半導體零部件精密加工，半導體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代新機會的企業(yè)加速發(fā)展
隨著科技的飛速發(fā)展，半導體產(chǎn)業(yè)已成為現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的核心。在這一領域，半導體零部件的精密加工技術更是決定產(chǎn)品質(zhì)量與性能的關鍵因素。近年來，我國半導體精密加工產(chǎn)業(yè)迎來了國產(chǎn)替代的新機遇，不僅為產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入了新的活力，也為我國在全球半導體市場的地位提升提供了有力支撐。
一、半導體零部件精密加工產(chǎn)業(yè)的重要性
半導體零部件是構成半導體器件的基礎，其加工精度和質(zhì)量直接關系到整個半導體產(chǎn)品的性能。精密加工技術涵蓋了微納加工、超精密研磨、拋光等多個環(huán)節(jié)，對加工設備、工藝和材料都有著極高的要求。因此，擁有先進的精密加工技術，對于提升我國半導體產(chǎn)業(yè)的國際競爭力具有重要意義。
二、國產(chǎn)替代新機遇的崛起
隨著全球半導體市場的格局變化，以及我國半導體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國產(chǎn)替代已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。在半導體零部件精密加工領域，國內(nèi)企業(yè)通過技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，不斷提升自身實力，逐步打破了國外技術壟斷，為我國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展贏得了更多的話語權。
三、國產(chǎn)替代帶來的挑戰(zhàn)與機遇
國產(chǎn)替代雖然帶來了新的發(fā)展機遇，但同時也面臨著諸多挑戰(zhàn)。技術上的差距、市場認知的不足、國際競爭的壓力等，都是國內(nèi)企業(yè)需要面對的問題。然而，正是這些挑戰(zhàn)，激發(fā)了國內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新潛能，推動了產(chǎn)業(yè)技術的不斷進步。通過加大研發(fā)投入、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構、拓展應用領域等措施，國內(nèi)企業(yè)有望在半導體零部件精密加工領域?qū)崿F(xiàn)更大規(guī)模的國產(chǎn)替代。
四、未來展望
展望未來，隨著國內(nèi)半導體精密加工技術的不斷突破和市場需求的持續(xù)增長，我國半導體零部件精密加工產(chǎn)業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。同時，隨著國產(chǎn)替代的深入推進，國內(nèi)企業(yè)將有更多機會參與到全球半導體市場的競爭中，為推動我國半導體產(chǎn)業(yè)的全面升級提供有力支撐。
在半導體零部件精密加工產(chǎn)業(yè)中，國產(chǎn)替代新機遇的崛起不僅為國內(nèi)企業(yè)提供了寶貴的發(fā)展機會，也為我國在全球半導體市場的地位提升打下了堅實基礎。我們有理由相信，在不遠的將來，我國半導體精密加工產(chǎn)業(yè)將在國際舞臺上展現(xiàn)出更加耀眼的光芒。
半導體零部件是半導體設備實現(xiàn)其核心工藝功能的基礎，是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石之一，是典型的“卡脖子”領域。半導體零部件細分市場多，單一市場規(guī)模小、技術壁壘高、產(chǎn)業(yè)人才稀缺，全球主要供應商集中在歐美日企業(yè)，不利于我國半導體產(chǎn)業(yè)的供應鏈安全和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
近年來隨著下游我國國產(chǎn)半導體設備實現(xiàn)突破，各類設備國產(chǎn)化率不斷提高，設備產(chǎn)量的持續(xù)提升帶動上游國產(chǎn)零部件行業(yè)的發(fā)展，帶來投資機會。
01
基本概念
半導體零部件是半導體設備的核心，設備性能由零部件決定。
半導體零部件是指在材料、結(jié)構、工藝、品質(zhì)和精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到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(wěn)定性。半導體設備廠商的成本構成中，80%-90%為直接材料，這其中絕大多數(shù)為零部件。半導體設備企業(yè)的生產(chǎn)過程主要為組裝生產(chǎn)，真正核心的技術工藝要求需要以精密零部件作為載體來實現(xiàn)。因此，半導體設備零部件對于半導體設備能否實現(xiàn)性能指標非常關鍵。
按照商業(yè)模式分類，半導體零部件可以分為精密機加件和通用外購件。精密機加件由半導體設備公司自行設計，委外加工生產(chǎn)。這種合作模式下，真正核心的技術掌握在設備廠商手中，生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造的附加值有限，且限制了拓展客戶的空間。通用外購件是半導體設備企業(yè)和下游晶圓廠認可的通用型、標準化零部件，可用于不同設備公司的不同設備，也會被用作產(chǎn)線上的備用耗材。這種零部件企業(yè)自身掌握核心技術，產(chǎn)品迭代能夠推動產(chǎn)業(yè)進步。從投資角度，應當聚焦生產(chǎn)通用外購件的企業(yè)。
