（報(bào)告出品方/作者：長江證券，趙智勇，倪蕤）

01、半導(dǎo)體零部件——產(chǎn)業(yè)基石

半導(dǎo)體設(shè)備零部件產(chǎn)業(yè)鏈位于設(shè)備上游

半導(dǎo)體零部件在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中處于最上游的原材料與中游的半導(dǎo)體設(shè)備之間，兼具原材料與設(shè)備屬性，其中耗材型更近似于原材料，需定期更換，使用壽 命相較經(jīng)濟(jì)壽命短；而子系統(tǒng)更近似于設(shè)備，需要進(jìn)行一定的系統(tǒng)集成。 半導(dǎo)體零部件通常以直銷形式，直接客戶為設(shè)備廠商或晶圓廠、IDM，由設(shè)備商購買搭載半導(dǎo)體設(shè)備銷售，或由終端晶圓廠、IDM驅(qū)動(dòng)購買。

半導(dǎo)體設(shè)備零部件品類眾多

從行業(yè)地位來看，半導(dǎo)體零部件雖然市場規(guī)模較小，但是是整個(gè)行業(yè)的關(guān)鍵之一。 半導(dǎo)體設(shè)備零部件分類標(biāo)準(zhǔn)多元。據(jù)VLSI Research，將關(guān)鍵零部件、子系統(tǒng)根據(jù)用途分為如下幾類：流體管理、過程測(cè)量、光學(xué)系統(tǒng)、電源轉(zhuǎn)換、熱管理、 真空系統(tǒng)、晶圓處理系統(tǒng)以及關(guān)鍵零部件。 也可以按照典型集成電路設(shè)備腔體內(nèi)部流程，將零部件分為五大類：電源和射頻控制類、氣體輸送類、真空控制類、溫度控制類、傳送裝置類；或按照材料， 分為硅/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(yùn)動(dòng)部件、電控部件以及其他部件；或按照服務(wù)對(duì)象分為精密 機(jī)加件和通用外購件。

設(shè)備市場規(guī)模增長拉動(dòng)零部件需求

半導(dǎo)體零部件需求可拆分為存量與增量市場： 存量市場：主要由存量設(shè)備零部件替換驅(qū)動(dòng)，2020年全球關(guān)鍵零部件 服務(wù)與支持市場約23億美元；增量市場：主要由新設(shè)備零部件采購需求驅(qū)動(dòng)。全球設(shè)備銷售額呈提 升趨勢(shì)，其中中國市場占比從2018Q1的15%提升至2022Q3的27%。

增量市場406億美元，三類關(guān)鍵設(shè)備對(duì)應(yīng)規(guī)模最大

據(jù)我們測(cè)算，2020年全球半導(dǎo)體原材料、零部件市場規(guī)模在406億美元左右，剔除其他前道設(shè)備、封測(cè)設(shè)備，關(guān)鍵工藝設(shè)備對(duì)應(yīng)原材料、子系統(tǒng)市場規(guī)模 為316億美元。分工藝環(huán)節(jié)來看，用于薄膜沉積設(shè)備、刻蝕設(shè)備、光刻設(shè)備的零部件占了總市場規(guī)模的63%，占關(guān)鍵前道設(shè)備市場規(guī)模81%。

中國市場空間：20年大陸晶圓線零部件采購超10億美元

2020年，中國大陸晶圓線8吋和12吋前道設(shè)備零部件（parts）采購金額超過10億美元。如果排除三星、海力士、臺(tái)積電等境外廠商在中國大陸的產(chǎn)線，中國 本土晶圓制造廠商（主要包括SMIC、華虹集團(tuán)、華潤微電子、長江存儲(chǔ)等）采購金額約為4.3億美元。 從中國晶圓制造廠商采購的關(guān)鍵零部件來看，石英（Quartz）、射頻電源（RF Generator）、泵（Pump）占零部件采購金額的比重達(dá)到或超過10%；閥 （Valve）、靜電卡盤（Chuck）、反應(yīng)腔噴淋頭（Shower Head）、邊緣環(huán)（Edge Ring）零部件采購占比超過5%。

02、技術(shù)、客戶驗(yàn)證構(gòu)建國產(chǎn)化關(guān)鍵壁壘

全球格局：CR 10為50%，歐美日企業(yè)占主導(dǎo)地位

相較設(shè)備前五家公司占據(jù)60%以上市場份額，半導(dǎo)體零部件市場相對(duì)更加分散一些，2020年CR 10約為50.2%，這一比例緩慢提升。 國際前十名的零部件廠商分別為光學(xué)鏡頭代表企業(yè)ZEISS、ASML，真空泵代表企業(yè)Edwards、Ebara，真空閥件代表企業(yè)VAT、Ultra Clean Tech等。

