新澳门新葡萄娱乐半导体行业专题分析：半导体零部件乘风起国产化率快速提升

　　新澳门新葡萄娱乐半导体行业专题分析：半导体零部件乘风起国产化率快速提升半导体设备结构复杂、集成度高，设备零部件在价值链上举足轻重。半导 体前道制程包括氧化/扩散、光刻、刻蚀、薄膜沉积、过程检测、化学机械 抛光、清洗等众多环节，不同类型的设备由不同的子系统构成，对应到零 部件，则是具有多品种、小批量等特点。设备公司营业成本中 90%为原材 料采购成本，零部件在半导体设备产业链中举足轻重。半导体设备是半导 体产业的基石，而半导体设备厂商绝大部分关键核心技术需要以精密零部 件作为载体来实现，随着制造工艺的不断提升，下游设备厂及晶圆厂对零 部件在材料、结构、工艺、精度、可靠性等方面的要求不断提升。

　　半导体设备由八大关键子系统组成：气液流量控制系统、真空系统、制程 诊断系统、光学系统、电源及气体反应系统、热管理系统、晶圆传送系统 及其他关键组件。半导体零部件可大致分为：机械类、电气类、机电一体 类、气/液/真空系统类、仪器仪表类、光学类等。

　　以光刻机为例，光刻机主要构成包括和光学相关的模块（光源系统、透镜 系统、浸没系统等）以及和运动相关的（晶圆工作台、晶圆传输系统、圆 模板工作台、掩膜版传输系统），此外还有维持内部工作环境的环境电气支 持系统等。

　　按照主流的零部件划分方式，半导体零部件可以划分为机械类、电器类、 机电一体类、气体/液体/真空系统类、仪器仪表类、光学类和其他零部件。 机械类（金属/非金属的结构件）、机电一体类（机械手等）用于所有设备， 一些光学类的零部件主要用于光刻机以及过程控制设备，另有一些真空类 泵阀主要用于刻蚀、薄膜沉积等干法设备、液体管路等气动液压系统零部 件主要用于清洗机等湿法设备。因此，不同种设备零部件各有侧重，零部 件市场呈现碎片化的特点。

　　半导体设备市场 2022 年增长 15%。根据 SEMI 统计，全球半导体设备销 售规模从 2010 年 395 亿美元增长到 2021 年的 1026 亿美元，其中中国大 陆市场 296 亿美元。SEMI预计到 2022 年将进一步增长 15%至 1175 亿美 元。

　　零部件持续紧缺，设备以及零部件的交期均延长。半导体零部件的短缺限 制了设备公司大规模扩产，产品交付期延长。从 2021 年下半年开始，国 际龙头 AMAT、Lam Research、ASML 等均在法说会上表示半导体零部件 短缺是公司上游供应的关键问题，对向客户及时交货构成了挑战，我们认 为此次短缺同时也为零部件国产化加速提供了机遇。据 ETNews 二季度报 道，半导体核心部件的交货期为 6 个月以上，之前的交货期通常仅为 2-3 个月，来自美国、日本和德国的零部件交货时间显著增加，主要短缺的产 品有高级传感器、精密温度计、MCU 和电力线通信（PLC）设备。由于半 导体零部件的持续性短缺，部分相关零部件厂商京瓷、Edwards 等均有扩 产计划，将有助于缓解半导体零部件短缺问题。ASML 预测 2023 年半导 体零部件的短缺将有所缓解。

　　2021 年半导体前道设备厂商北方华创、中微公司、拓荆科技、华海清 科、芯源微、盛美上海、中科飞测毛利率均值为 42%，同时以上半导 体设备厂商直接材料费用占营业成本比例平均值为 90%。结合起来测算， 半导体零部件占半导体设备市场规模的比例估计在 50%，而 2021 年前道 晶圆制造设备规模约为 875 亿美元，因此对应半导体零部件市场规模预计 430 亿美元以上，中国市场约为 850 亿元人民币。

