因此,半導體零部件行(háng)業企業的後期(qī)發展大多(duō)需要通(tōng)過並購整合(hé)構建多品類的產品線(xiàn),才能支持企業(yè)不斷成長(zhǎng)。
  除市場空間的製約外,半導(dǎo)體零部件技術要求高(gāo)、不同品類技術(shù)差異大也成為行業的進入門檻。由於半導體零(líng)部(bù)件應(yīng)用於精密的(de)半導體製造,所以相較其他行業的基礎零部件,其尖端技術密集的特性尤其明顯,有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝複雜、要求極為苛刻(kè)等(děng)特點(diǎn)。另(lìng)外,不同(tóng)類型零(líng)部件的關鍵(jiàn)技術要求差異巨大,單一企(qǐ)業很難同時掌握多種(zhǒng)關鍵技術。以晶圓廠采購零部件中金額占(zhàn)比超過10%的石(shí)英件、射頻電源、各種(zhǒng)泵為例:石英件需要企業長期工藝參數經驗(yàn)積累;射頻電源需企業在機電技術上實(shí)現突破(pò),並針(zhēn)對客戶需求進行專項開發;泵類(lèi)考驗企業在精密加工(gōng)和精密控製上的能力。
  半導體零部件企業生產過程(chéng)往往需要兼顧強度、應變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等複合功能要求,具有技術密集、交(jiāo)叉學科的特(tè)點。這種跨學科交叉融合的特(tè)點,形成了(le)對產業人才的高要求。半導體零部件的研發設計、製造和應(yīng)用涉及到材料、機械(xiè)、物理、電子、精密儀器等(děng)跨學科、多學科的交叉融合,因此(cǐ)對於複合型人才有很大(dà)需求。能(néng)否找(zhǎo)到滿足產業需求的相關人才,成為半導體零部件企業發展的一大挑戰。
  02
  產業視角
  半導體設備的不斷升級是推(tuī)進半導體製程前進(jìn)的關(guān)鍵,帶動上遊(yóu)半導體零部件產(chǎn)業持續增長。
  半導體設備是半導體產業技術進步的源泉。半導體行業遵循“一代技術、一代工藝、一代設備”的產業規律,半導體設備是使(shǐ)半導體行業延續“摩爾定律”的瓶(píng)頸和(hé)關鍵。從半導體(tǐ)製造產業視角看(kàn),半導體(tǐ)設備占半導體下遊製造投資的大(dà)頭,占比達到70-80%。根據SEMI統計,2022年全球半導體設備市場規模約1175.7億美元。根(gēn)據全球半導體設備廠商公開披露信息,半導體(tǐ)設(shè)備公司毛利率一般在40%-45%左右(yòu),按成本中(zhōng)約80%為零部件估計(jì),全球半導體零部件市場規模達到500億美元以上。
  半(bàn)導體(tǐ)零部件(jiàn)決定(dìng)半導體設備供應(yīng)鏈(liàn)的(de)穩定性和(hé)供應鏈安全。半(bàn)導體零部件在產業鏈中的直接客戶為(wéi)設備廠商(shāng)、晶圓廠或IDM客戶。在景氣上行階段,零部件的短缺(quē)往往製(zhì)約著設備廠商能否按時交貨。TrendForce數據顯示,2022年上半年,半導體設備交期麵臨(lín)延長至18-30個月不(bú)等的困境,究其原因,零部(bù)件的(de)短缺是重(chóng)要痛點。
  海(hǎi)外為主的供應鏈疊加美國政策風險影響我國半導體產業安全,國產替代勢在必(bì)行。全球半(bàn)導體零部件市場被歐(ōu)美日企業主(zhǔ)導(dǎo)。據VLSI數據,全(quán)球半導體零部件供應商CR10長期穩定於50%,國內半導體零部(bù)件企(qǐ)業尚無參與全球市場(chǎng)競爭(zhēng)的能力,歐美日廠商合計占據海外份額的90%以上。這種供應格局也(yě)限(xiàn)製了中國半導體設備企業的發展。從海外采購的關鍵零部件設備受采購限製、備貨周期、歧視性(xìng)政策等影響,國內半導體設備企業發展慢。2022年10月7日,美國商(shāng)務部產業安(ān)全局(BIS)宣布了一係列在《出口管理(lǐ)條例》下針對中國的出口管製新規,BIS這項新的半導體出口限(xiàn)製政策涉及到對中國的先進計算、半導體先進製造進行出口管(guǎn)製;具體要(yào)限製美國的半導(dǎo)體設(shè)備在國內應用到16/14nm及以下工藝節點(非平麵架構)的(de)邏(luó)輯電路(lù)製造、128層及以上的3D NAND工藝製造、18nm及以下的DRAM工藝製造;對中國超(chāo)級計(jì)算機或半導體開發或生產(chǎn)最(zuì)終用途的項目進行限(xiàn)製(zhì);限製美國公民支持中國半導體製造或(huò)者研發。此次美國商務部產業安全局新規明確對半導(dǎo)體先(xiān)進製程設備、半導體(tǐ)設備(bèi)零部件進行出口限製,將影響我國下遊先進半導體芯片的生產製造產業的發展,因(yīn)此全力扶持我國自主可(kě)控的半(bàn)導(dǎo)體設備(bèi)產業及(jí)一個安全可靠的供應鏈體係勢在必行。