驗(yàn)證壁壘：設(shè)備商、晶圓廠核心關(guān)注點(diǎn)為可靠性

下游設(shè)備商定價(jià)不可理解為簡單的BOM模式。半導(dǎo)體設(shè)備附加值核心在于基于其系統(tǒng)、架構(gòu)、控制和關(guān)鍵部件的自主設(shè)計(jì)，為晶圓廠客戶提升效率，創(chuàng)造價(jià) 值。無論是國產(chǎn)設(shè)備商還是國際龍頭設(shè)備商，毛利率均穩(wěn)定維持在較高水平，是下游對(duì)其創(chuàng)造價(jià)值進(jìn)行評(píng)估的結(jié)果，因此可靠性是選擇供應(yīng)商的關(guān)鍵。 驗(yàn)證周期：半導(dǎo)體設(shè)備精密零部件企業(yè)需要分別通過質(zhì)量體系認(rèn)證、工藝能力認(rèn)證和性能指標(biāo)認(rèn)證才能獲得提供首件試制的資格；在完成首件驗(yàn)證后，方可獲 得量產(chǎn)資格。通常情況下，全部認(rèn)證過程持續(xù)2-3年。

美國限制對(duì)中國工廠輸出集成電路制造設(shè)備

限制范圍擴(kuò)大化： 限制對(duì)象從華為到SMIC，進(jìn)一步擴(kuò)大到所有中國公司； 限制產(chǎn)品從邏輯擴(kuò)大到存儲(chǔ)，邏輯限制從10nm擴(kuò)大至14nm以下制程； 限制內(nèi)容包括美國軟件、設(shè)備、半導(dǎo)體產(chǎn)品，在中國建立先進(jìn)制程工廠等。

零部件自給率較低，限制政策刺激國產(chǎn)零部件加速認(rèn)證

當(dāng)前國產(chǎn)零部件自給率仍然較低，除石英、套環(huán)等少數(shù)部件外，大部分零部件自給率不足10%?？煽啃詾殛P(guān)鍵壁壘，半導(dǎo)體零部件驗(yàn)證周期較長：國產(chǎn)半導(dǎo)體零部件廠商，即使已有產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)突破，新產(chǎn)品驗(yàn)證周期仍在一年至數(shù)年以上。限制政策下，國產(chǎn)零部件產(chǎn)線認(rèn)證加速：以真空泵產(chǎn)品為例，在中國主要代表晶圓產(chǎn)線中，2020年國產(chǎn)化率為16.7%，當(dāng)年美國發(fā)布對(duì)華為限制政策，2021 年國產(chǎn)化率快速提升至30%，制裁政策對(duì)關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化率提升的驅(qū)動(dòng)作用顯著。

國產(chǎn)零部件具備交期優(yōu)勢(shì)

進(jìn)口零部件交期較長：部分關(guān)鍵零部件交期可達(dá)10-15月，零部件交期成為限制設(shè)備產(chǎn)能 主要因素之一。例如，ZEISS光學(xué)鏡頭產(chǎn)能成為ASML光刻機(jī)生產(chǎn)的重要限制因素。在產(chǎn) 能不足的時(shí)候，進(jìn)口零部件廠商會(huì)優(yōu)先滿足海外設(shè)備廠商的零部件需求，導(dǎo)致國產(chǎn)設(shè)備廠 商獲得零部件的難度進(jìn)一步加大。國產(chǎn)零部件企業(yè)產(chǎn)能不如進(jìn)口零部件企業(yè)緊張，擴(kuò)產(chǎn)靈活，交期上具備優(yōu)勢(shì)。

國產(chǎn)零部件具備本地化服務(wù)優(yōu)勢(shì)

零部件與服務(wù)與支持需求為互補(bǔ)品：零部件使用過程中產(chǎn)生磨損、損耗，需要定期維修，一方面國產(chǎn)零部件廠商具備本土化優(yōu)勢(shì)，就近設(shè)廠、服務(wù)更加便捷； 另一方面零部件配套的服務(wù)與支持也是實(shí)現(xiàn)自主可控的關(guān)鍵點(diǎn)之一。2020年，真空類子系統(tǒng)相關(guān)零部件服務(wù)與支持市場占比為47%，電源類、晶圓傳輸類、液體管理類分別占比12%, 7%和7%。

