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中金公司:半导体真空零部件江南电竞国产代替希望加快

更新时间  2024-05-30 15:30 阅读

  真空体系平淡由真空泵(低温泵、干泵、分子泵等)、真空阀门(远隔阀、传输阀江南电竞、调压阀、插板阀等)、真空丈量仪器(薄膜真空规、压力开闭等)、真空腔体、真空管途及法兰等中枢零部件组成。正在干法筑造中平淡须要正在真空条款下欺骗高频高压使电极四周的气体电离酿成等离子体,并对晶圆实行加工,于是真空体系正在干法筑造中起到至闭紧要的用意。

  2023年环球线亿美元。咱们从筑造零部件两大下游商场开拔,遵照SEMI,2023年环球前道筑造商场界限906亿美元,真空体系正在筑造采购中占比约20-30%,2023年环球筑造厂采购线亿美元;遵照环球晶圆厂零部件采购金额正在100~150亿美元阴谋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实行取代。真空零部件目前首要供应商仍为美、日、欧洲企业,国内企业基础仍处于研发、认证阶段,如半导体真空泵首要供应商为Atlas(瑞典)、Ebara(日)、普发真空(德),半导体真空阀门首要供应商为VAT(瑞士),半导体真空丈量仪器首要供应商为MKS(美)、Inficon(德),咱们以为将来跟着供应链和平考量,半导体真空零部件希望加快实行国产取代。

  危害:国产半导体筑造出货不足预期、半导体筑造零部件厂商技艺研发发展不足预期、中美生意摩擦加剧。

  半导体创筑历程中,需进程光刻、刻蚀、薄膜重积等多种工艺,咱们平淡遵照其首要操纵气体加工依然液体加工,将前道创筑筑造分为干法筑造及湿法筑造,此中干法筑造首要包蕴:等离子体刻蚀筑造、薄膜重积筑造、去胶/热处分筑造等;湿法筑造首要包蕴:冲洗筑造、电镀筑造、CMP筑造等。因为干法筑造平淡须要正在真空条款下江南电竞,欺骗高频高压使电极四周的气体电离酿成等离子体,再对晶圆实行加工,于是真空体系正在干法(等离子体)筑造中起到至闭紧要的用意。

  半导体真空体系平淡由真空泵(低温泵、干泵、分子泵等)、真空阀门(远隔阀、传输阀、调压阀、插板阀等)、真空丈量仪器(薄膜真空规、压力开闭等)、真空腔体、真空管途及法兰等中枢零部件组成。此中真空泵是真空体系中的紧要构成片面,用来得到及撑持真空境况;真空阀门首要用来调减削量、割断或接通管途的元件;真空管途及法兰用于体系的可拆卸部位及安置须要的衔尾部位;真空丈量仪器则平淡需正在反映腔体、传送模组等安置完毕后的漏气反省。

  半导体筑造零部件平淡分为机器类、气体输送系列类、电气类、机电一体类、真空体系类、气动体系类、仪器仪表类、传感器类共8类:

  1)机器类:反映腔体、运输腔体、筑造撑持架、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:可编程独揽器、I/O模块、AC模块、DC模块、工业电脑、可编程独揽电源、加热器、配电柜、线)机电一体类:机器手、陶瓷转轮、消防报警灭火装备、温控丈量体系、进出口风阀;5)真空体系类:干泵、分子泵、线)气动体系类:电磁阀、接甲等;7)类:气体流量计、压力独揽器等;8)类:光电、压力传感器、温度传感器等。

  遵照中微公司及拓荆科技招股仿单,2018年真空体系(泵、阀门、管道等)正在刻蚀筑造、薄膜重积筑造中的采购永诀为9.31%及5.65%,此中将泵划分入附庸筑造,故导致真空体系采购占比偏低,咱们以为实践本钱占比约正在10%驾驭。另表反映腔体、运输腔体等真空腔体正在采购时划分正在机器类中,于是咱们以为真空体系的满堂采购比例应正在筑造本钱占比的20~30%。

  晶圆厂正在永恒操纵半导体筑造的历程中,筑造弗成避免地会爆发磨损,须要对零部件实行替代。一片面筑造零部件晶圆厂须要向筑造原厂实行采购,这片面平淡是定造化的零件或是较为庞大的模组、体系。其余一片面模范化的零件或是较为简陋的模组江南电竞、体系晶圆厂直接向零部件厂商实行采购。

  遵照芯谋斟酌,2020年中国大陆晶圆厂直接采购零部件金额进步10亿美元,倘使剔除Samsung、SK Hynix、台积电等境表厂商正在中国大陆的产线,中国脉土晶圆厂(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,首要征求石英件、射频发作器、泵、阀、静电吸盘、喷淋头、角落环、流量计、MFC、陶瓷件、密封圈。此中,真空类零部件(泵、阀门、密封圈)采购占比合计达20%。