　　此外，设备零部件除了直接对设备厂的供应外，在晶圆厂方面，据芯谋研 究口径，2020 年中国晶圆线 英寸前道设备零部件采购金 额超过 10 亿美元。因为晶圆厂设备零部件和材料一样也具有耗材属性， 按照 2020 年中国半导体材料占全球 18%来估算，预计全球晶圆厂对 前道设备零部件采购金额约为 56 亿美元。2021 年增长 16%，预计全球市 场约为 65 亿美元，中国市场约为 85 亿元人民币。

　　结合设备厂及晶圆厂采购金额，我们保守测算全球半导体零部件市场规模 预计接近 500 亿美元，中国市场超过 900 亿元人民币。

　　根据国产设备厂商披露的采购零部件类型比例，例如拓荆科技主要产品为 干法设备，其机械类+机电一体类零部件占比分别达到 41%，电气类占比 也较高达到 27%；而华海清科的主业 CMP 设备为湿法设备没有真空反应 腔，没有气体反应的设备，零部件成本中机械零部件的占比往往较高，华 海清科 2021 年采购额中，机械标准件+加工件占比高达 67%。

　　晶圆厂采购结构方面，从芯谋研究统计数据来看，晶圆厂采购零部件 中金额占比较大的主要有石英件（Quartz）、射频电源（RF Generator）、 各种泵（Pump）等，占比在 10%及以上，此外还有各种阀门（Valve）、 吸盘（Chuck）、反应腔喷淋头（Shower Head）、边缘环（Edge Ring）等 零部件。

　　因为半导体设备本身结构复杂，导致精密零部件制造工序繁琐，品类管理 难度大，不同零部件之间存在着一定的差异性和技术壁垒，因此行业内多 数企业只专注于个别生产工艺，或专注于特定精密零部件产品，整体行业相对分散。根据 VLSI 的数据，2020 年全球半导体零部件领军供应商前十 中，包括蔡司 ZEISS（光学镜头），MKS 仪器（MFC、射频电源、真空产 品），爱德华 Edwards（真空泵），Advanced Energy（射频电源），Horiba （MFC），VAT（真空阀件），Ichor（模块化气体输送系统以及其他组件）， Ultra Clean Tech（密封系统）等。龙头厂商收入体量大多在几亿美元到十 几亿美元的体量，2020 年全球前十公司营收规模约为 80 亿美元，CR10 低于 20%。

　　对比海外龙头，国产设备零部件中电子/机械类产品的精度较低、材料加工 工艺要求不达标。零部件中比较复杂的电子和机械产品，开发技术难度较 大，精度要求高。例如 RF generator 直接关系到腔体中的等离子体浓度和 均匀度，是 Etch、PECVD 等重要机台最关键的零部件之一，而国产 RF generator 主要的技术问题在于电源电压和频率等参数尚不够稳定，较 Advanced Energy 等国外企业有一定差距。此外，中国厂商强于机加工和 成型，但往往无法解决材料和表面处理问题，因此发展受到基础的制约。

　　根据芯谋研究，国内晶圆制造厂商采购的设备零部件中国产化率超过 10% 的有 Quartz 成品、Shower head、Edge ring 等少数几类，其余的国产化 程度都比较低，特别是 Valve、Gauge、O-ring 等几乎完全依赖进口。目 前我国半导体零部件产业尚处于起步期，核心零部件仍然依赖进口。根据 芯谋研究，目前石英、喷淋头、边缘环等零部件国产化率达到 10%以上， 射频发生器、MFC、机械臂等零部件的国产化率在 1%-5%，而阀门、静 电吸盘、测量仪表等零部件的国产化率不足 1%。

　　随着下游晶圆制造厂及设备厂商迎来高速发展期，且在外部环境不确定背 景下各环节自主可控进程加速，零部件环节已在 2021 年开启替代元年， 我们判断未来三年正是替代高峰期。在一些细分品类实现技术和客户突破 的优质厂商，订单和业绩有望加速释放。

