楊興杰
一、半導體設備零部件行業概述及市場規模
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、性能和精度優劣直接決定了半導體設備的可靠性和穩定性，是半導體設備產業中最為重要的一環，也是半導體設備不斷向先進制程精進的具體載體。從產業鏈角度，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產業鏈
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。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整體集中度較為分散，目前行業內領先企業主要來自歐洲、美國和日本等地區及國家。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領先的頭部企業，也只能專注于個別生產工藝，行業相對分散，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的封鎖愈演愈烈，國產替代已成為行業內部亟待解決的需求，對應零部件廠商也積極加大研發力度，不斷提升研發水平和產能，雖然目前仍然與國際龍頭企業有一定差距，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。隨著國家對產業鏈安全更加重視，將促進內資半導體精密零部件制造企業的進一步發展。
半導體設備零部件市場空間廣闊，近年來市場規模增速明顯。根據SEMI數據，2023年全球半導體設備市場規模達1,063億美元，2023年國內半導體設備市場規模為366億美元。
二、行業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，相較于傳統工業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，產業鏈較長，其研發設計、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展的技術因素，同時也是行業發展的重點與難點。
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