  咱们从半导体筑造零部件两大下游商场开拔推导出环球真空类半导体零部件商场界限约55.9~83.8亿美元:

  下游商场#1:筑造厂商江南电竞。遵照SEMI测算,2023年环球前道筑造商场界限906亿美元,此中刻蚀筑造、薄膜筑造、去胶筑造等干法筑造占比约45%,参考半导体筑造上市公司的财政数据江南电竞,且半导体筑造企业的毛利率集体正在40%-50%之间,此中半导体筑造零部件占贸易本钱比例80%驾驭,线年环球筑造厂采购线亿美元;

  下游商场#2:晶圆厂。遵照芯谋斟酌,2020年中国大陆晶圆厂零部件采购金额进步10亿美元。我国晶圆厂创筑产能占环球的比例正在12-15%驾驭,思量到先辈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100~150亿美元驾驭,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。

  真空泵是用以爆发、改观和撑持真空的装备,为半导体真空工艺体系中的中枢零部件,可为晶圆创筑的中枢工艺筑造供应所一定的超清白真空境况,正在PVD、CVD、刻蚀、离子注入等对真空境况请求较高的干法工艺中运用平凡。

  按半导体工艺来分类,对付半导体真空泵平淡分为干净工艺、中等工艺和苛刻工艺造程,造程的分类原由真空泵的安置地方和工艺反映爆发的造程物特色肯定,分别工艺造程对真空泵的需求分别,于是须要分别技艺个性的干式真空泵来知足分别工艺造程的运用。

  干净工艺:征求量测、光刻工艺,也征求中等工艺、苛刻工艺筑造的装载腔室和传输腔室,对付真空泵的请求平淡为高牢靠性、低本钱、也许实行神速抽气、体积幼等特色;

  中等工艺:征求PVD、干法去胶、介电刻蚀、硅刻蚀、离子注入等,其对付真空泵的请求平淡为神速抽真空、低功耗、高职能等特色。

  苛刻工艺:征求各种CVD工艺、干法导体刻蚀、退火、ALD工艺,对付真空泵请求平淡为耐侵蚀、耐粉尘、避免冷凝等特色。

  遵照中科仪招股仿单,正在12英寸晶圆坐蓐线台真空泵,遵照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%(晶圆创筑企业对线年),按单台线年环球半导体真空泵存量替代商场界限约145~290亿元。

  目前环球半导体干式真空泵创筑企业首要由海表供应商所主导,欧美日企业吞噬通盘商场90%以上的份额,国产化率目前较低,海表首要坐蓐企业征求Atlas、Ebara、普发真空等。此中,Atlas创建于1873年,公司首要交易为工业干泵、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,是环球真空技艺和显露检测处置计划龙头供应商之一,其高职能产物组合涵盖了从真空泵到丈量分解筑造再到整套真空体系,普发真空正在半导体创筑周围供应多种真空泵处置计划,包蕴罗茨真空泵、旋片泵、涡轮泵等;Ebara首要产物为干式真空泵、CMP 筑造、电镀筑造、废气处分筑造。

  阀门为半导体真空体系中的中枢零部件,起到开闭、独揽流量、调整压力等用意,真空阀指的是用正在真空体系中的阀门,其用意平淡为远隔真空区域(如工艺腔室)或独揽气体进出量。因为处于分别地方的阀门性能各不相仿,于是品种稠密,可能分为远隔阀、独揽阀、传输阀此中,远隔阀起决绝/接通用意,营造真空境况;独揽阀首要起到独揽气体流量和压力的用意;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,遵照阀门的作事格式划分,远隔阀和独揽阀又征求闸阀、角阀、蝶阀、球阀、钟摆阀等。

  远隔阀首要为闸阀和角阀,闸阀的启闭件为闸板,闸板运动宗旨与介质滚动宗旨笔直,通过闸板的起落可能起到决绝/接通用意,平淡只作全开/全闭状况,是远隔阀的理思抉择,而较罕用作独揽用意,闸阀可用于腔体和真空泵之间来维护真空泵,也可用于两个相连腔体之间的远隔;角阀气体通途平淡呈直角,首要可用于真空体系中的排气管途和抽气体系等的衔尾,如用于主泵(平淡为分子泵)和前级泵(平淡为干泵)之间(即前级管途),或者是工艺腔和前级泵之间(即粗抽或预真空管途),角阀实用于厉苛的境况下,拥有优秀的牢靠性,也可具备独揽用意。