03、關(guān)鍵零部件梳理

濺射靶材：認(rèn)證壁壘較高是限制濺射靶材國產(chǎn)化的關(guān)鍵

高純?yōu)R射靶材主要用于超大規(guī)模集成電路芯片、液晶面板、薄膜太陽能電池制造的物理氣相沉積（PVD）工藝，其中用于集成電路芯片制造市場占比約10%。在晶圓生產(chǎn)環(huán)節(jié)和封裝環(huán)節(jié)，濺射靶材分別占晶圓材料和封裝材料的2.6%和2.7%，據(jù)測(cè)算預(yù)計(jì)2022年全球市場在18.4億美元左右。 競爭格局來看，全球?yàn)R射靶材以四大企業(yè)為主，分別是JX日礦金屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯，CR4約為80%。

當(dāng)前，國產(chǎn)濺射靶材企業(yè)已經(jīng)掌握高純?yōu)R射靶材生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)，能夠根據(jù)下游客戶要求進(jìn)行定制化生產(chǎn)，不斷進(jìn)入臺(tái)積電、聯(lián)電、英飛凌、海力士等 國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)客戶供應(yīng)鏈體系。 認(rèn)證壁壘較高是限制濺射靶材國產(chǎn)化的關(guān)鍵因素：在高純?yōu)R射靶材供應(yīng)商滿足行業(yè)性質(zhì)量管理體系認(rèn)證的基礎(chǔ)上，下游客戶往往還會(huì)根據(jù)自身的質(zhì)量管理要求 再對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行合格供應(yīng)商認(rèn)證。認(rèn)證過程主要包括技術(shù)評(píng)審、產(chǎn)品報(bào)價(jià)、樣品檢測(cè)、小批量試用、批量生產(chǎn)等幾個(gè)階段，認(rèn)證過程相當(dāng)苛刻，從新產(chǎn)品開發(fā) 到實(shí)現(xiàn)大批量供貨，整個(gè)過程一般需要2-3年時(shí)間。

潛在市場規(guī)模大，難點(diǎn)為分散品類的集成

大規(guī)模、低市占率行業(yè)：以富創(chuàng)精密為例，公司潛在全球下游市場空間160億美元，全球龍頭超科林市場份額約為11%，富創(chuàng)精密市場份額不足1%。 國產(chǎn)化進(jìn)展較快，且國內(nèi)企業(yè)出海拓展進(jìn)入全球龍頭廠商供應(yīng)鏈體系：例如富創(chuàng)精密進(jìn)入東京電子、HITACHI High-Tech和ASML等全球半導(dǎo)體設(shè)備龍頭廠商 供應(yīng)鏈體系，是AMAT全球戰(zhàn)略供應(yīng)商。在國內(nèi)產(chǎn)品已進(jìn)入包括北方華創(chuàng)、屹唐股份、中微公司、拓荊科技、華海清科、芯源微、中科信裝備、凱世通等國產(chǎn) 設(shè)備供應(yīng)商。從事高端精密金屬結(jié)構(gòu)件制造的華亞智能客戶為超科林、ICHOR、捷普、天弘、依工電子等設(shè)備部件制造商；并進(jìn)入半導(dǎo)體晶圓制造設(shè)備國際 巨頭AMAT、Lam Research；晶圓檢測(cè)設(shè)備國際知名制造商 Rudolph Technologies和國內(nèi)領(lǐng)先制造商中微半導(dǎo)體供應(yīng)鏈體系。

半導(dǎo)體精密金屬結(jié)構(gòu)件，結(jié)構(gòu)類、工藝類零部件需要具有極高的穩(wěn)定性，高精密、高潔凈、超強(qiáng)耐腐蝕、耐擊穿電壓等。

真空類：代表產(chǎn)品為真空泵，歐洲占主導(dǎo)地位

真空子系統(tǒng)包含用于真空獲得、真空測(cè)量、真空檢漏的零部件，用于半導(dǎo)體產(chǎn)品制造領(lǐng)域的代表性產(chǎn)品為干式真空泵。 半導(dǎo)體產(chǎn)品制造中一般使用干式真空泵，干式真空泵與油封式機(jī)械泵相對(duì)，適宜在存在顆粒塵埃、有腐蝕性的環(huán)境下工作。干式真空泵用于為薄膜、刻蝕、離 子注入（約占主要工藝過程的70%）提供制造工藝所必需的超潔凈真空環(huán)境，完成物理和化學(xué)氣相沉積、刻蝕、離子注入等超微加工。

