半導體零部件行業(yè)發(fā)展概述

楊興杰 2024年11月28日來源：中研網 346 15 繁體

如何應對新形勢下中國半導體設備行業(yè)的變化與挑戰(zhàn)？

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半導體設備零部件是指在材料、結構、工藝、品質、精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到了半導體設備及技術要求的零部件，作為半導體設備的重要組成部分，零部件的質量、性能和精度優(yōu)劣直接決定了半導體設備的可靠性和穩(wěn)定性，是半導體設備產業(yè)中最為重要的一環(huán)，也是半導

一、半導體設備零部件行業(yè)概述及市場規(guī)模

半導體設備零部件是指在材料、結構、工藝、品質、精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到了半導體設備及技術要求的零部件，作為半導體設備的重要組成部分，零部件的質量、性能和精度優(yōu)劣直接決定了半導體設備的可靠性和穩(wěn)定性，是半導體設備產業(yè)中最為重要的一環(huán)，也是半導體設備不斷向先進制程精進的具體載體。從產業(yè)鏈角度，零部件位于半導體設備上游，零部件上游則為鋁合金材料以及其他金屬/非金屬原材料等。

圖表：半導體設備零部件行業(yè)產業(yè)鏈

相較于一般的機械設備零部件，半導體設備零部件通常有著精度高、批量小、多品種、尺寸特殊、工藝復雜、要求較高等特點，需要兼顧強度、應變、耐腐蝕性、電子特性、電磁特性、材料純度等復合功能要求，對廠商有著較高的技術挑戰(zhàn)。從主要材料和使用功能的角度，半導體設備零部件的主要類別包括金屬件、硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、真空件和密封件等。

半導體設備零部件行業(yè)整體集中度較為分散，目前行業(yè)內領先企業(yè)主要來自歐洲、美國和日本等地區(qū)及國家。根據QYResearch數據，2023年全球前五大半導體設備零部件廠商分別為ZEISS、Entegris、MKSInstrument、AltasCopco、Trumpf。

圖表：全球前五大半導體設備零部件廠商主要產品及收入規(guī)模

數據來源：公司財報等公開數據

目前，在晶圓代工廠日常運營過程中領用的零部件（包括維保更換和失效更換的零部件）種類繁多，但國產占有率低，半導體設備精密零部件生產主要由美國、日本和歐洲企業(yè)主導。不過，由于半導體設備精密零部件種類紛繁復雜，制作工藝差異巨大，因此即使是全球行業(yè)領先的頭部企業(yè)，也只能專注于個別生產工藝，行業(yè)相對分散，這也使得國產替代成為可能。

近年來，隨著美國對中國半導體行業(yè)的封鎖愈演愈烈，國產替代已成為行業(yè)內部亟待解決的需求，對應零部件廠商也積極加大研發(fā)力度，不斷提升研發(fā)水平和產能，雖然目前仍然與國際龍頭企業(yè)有一定差距，但國產廠商已經在多個領域實現了突破，包括公司在內如富創(chuàng)精密、珂瑪科技、江豐電子、新萊應材和晶盛機電等廠商已經實現相關零部件產品的量產，并且未來還將進一步拓寬品類、擴大產能、一方面提高成熟制程零部件的使用周期和良率，一方面向先進制程精進。隨著國家對產業(yè)鏈安全更加重視，將促進內資半導體精密零部件制造企業(yè)的進一步發(fā)展。

半導體設備零部件市場空間廣闊，近年來市場規(guī)模增速明顯。根據SEMI數據，2023年全球半導體設備市場規(guī)模達1,063億美元，2023年國內半導體設備市場規(guī)模為366億美元。

二、行業(yè)技術現狀及技術特點

1.技術密集，生產精度及可靠性高

相比于其他行業(yè)的基礎零部件，半導體零部件需用于精密的半導體制造，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。由于半導體零部件的特殊性，企業(yè)生產經常要兼顧強度、應變、耐腐蝕性、電子特性、電磁特性、材料純度等復合功能要求。應用于半導體設備中的同一類型部件，相較于傳統(tǒng)工業(yè)而言對關鍵零部件在原材料的純度、原材料批次的一致性、質量穩(wěn)定性、機加精度控制、特殊表面處理、潔凈清洗、真空無塵包裝、交貨周期等方面要求更高，形成了極高的技術門檻。以刻蝕工藝為例，隨著芯片制程的提升，受到光刻機波長的限制，往往需要采用多次曝光，才能得到要求的線寬，實現更小的尺寸。這對刻蝕速率、各向異性、刻蝕偏差、選擇比、深寬比、均勻性、殘留物、等離子體引起的敏感器件損傷、顆粒沾污等指標都提出了更高的要求。

2.多學科交叉融合，復合技術人才需求高

半導體設備零部件種類多，覆蓋范圍廣，產業(yè)鏈較長，其研發(fā)設計、制造和應用涉及到材料、機械、物理、電子、精密儀器等跨學科的交叉融合，因此對于復合型人才有很大需求。以半導體制造中用于固定晶圓的靜電吸盤為例，其本身是以氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為主體材料，但同時還需加入其他導電物質使得其總體電阻率滿足功能性要求，這就需要對陶瓷材料的導熱性，耐磨性及硬度指標的細致了解，才能得到滿足半導體制造技術指標的基礎原材料；其次陶瓷內部有機加工構造精度要求高，陶瓷層和金屬底座結合要滿足均勻性和高強度的要求，因此對于靜電吸盤的結構設計和加工，需要精密機加工方面的技能和知識；而靜電吸盤表面處理后要達到0.01微米左右的涂層，同時應具備耐高溫，耐磨的特性，使用壽命大于三年。因此，半導體設備零部件對表面處理技術的掌握與應用的要求也比較高。由此可見，復合型、交叉型技術人才是半導體零部件產業(yè)的基礎保障。

3.碎片化特征明顯，不同工藝種類間壁壘高

相較于半導體設備市場，半導體零部件市場分支領域更多，碎片化特征明顯，單一產品的市場空間很小，同時技術門檻較高，半導體零部件公司多專注于某一細分工藝或產品，呈現“小而精”的特點。半導體設備零部件生產工藝對于研發(fā)周期和資金投入要求較高，因此拓展制造工藝和產品種類不僅是限制半導體設備零部件廠商發(fā)展的技術因素，同時也是行業(yè)發(fā)展的重點與難點。

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