  独揽阀首要通过缩幼或加宽气门通道来独揽气液体的体积流量,首要包蕴钟摆阀、蝶阀及球阀,此中:1)钟摆阀基于钟摆运动道理来独揽流体的滚动,当阀门处于开启状况时,气体可能自正在滚动,当阀门没有表力用意时,受到重力影响会向下摆动处于紧闭状况,拦阻气体自正在滚动,拥有策画紧凑、振动幼、启闭平定、能有用避免爆发颗粒的特色,被平凡用作独揽阀,多用于线)蝶阀阀体呈圆筒形,轴向长度短,内置蝶板,欺骗圆盘的启闭件来去反转90来开启、紧闭或调骨气体流量的一种阀门,拥有构造简陋、体积幼、重量轻、开闭火速、力矩较幼的特色;3)球阀的启闭件是中心带有圆形通道的球体,可能绕笔直于通道的轴线挽回,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鸿沟,同时正在带有侵蚀性介质的体系中也均可实用。传输阀是用于衔尾腔室之间的阀门,平淡用于工艺腔与Load lock之间,须要担保双方腔体的密封性。

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

  太甚腔:过渡腔是筑造中晶圆真空境况入口,晶圆从表部运输至筑造入口,进程前端模块(EFEM)落伍入过渡腔,方从大气境况转换为真空境况,后续晶圆从过渡腔再进入真空境况的传输腔江南电竞、反映腔实行工艺反映。过渡腔须要担保真空度、密封性以及晶圆进程不行发作污染,须要公司的高严谨多工位庞大型面创筑技艺和耐侵蚀阳极氧化技艺等中枢技艺,平淡也称为真空锁(Load lock)。

  传输腔:传输腔是晶圆正在过渡腔和反映腔之间实行变化的中心平台。要是传输腔密封区域加工不良,腔体无法担保真空,将会影响晶圆坐蓐。公司通过高严谨多工位庞大型面创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分别工艺的反映腔衔尾,公司采用分另表表观处分特种工艺来担保传输腔的清白度和耐侵蚀性,以延迟其操纵寿命并担保晶圆流转境况不受污染。

  反映腔:反映腔是晶圆加工和坐蓐的作事空间。正在晶圆加工历程中,会有多种工艺气体流入反映腔内,发作化学反映,从而其对清白度和耐侵蚀性请求较高。特别是先辈造程对付反映腔的清白度请求更高,公司须要通过高清白度严谨冲洗技艺来确保反映腔的清白度,避免化学粒子爆发,为晶圆坐蓐创设清白境况。另表,为担保筑造的操纵寿命、降低坐蓐效果,公司须要通过耐侵蚀阳极氧化技艺等表观处分特种工艺技艺来巩固其耐侵蚀及耐击穿电压职能。

  因为分别公司分别型号筑造的腔体巨细、清白度等请求均有所分别,于是腔体坐蓐平淡拥有幼批量、多种类、定造化的特色,环球出席腔体加工的企业平淡也负担对工艺零部件(内衬、加热器、匀气盘)及构造零部件(基板、冷却版、盖板等)实行加工,其中枢壁垒正在于阳极氧化、电解扔光、化学冲洗等表观处分特种工艺以保留严谨零部件的高清白、超侵蚀、耐击穿电压等职能,以及严谨机器的创筑和焊接技艺。环球出席严谨机器创筑的公司首要为Ferrotec、京鼎严谨、UCT等,目前国内

  真空规是用于探测低压空间稀疏气体压力的仪器,由真空管、指针、标准盘、密封杆等片面构成。遵照道理分别,首要分为三类: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,另表还征求质谱分解仪、磁悬浮转子真空规。正在低真空度中,薄膜真空规、压阻式真空规运用较多;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,热阴极真空规运用较平凡。

  正在半导体工艺中,真空规首要运用于粗真空境况及工艺历程中,正在刻蚀、CVD、表延等等离子体工艺所须要的真空境况以及气体通入腔体时都须要对腔体内的真空度实行及时监控精密机械,皮拉尼真空规和电容薄膜真空规正在半导体周围运用较多。目前环球半导体首要供应商为美国MKS及瑞士Inficon,国内目前国产化率仍较低,首要研发企业为上海振太。

  国产半导体筑造出货不足预期:咱们以为国产半导体筑造是国产半导体筑造零部件的紧要下游,倘使国产半导体筑造出货量受到晶圆厂资金开支、或是出货受限等理由出货不足预期,则大概会直接影响到国产半导体筑造零部件的出货。

  半导体筑造零部件厂商技艺研发发展不足预期:目前晶圆创筑和半导体筑造已向更先辈的工艺造程演进,对零部件企业的研发材干继续提出更高请求。目前国内真空零部件厂商曾经博得了打破,倘使这些企业技艺研发发展不足预期,公司将难以得到赶过行业的增速。

  中美生意摩擦加剧:片面国内半导体筑造零部件厂商产物发往海表,也有片面国内半导体筑造零部件厂商原质料来自海表,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:半导体真空零部件江南电竞国产代替希望加快