根據(jù)應(yīng)用的制程嚴(yán)苛程度不同，對(duì)真空泵提出不同的要求。集成電路工藝制程可分為清潔、中度嚴(yán)苛和嚴(yán)苛三類：清潔工藝制程以裝載、傳輸為例；中度嚴(yán)苛 工藝制程以刻蝕為例；嚴(yán)苛工藝制程以CVD為例。工藝制程嚴(yán)苛程度與氣體腐蝕性和制程中產(chǎn)生粉塵情況有關(guān)。2020年，真空子系統(tǒng)市場規(guī)模約27億美元，其中60%份額由歐洲生產(chǎn)商貢獻(xiàn)。前三大歐洲生產(chǎn)商，Edwards，Pfeiffer和VAT貢獻(xiàn)了全球55%的市場份額。國內(nèi)企業(yè)中，從事真空泵的企業(yè)包括中科儀、漢鐘精機(jī)等，從事真空腔體、閥門、法蘭等的主要為新萊應(yīng)材。

氣體：具備替代進(jìn)口客觀條件，逐步驗(yàn)證突破

工藝介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)一般為項(xiàng)目制： 工藝介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)分為兩種類型：一是系統(tǒng)綜合解決方案，即針對(duì)客戶新建項(xiàng)目提供方案設(shè)計(jì)、設(shè)備制造以及系統(tǒng)安裝等服務(wù)；二是MRO業(yè)務(wù)， 即維護(hù)（Maintenance）、維修（Repair）、運(yùn)營（Operation），針對(duì)客戶已建成項(xiàng)目提供技改工程、設(shè)備制造、配件綜合采購及運(yùn)營等服務(wù)。工藝介質(zhì)供應(yīng)系統(tǒng)廠商主要通過招投標(biāo)等方式獲取項(xiàng)目，資質(zhì)與歷史業(yè)績、項(xiàng)目經(jīng)理履歷等方面與境外知名供應(yīng)商具備差距是限制國產(chǎn)化主要原因。氣體管路系統(tǒng)：國產(chǎn)化率較低：當(dāng)前流量控制領(lǐng)域（涵蓋氣體輸送零部件、組件、密封件、氣棒總成、質(zhì)量流量控制器（MFC）等）國產(chǎn)化率幾乎為0；MFC：既精確測(cè)量氣體流量，也能自動(dòng)控制氣體流量，即使系統(tǒng)壓力有波動(dòng)或環(huán)境溫度有變化，也不會(huì)使流量偏離設(shè)定值。

石英制品：原材料壟斷和加工能力是國產(chǎn)化主要限制

2020年全球石英制品市場規(guī)模約291.6億元，其中65%石英制品用于半導(dǎo)體行業(yè)，到2021年全球半導(dǎo)體石英制品的市場規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)216億美元。國內(nèi)石英類零部件發(fā)展主要受以下因素限制：原材料石英砂供應(yīng)高度壟斷：高純石英砂生產(chǎn)與高品質(zhì)礦源密切相關(guān)，低品質(zhì)礦源提純較為困難，需要發(fā)掘優(yōu)質(zhì)礦源，或?qū)崿F(xiàn)提純工藝的突破。國內(nèi)石英制品的加工能力相比國際領(lǐng)先水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)為材料純度水平不高、產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定、先進(jìn)產(chǎn)品不具備自主生產(chǎn)技術(shù)等。進(jìn)入設(shè)備廠商認(rèn)證環(huán)節(jié)難：設(shè)備廠商需求高度定制化，石英制品是高度客戶導(dǎo)向性產(chǎn)業(yè)，高度強(qiáng)調(diào)精密性和穩(wěn)定性。當(dāng)前國內(nèi)石英砂廠商規(guī)模較小，且產(chǎn)品大部分用于光伏領(lǐng)域，用于半導(dǎo)體制造的高端產(chǎn)品比重較低。