對于通用外購件模式的零部件，按照材料和功能可以分為十二大類。包括硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運動部件、電控部件以及其他部件。不同細分領域的難點差異很大，例如，石墨件難點在于表面處理的工藝和潔凈度控制，精密加工能力；密封件難點在于材料性質(zhì)、加工形狀等等。
資料來源：《半導體零部件產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及對我國發(fā)展的建議》（朱晶），華福證券研究所
半導體設備通常由大量不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(jié)構相對簡單的化學氣相沉積CVD系統(tǒng)，也需要包括真空系統(tǒng)、氣體傳輸系統(tǒng)、能量系統(tǒng)、工藝自動控制系統(tǒng)等一系列部件系統(tǒng)組成。因此，對于零部件企業(yè)而言，必須拓展不同領域下游客戶應用，才能實現(xiàn)業(yè)績增長。上游零部件和下游設備“多對多”的產(chǎn)業(yè)鏈關系，導致了半導體零部件行業(yè)市場碎片化的特點，單一產(chǎn)品的市場空間小，只能滿足少量企業(yè)生存。因此，半導體零部件行業(yè)企業(yè)的后期發(fā)展大多需要通過并購整合構建多品類的產(chǎn)品線，才能支持企業(yè)不斷成長。
除市場空間的制約外，半導體零部件技術要求高、不同品類技術差異大也成為行業(yè)的進入門檻。由于半導體零部件應用于精密的半導體制造，所以相較其他行業(yè)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、工藝復雜、要求極為苛刻等特點。另外，不同類型零部件的關鍵技術要求差異巨大，單一企業(yè)很難同時掌握多種關鍵技術。以晶圓廠采購零部件中金額占比超過10%的石英件、射頻電源、各種泵為例：石英件需要企業(yè)長期工藝參數(shù)經(jīng)驗積累；射頻電源需企業(yè)在機電技術上實現(xiàn)突破，并針對客戶需求進行專項開發(fā)；泵類考驗企業(yè)在精密加工和精密控制上的能力。
半導體零部件企業(yè)生產(chǎn)過程往往需要兼顧強度、應變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等復合功能要求，具有技術密集、交叉學科的特點。這種跨學科交叉融合的特點，形成了對產(chǎn)業(yè)人才的高要求。半導體零部件的研發(fā)設計、制造和應用涉及到材料、機械、物理、電子、精密儀器等跨學科、多學科的交叉融合，因此對于復合型人才有很大需求。能否找到滿足產(chǎn)業(yè)需求的相關人才，成為半導體零部件企業(yè)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。
02
產(chǎn)業(yè)視角
半導體設備的不斷升級是推進半導體制程前進的關鍵，帶動上游半導體零部件產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長。
半導體設備是半導體產(chǎn)業(yè)技術進步的源泉。半導體行業(yè)遵循“一代技術、一代工藝、一代設備”的產(chǎn)業(yè)規(guī)律，半導體設備是使半導體行業(yè)延續(xù)“摩爾定律”的瓶頸和關鍵。從半導體制造產(chǎn)業(yè)視角看，半導體設備占半導體下游制造投資的大頭，占比達到70-80%。根據(jù)SEMI統(tǒng)計，2022年全球半導體設備市場規(guī)模約1175.7億美元。根據(jù)全球半導體設備廠商公開披露信息，半導體設備公司毛利率一般在40%-45%左右，按成本中約80%為零部件估計，全球半導體零部件市場規(guī)模達到500億美元以上。
半導體零部件決定半導體設備供應鏈的穩(wěn)定性和供應鏈安全。半導體零部件在產(chǎn)業(yè)鏈中的直接客戶為設備廠商、晶圓廠或IDM客戶。在景氣上行階段，零部件的短缺往往制約著設備廠商能否按時交貨。TrendForce數(shù)據(jù)顯示，2022年上半年，半導體設備交期面臨延長至18-30個月不等的困境，究其原因，零部件的短缺是重要痛點。
海外為主的供應鏈疊加美國政策風險影響我國半導體產(chǎn)業(yè)安全，國產(chǎn)替代勢在必行。全球半導體零部件市場被歐美日企業(yè)主導。據(jù)VLSI數(shù)據(jù)，全球半導體零部件供應商CR10長期穩(wěn)定于50%，國內(nèi)半導體零部件企業(yè)尚無參與全球市場競爭的能力，歐美日廠商合計占據(jù)海外份額的90%以上。這種供應格局也限制了中國半導體設備企業(yè)的發(fā)展。從海外采購的關鍵零部件設備受采購限制、備貨周期、歧視性政策等影響，國內(nèi)半導體設備企業(yè)發(fā)展慢。2022年10月7日，美國商務部產(chǎn)業(yè)安全局（BIS）宣布了一系列在《出口管理條例》下針對中國的出口管制新規(guī)，BIS這項新的半導體出口限制政策涉及到對中國的先進計算、半導體先進制造進行出口管制；具體要限制美國的半導體設備在國內(nèi)應用到16/14nm及以下工藝節(jié)點（非平面架構）的邏輯電路制造、128層及以上的3D NAND工藝制造、18nm及以下的DRAM工藝制造；對中國超級計算機或半導體開發(fā)或生產(chǎn)最終用途的項目進行限制；限制美國公民支持中國半導體制造或者研發(fā)。此次美國商務部產(chǎn)業(yè)安全局新規(guī)明確對半導體先進制程設備、半導體設備零部件進行出口限制，將影響我國下游先進半導體芯片的生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此全力扶持我國自主可控的半導體設備產(chǎn)業(yè)及一個安全可靠的供應鏈體系勢在必行。