　　根据中微公司 2022 年报：公司主要刻蚀设备的国产化率快速提升，CCP 刻蚀机零部件国产化比例达到 61.5%，ICP 达到 59%，美国供应商占比约 为 9%和 13%左右。

　　根据华海清科招股书：公司进口原材料占原材料采购总额的比例约为 50% 左右，主要为标准化、非垄断型的通用零部件，大部分为非半导体专用， 产地分别为日本、德国和美国等，其中采购产地为美国的零部件占比约 10%。

　　根据屹唐股份招股书：公司预计将于 2021 年下半年完成干法去胶设备主 要机型的关键本土备选零部件内部认证，2022 年分阶段实现国产零部件量 产导入。同样干法刻蚀设备备选供应商原材料覆盖程度预计可达到较高比 例。快速热处理设备主要机型的相关原材料供应主要来源于德国，供应链 本土化工作于 2021 年下半年正式启动，预计于 2023 年之前完成。

　　针对不同类型的零部件，技术难点各不相同，国产化率差异大。机械类零 部件应用最广，市场份额最大，目前主要产品技术已经实现突破和国产替 代，先进制程相关难突破。机电一体类和气液传输/真空系统零部件同样品 类繁多，国内部分产品已实现技术突破，但产品稳定性和一致性与国外有 差距。技术难度相对比较高的为电气类、仪器仪表类、光学类零部件，国 内企业的电气类核心模块（射频电源等）少量应用于国内半导体设备厂商， 主要应用于光伏、LED 等泛半导体设备，国产化率低，高端产品尚未国产 化；仪器仪表类对测量精度要求高，国内企业通过收购进入国际半导体设 备厂商，自研产品少量用于国内设备厂商，国产化率低，高端产品尚未国 产化；光学类零部件对光学性能要求极高，由于光刻设备国际市场高度垄 断，高端产品一家独大，国内光刻设备尚在发展，相应配套光学零部件国 产化率低。

　　富创精密是国内半导体设备精密零部件的领军企业，也是全球为数不多的 能够量产应用于 7nm 工艺制程半导体设备的精密零部件制造商。公司主要 产品包括工艺零部件、结构零部件、模组产品和气体管路四大类。公司代 表性工艺零部件包括腔体（按使用功能分为过渡腔、传输腔和反应腔）、内 衬和匀气盘，结构零部件一般起连接、支撑和冷却等作用，对平面度和平 行度有较高的要求，工艺与结构零部件一样需要具备高洁净、强耐腐蚀能 力和耐击穿电压等性能。

　　2019-2021 年，公司营业收入分别为 2.5/4.8/8.4 亿元，3 年复合增长率为 82%，2021 年公司毛利率/净利率分别达到 32%/14%。2021 年公司主营 业务收入 60%来源于以外地区，主要销往国际半导体设备厂商在北美 和亚洲的组装工厂，而随着国内半导体设备厂商崛起，2019-2021 年公司 地区销售收入占比由 15%提升至 39%。

　　公司目前下游客户包括国内外半导体设备龙头，A、东京电子、HITACHI High-Tech 、ASMI，也包括国内北方华创、屹唐股份、中微公司、拓荆科 技、华海清科、芯源微、中科信装备、凯世通等。

　　江丰电子为国内半导体靶材龙头，半导体设备零部件 2021 年起开始快速 放量。公司新开发的各种精密零部件产品主要包括传输腔体、反应腔体、 膛体、圆环类组件、保护盘体、冷却盘体、喷淋头等已经在多家国内半导 体设备及芯片制造头部企业实现批量交货，同时战略布局了国内紧缺、受 国外控制的高纯硅、石英和陶瓷等半导体零部件，广泛应用于 PVD、CVD、 刻蚀机等半导体设备机台。