  03
  市場分析
  中國半導體零部件產業的發展與下遊半導體設備發展息(xī)息相關。在過去,半導體設備基(jī)本依賴進(jìn)口的情況下,海外設備廠商有自己(jǐ)的配(pèi)套(tào)零部(bù)件供應商,國(guó)內(nèi)企業(yè)技術和產業經(jīng)驗(yàn)差距大,難以實現商業(yè)突破。沒有上(shàng)遊產業基礎的情況(kuàng)下(xià),國(guó)內設備企業也難(nán)以做到(dào)媲美進口產品的性(xìng)能(néng),國產設備也遲遲無法實現(xiàn)突破。
  中美之間貿易和科技競爭改變了半(bàn)導體產業發展的格(gé)局。在美國收緊對我國(guó)芯片產業鏈核心(xīn)設備和技術出口的影響下,中國半導體設備(bèi)企業與國內晶圓廠共同努力,在國內使用(yòng)的半導體設備(bèi)國產化率快速提升。
  零部(bù)件的生產需要(yào)一定的采購規(guī)模的支撐,因此下遊設(shè)備產量的逐步擴大對上遊發展至關重要。在清洗、CMP、熱處理(lǐ)等部分領域,國產化率超過(guò)30%,國產企業已經實(shí)現立足,並(bìng)形成了一(yī)定的產量規模。在(zài)刻蝕、薄膜沉積等市場較大的設備領域,國(guó)產龍頭公司實現了客戶驗證的(de)突破,隨著產量提升逐步帶動上遊零部件產業的發展。
  資料來源:SEMI,中(zhōng)商產業研究(jiū)院,國金證券研究所
  國產半導體零部件國產化剛剛起步(bù)。當前在如石英件、噴淋頭、泵等部分領(lǐng)域國(guó)產自(zì)給率達到了10%以上,實現了一定程度的(de)國(guó)產替(tì)代突破,而在一些更(gèng)細分的領域,如閥門(mén)、電控等領域,國產(chǎn)化率仍低於1%。國產化率未實現提升的根源在於國產(chǎn)半導體設備產業仍處於發展初期,設(shè)備企業關(guān)注(zhù)點在於工藝(yì)參數的提升(shēng),替換(huàn)關鍵零部(bù)件可能帶來工藝參(cān)數的不穩定(dìng)和客戶投訴風險(xiǎn),因(yīn)此設備企業在供應鏈上趨(qū)於保守,對(duì)海外成熟零部件供應鏈依賴(lài)度較高(gāo)。但隨著美(měi)國BIS新規的影響,國產設備企業已經意識到海外供應鏈的固有風險和(hé)脆弱性,正在進一步加強對國產(chǎn)半導體零部件供應商的(de)扶持,加速零部件產品驗證進度,盡早實現全國產化零部(bù)件的半導體設備的生產。
  資料來源:芯謀研究,安信證券研(yán)究中心
  從國產優勢產業升級到半導體級產品,是零部件重(chóng)要成長路徑。半導體產品的生產過程與泛半導體領域具有(yǒu)共性,所需要的設備和(hé)零部件(jiàn)也具有一定的通用性。在光伏電池和顯示麵(miàn)板領域,也需要使用大量的類似零部件,隻是對產品的精度和性(xìng)能要求要低於半導體集成電路領域。近年來光伏和麵(miàn)板行業已逐步發展為我國的優勢產業,並帶動上遊精密製造業和零部件產業的發展。相關產業(yè)的企業在現有技術和產量的基礎(chǔ)上,向更高端的半導體領域升級。
  04
  投資(zī)機會和未來展望
  中國半導體產業結構的深刻變化,特別(bié)是供給端的變化是半導體零(líng)部件行業(yè)投資最核心的邏輯。零部件產業細分市場眾多,把握投資節奏非常(cháng)重要,一定要伴隨(suí)下遊設(shè)備國產(chǎn)化(huà)的推進節奏(zòu),聚焦“卡脖子”的細分領域進行(háng)投資。
  製造業產業的發展進步(bù),就是在已經成熟的(de)科學原理基礎上,經過技術與工藝上持續的微創新優化,並將這些優化經驗成(chéng)果通過工程學的方式固化(huà)為生產線與供應鏈的過程。這個(gè)過程既需要(yào)產業工人與高級工(gōng)程師的龐大(dà)規模的人才(cái)體係,還需(xū)要上下遊產業品類完整、快速響(xiǎng)應的供應鏈網絡作為支撐。半導體零(líng)部件產業是中國發展成為全球最大半導體(tǐ)製造基地的供應鏈基礎,支持中國半(bàn)導體零部件產(chǎn)業發展(zhǎn),具有重要的戰略意(yì)義。
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