陶瓷零部件：關(guān)鍵零部件國產(chǎn)化難度仍然較高

陶瓷加熱器、靜電卡盤和超高純碳化硅套件是主要難點(diǎn)：陶瓷加熱器：薄膜沉積等設(shè)備中重要部件，對(duì)晶圓均勻加熱，使襯底表面上進(jìn)行高精度的反應(yīng)并生成薄膜，材料一般為熱壓燒結(jié)工藝氮化鋁材料；靜電卡盤：現(xiàn)代半導(dǎo)體制造工藝中，晶圓需要在幾百個(gè)工藝設(shè)備之間傳輸。靜電吸盤可通過靜電吸附作用來固定晶圓，確保晶圓不會(huì)發(fā)生翹曲變形，保 證加工精度和潔凈程度。目前普遍的靜電吸盤技術(shù)主要是以氧化鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為主體材料。超高純碳化硅套件：用于半導(dǎo)體氧化擴(kuò)散設(shè)備中的爐管、立式舟、底座和擋板等多個(gè)重要零部件，要求在1000℃以上高溫環(huán)境下仍能保持高硬度，并 可將熱量快速、均勻傳導(dǎo)。

電源系統(tǒng)：隨著3D NAND層數(shù)增加，需求快速提升

據(jù)VLSI Research，電源子系統(tǒng)2016年在生產(chǎn)設(shè)備中金額占比為9.8%，2021年占比為13%，增長驅(qū)動(dòng)因素包括：對(duì)真空的更高頻應(yīng)用；每個(gè)腔中使用射頻電源的平均數(shù)量增加； 向更高功率、更高頻率電源演變的趨勢(shì)，單位價(jià)值量提升。3D NAND層數(shù)增加，沉積、刻蝕步數(shù)增加，在3D NAND中，刻蝕步驟與應(yīng)用更加復(fù)雜，對(duì)電源系統(tǒng)需求更高。

光學(xué)系統(tǒng)：光刻機(jī)核心零部件，技術(shù)、工藝難度較高

光學(xué)系統(tǒng)主要應(yīng)用于光刻機(jī)和光學(xué)量測(cè)環(huán)節(jié)。光刻機(jī)上游最核心的零部件分別為光學(xué)鏡頭、光學(xué)光源和雙工件臺(tái)。光學(xué)鏡頭：Canon、Nikon、Zeiss三分天下。EUV光刻機(jī)的光學(xué)鏡頭僅有Zeiss具備制造能力，長期為ASML生產(chǎn)的光刻機(jī)提供高效能光學(xué)鏡頭。Nikon鏡頭在光刻機(jī)領(lǐng)域主要用于自產(chǎn)的ArFi和ArF 高端光刻機(jī)。Canon光學(xué)鏡頭主要應(yīng)用于i-line光刻機(jī)。 光學(xué)鏡頭的難點(diǎn)在于技術(shù)和工藝。在技術(shù)方面，鏡片設(shè)計(jì)組合難度較高，且光刻機(jī)中每一塊透鏡的位置誤差都必須小于1nm；在工藝方面，光刻機(jī)所 要求的鏡面光潔度非常高。目前，由蔡司生產(chǎn)的最新一代EUV光刻機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)原子級(jí)別的平坦。

光學(xué)光源：高端光刻機(jī)的另一核心部件。最高端的EUV光刻機(jī)使用激光等離子光源，目前僅有美國公司Cymer和日本公司Gigaphoton能夠生產(chǎn)，其中Cymer市場份額超過70%。 當(dāng)前，科益虹源打破主流ArF光刻機(jī)光源制造，是上海微28nm光刻機(jī)光源制造商，奧普光學(xué)提供的鏡頭可以達(dá)到90nm，與進(jìn)口零部件仍有一定差距。雙工件 臺(tái)國產(chǎn)化供應(yīng)商為華卓精科，當(dāng)前配套上海微光刻機(jī)。

磁流體密封圈：國產(chǎn)化替代從無到有

磁流體密封裝置是通過磁體產(chǎn)生磁場，將磁液固定在磁極與旋轉(zhuǎn)軸之間，形成多個(gè)液體O型圈，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)密封的一種裝置。 磁流體由于1）能達(dá)到10-9Pa超高真空的環(huán)境。2）可以用于對(duì)腐蝕性氣體進(jìn)行密封，多用在半導(dǎo)體設(shè)備上，例如在單晶硅爐、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、離子鍍膜 等真空設(shè)備的密封，以及高溫高壓設(shè)備及對(duì)環(huán)境要求較高的設(shè)備的密封。 磁流體密封圈國產(chǎn)化率較低，近年來國產(chǎn)化開始出現(xiàn)突破。2019年，晶盛機(jī)電磁流體真空密封裝置在SEMICON展出。

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