　　2021 年江丰电子零部件销售额 1.84 亿元，同比增长 240%，2022H1 则达 到 1.8 亿元，同比增长 150%。公司在宁波余姚、上海奉贤、沈阳沈北三 地建成零部件生产基地，并与国内半导体设备龙头北方华创、拓荆科技、 芯源微、上海盛美、上海微电子、屹唐科技等多家厂商形成战略合作。

　　新莱应材于 1991 年在中国成立，于 1995 年组建线 年将总部迁至江苏昆山。公司目前主要业务包括用于泛半导体领域的 高纯及超高纯应用材料，用于食品安全和生物医药领域的洁净应用材料等， 主营产品为真空室（腔体）、泵、阀、法兰、管道和管件等，属于高洁净流 体管路系统和超高真空系统之关键组件。

　　公司泛半导体领域产品覆盖半导体设备的真空系统和气体管路系统，受益 于半导体国产化趋势，公司泛半导体板块业务快速增长，营业收入从 17 年的 2.7 亿增长到 2021 年的 5.3 亿，2022 年上半年公司泛半导体业务实 现收入 3.17 亿元，同比增长 62%。

　　下游客户方面，世界半导体制造设备企业 AMAT 加大半导体产品的合 作，中国领先的存储器芯片设计与制造公司长江存储、合肥长鑫等在高端 真空阀门等产品方面也有深入合作，气体管道及气体控制元件也在深入国 产替代化，与中国国内最大的半导体设备供应商北方华创在半导体领域展 开全面合作。

　　正帆科技致力于为泛半导体、光纤通信、医药制造等行业客户提供工艺介 质和工艺环境综合解决方案。主营业务包括气体化学品供应系统的设计、 生产、安装及配套服务；高纯特种气体的生产、销售；洁净厂房配套系统 的设计、施工。依托于现有的 CAPEX 业务，公司积极开拓 OPEX 业务， 巩固拓展半导体设备配套领域、电子大宗气体以及制药系统生物反应器和 分立纯化设备等应用。公司拥有关键设备、核心材料和专业服务三位一体 的综合解决方案，助力泛半导体和生物医药行业关键系统国产化。

　　电子工艺设备的主要产品包括特气柜、化学品中央供应柜、分流箱、化学 品稀释混配单元、液态源输送设备，以及用于半导体工艺设备的流体输送 系统/设备（Gas Box）等。Gas Box 是一种在半导体工艺设备侧的模组化 气体供应系统，也是核心零部件之一，定制化程度高、工艺难度高。公司 的设备配套业务从厂务端延伸到设备端，为泛半导体行业客户提供 Gas Box的委托加工或委托设计加工服务。

　　除了提供工艺介质供应所需的设备及系统以外，正帆科技还向下游客户销 售特种气体为主的工艺介质。高纯特种气体是泛半导体领域加工制造过程 中的关键材料，其质量直接影响电子器件的良率和性能。目前，正帆科技 已具备合成、提纯、混配新澳门新葡萄娱乐、充装、分析与检测等工艺能力，并经上述环节 的组合开展生产活动，主要产品包括砷烷、磷烷、硅烷、混合气体。

　　22H1 公司实现营收 9.43 亿元，同比增长 20%。从收入结构上看新澳门新葡萄娱乐，泛半导 体业务占比较高，2021 年泛半导体业务营收 14.33 亿元，收入占比 78%。 公司毛利率稳定在 26%附近，归母净利润在 22H1 略有下滑，主要因为公 司股权激励计划产生较高的股份支付费用。

　　正帆科技在泛半导体、光纤通信、医药制造等领域均积累了强大的客户资 源，客户包括中芯国际、京东方、三安光电、恒瑞医药等国内知名客户以 及 SK 海力士、德州仪器等国际品牌客户。