03
市場分析
中國半導體零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與下游半導體設備發(fā)展息息相關。在過去，半導體設備基本依賴進口的情況下，海外設備廠商有自己的配套零部件供應商，國內(nèi)企業(yè)技術和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗差距大，難以實現(xiàn)商業(yè)突破。沒有上游產(chǎn)業(yè)基礎的情況下，國內(nèi)設備企業(yè)也難以做到媲美進口產(chǎn)品的性能，國產(chǎn)設備也遲遲無法實現(xiàn)突破。
中美之間貿(mào)易和科技競爭改變了半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局。在美國收緊對我國芯片產(chǎn)業(yè)鏈核心設備和技術出口的影響下，中國半導體設備企業(yè)與國內(nèi)晶圓廠共同努力，在國內(nèi)使用的半導體設備國產(chǎn)化率快速提升。
零部件的生產(chǎn)需要一定的采購規(guī)模的支撐，因此下游設備產(chǎn)量的逐步擴大對上游發(fā)展至關重要。在清洗、CMP、熱處理等部分領域，國產(chǎn)化率超過30%，國產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)立足，并形成了一定的產(chǎn)量規(guī)模。在刻蝕、薄膜沉積等市場較大的設備領域，國產(chǎn)龍頭公司實現(xiàn)了客戶驗證的突破，隨著產(chǎn)量提升逐步帶動上游零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
資料來源：SEMI，中商產(chǎn)業(yè)研究院，國金證券研究所
國產(chǎn)半導體零部件國產(chǎn)化剛剛起步。當前在如石英件、噴淋頭、泵等部分領域國產(chǎn)自給率達到了10%以上，實現(xiàn)了一定程度的國產(chǎn)替代突破，而在一些更細分的領域，如閥門、電控等領域，國產(chǎn)化率仍低于1%。國產(chǎn)化率未實現(xiàn)提升的根源在于國產(chǎn)半導體設備產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期，設備企業(yè)關注點在于工藝參數(shù)的提升，替換關鍵零部件可能帶來工藝參數(shù)的不穩(wěn)定和客戶投訴風險，因此設備企業(yè)在供應鏈上趨于保守，對海外成熟零部件供應鏈依賴度較高。但隨著美國BIS新規(guī)的影響，國產(chǎn)設備企業(yè)已經(jīng)意識到海外供應鏈的固有風險和脆弱性，正在進一步加強對國產(chǎn)半導體零部件供應商的扶持，加速零部件產(chǎn)品驗證進度，盡早實現(xiàn)全國產(chǎn)化零部件的半導體設備的生產(chǎn)。
資料來源：芯謀研究，安信證券研究中心
從國產(chǎn)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)升級到半導體級產(chǎn)品，是零部件重要成長路徑。半導體產(chǎn)品的生產(chǎn)過程與泛半導體領域具有共性，所需要的設備和零部件也具有一定的通用性。在光伏電池和顯示面板領域，也需要使用大量的類似零部件，只是對產(chǎn)品的精度和性能要求要低于半導體集成電路領域。近年來光伏和面板行業(yè)已逐步發(fā)展為我國的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，并帶動上游精密制造業(yè)和零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。相關產(chǎn)業(yè)的企業(yè)在現(xiàn)有技術和產(chǎn)量的基礎上，向更高端的半導體領域升級。
04
投資機會和未來展望
中國半導體產(chǎn)業(yè)結(jié)構的深刻變化，特別是供給端的變化是半導體零部件行業(yè)投資最核心的邏輯。零部件產(chǎn)業(yè)細分市場眾多，把握投資節(jié)奏非常重要，一定要伴隨下游設備國產(chǎn)化的推進節(jié)奏，聚焦“卡脖子”的細分領域進行投資。
制造業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進步，就是在已經(jīng)成熟的科學原理基礎上，經(jīng)過技術與工藝上持續(xù)的微創(chuàng)新優(yōu)化，并將這些優(yōu)化經(jīng)驗成果通過工程學的方式固化為生產(chǎn)線與供應鏈的過程。這個過程既需要產(chǎn)業(yè)工人與高級工程師的龐大規(guī)模的人才體系，還需要上下游產(chǎn)業(yè)品類完整、快速響應的供應鏈網(wǎng)絡作為支撐。半導體零部件產(chǎn)業(yè)是中國發(fā)展成為全球最大半導體制造基地的供應鏈基礎，支持中國半導體零部件產(chǎn)業(yè)發(fā)展，具有重要的戰(zhàn)略意義。
半導體零部件精密加工，半導體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代新機會的企業(yè)加速發(fā)展
04-12-2024