　　华亚智能主营专业领域的精密金属制造服务，专注于向国内外领先的高端 设备制造商提供“小批量、多品种、工艺复杂、精密度高”的定制化精密 金属制造服务。公司的主要产品为各类精密金属结构件，属工业中间产品， 主要应用于供应给半导体设备领域，和新能源及电力设备、通用设备、轨 道交通设备、医疗器械等其他领域的客户。半导体设备领域，公司主要产 品为：应用于晶圆刻蚀气体输送中心、晶圆（清洗、沉积）控制平台、晶 圆成膜（PECVD）设备气体输送平台等半导体设备的金属结构件。

　　公司半导体设备领域直接客户为：超科林、ICHOR、捷普、依工电子等半 导体设备部件制造商；间接客户为： AMAT、Lam Research， Rudolph Technologies 和国内中微公司等设备制造商。2020 年前五大客户收入合计 占比 60%，其中超科林、ICHOR、捷普合计占比 43.5%，若仅看半导体设 备领域，则前三大客户 2020 年在该领域收入占比高达 89%。

　　公司营收持续增长， 2021 年公司营业收入达 5.3 亿元，同比增长 44%； 归属于母公司股东的净利润 1.1 亿元，同比增长 55%。公司收入和规模和 业绩的高速增长主要得益于公司客户数量及产品种类的持续拓展，公司近 年持续拓展新产品新客户，目前部分产品已经进入试样或小批量试制阶段， 未来有望实现批量销售，随着公司募投项目顺利实施，预计仍将保持快速 增长新澳门新葡萄娱乐。

　　Compart Systems 是全球领先的半导体气体输送系统领域精密零组件及流 量控制解决方案供应商。2020 年 12 月，万业企业领以浙江镨芯（万业企 业子公司，Compart 的控股母公司）和镨芯控股为主体收购 Compart 的 100%股权，并成为其第一大股东，目前持股 30%。收购完成后 Compart 有望快速导入国内半导体设备厂商的供应链，填补了国内相关供应链的空 白领域。

　　CompartSystems 主要产品包括 BTP（Built To Print）组件、装配件、密 封件、气棒总成、气体流量（MFC）、焊接件等，产品用于集成电路 制造工艺中氧化/扩散、蚀刻和沉积等设备所需的精确气体输送系统，是全 球少数可完成该领域零组件精密加工全部环节的公司。2021 年上半年， CompartSystems 的相关产业也打入国内集成电路设备公司供应链。

　　2017-2019 年，Compart Systems 实现营业收入 0.96/0.82/0.75 亿美元， 其中公司 2018、2019 年净利润为负，2020 年公司转亏为盈。2021 年浙 江镨芯营业收入 9.20 亿元，净利润 1.01 亿元。2021 年 6 月浙江镨芯与海 宁签约启动 Compart 制造中心项目，总投资约 30 亿元，建设制造基地和 研发中心，投产后每年可实现营收约 15 亿元。项目落成后将加速推进半导 体核心零部件的国产化进程。

　　内资晶圆厂持续扩产，中芯国际、国内存储厂及自主可控产线持续投入， 中芯国际逆周期投资加码，我们测算 2022-23 年内资晶圆厂资本开支增长 25%/15%，叠加国产替代加速，国产设备厂商的订单、营收快速增长，同 时规模效应下归母净利润有望保持更高增速。半导体零部件在产业链内举 足轻重，全球接近 500 亿美元的市场空间。零部件细分品类众多，单一产 品市场规模较小，细分品类市场由少数龙头主导、整体格局相对分散，国 际大厂往往会跨行业/多品类布局。

　　零部件环节的自主可控需求日益强烈，国内国产供应商不断涌现：富创精 密（金属加工件和气体模组）、江丰电子（金属加工件）、新莱应材（真空 与气体管阀零部件）、正帆科技（厂务设备和 Gas Box）、华亚智能（精密 结构件）、万业企业（参股气体零部件龙头 Compart）、英杰电气（射频电 源）、汉钟精机（真空泵）、神工股份（硅部件）、华卓精科（精密测控系统） 等。