半導(dǎo)體零部件精(jīng)密加(jiā)工,半導體產業國產替代新機會的企業加速發展
04-12-2024
  半(bàn)導體零部件精密加工,半導體產業國產替代新機會的企業加速發展
  隨著科技的飛速發展,半導體產業已成為現代電子信息(xī)產業的核心。在這一領域,半導體零部件的精(jīng)密加(jiā)工技術更是決定產(chǎn)品質(zhì)量與性能的關鍵(jiàn)因素。近年來,我國半導體精密加工產業迎來了國產(chǎn)替代的新機遇,不僅為產業發展注入了(le)新的活力,也為我國在全球(qiú)半導(dǎo)體市場(chǎng)的地位提升提供了有力支撐。
  一、半(bàn)導體零部件精密加(jiā)工產(chǎn)業的(de)重要(yào)性
  半導體零部(bù)件是構成半導體(tǐ)器件(jiàn)的基礎,其加工精度和質量直接關係到整個半導體產品的性能。精密加工技術(shù)涵蓋了微納加工、超精密研磨、拋光等多個環節,對加工設備、工藝和材料都有(yǒu)著極高的(de)要求。因此,擁(yōng)有先進的精(jīng)密加工技術,對於提升我國半導體產業的國際競爭力具有重要意義。
  二、國產替(tì)代新機遇的崛起
  隨著全球半導體市場的格局變化,以及我國半導體產業的快速發展,國產替代已成為不可逆轉的(de)趨勢。在半導體零部件精(jīng)密加工領域,國內企業通過技術創新和產業升級,不斷(duàn)提升自身(shēn)實力,逐步打破了國外(wài)技術壟斷,為我(wǒ)國半導體產業的發展贏得(dé)了更多的話語權。
  三(sān)、國產替代帶來的(de)挑(tiāo)戰與機遇
  國產替代雖然帶來了新的發展機遇,但同時也(yě)麵臨著諸多挑(tiāo)戰。技術上的差距、市場認知的(de)不(bú)足(zú)、國際競爭的壓力等,都是(shì)國內企業需要麵對的問題。然而,正是這些挑戰,激發了國內企業的創新潛能(néng),推動了產業技術的不斷進步。通過加(jiā)大研發投入、優化產業結構、拓展(zhǎn)應用領域等措施,國內企(qǐ)業有(yǒu)望在半導體零部件精密加工領域實現更大規模的國產替代。
  四、未(wèi)來展望(wàng)
  展望未來(lái),隨著(zhe)國內半導體精密加工技術的不斷突破和市場需求的(de)持續增長,我國半導體零部件精密加工產(chǎn)業將迎來更加廣闊的(de)發展空間。同時,隨著國(guó)產替代的(de)深入推進,國內企業將有更多機會(huì)參與到全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的競爭中,為推動我國半導體產業(yè)的全(quán)麵升級提供有力支撐(chēng)。
  在(zài)半導體零部件精密加工產業(yè)中,國產替代新機遇的崛起不僅為國內(nèi)企業(yè)提供了寶貴的發展機會,也為我國在(zài)全球半導體市場的地位提升打(dǎ)下了堅實基礎。我們有理由相信,在不遠的將來,我國半導體(tǐ)精密加工產業將在國際舞台(tái)上展現(xiàn)出更加耀眼的光芒。
  半導(dǎo)體零部件是半導體設備(bèi)實現其核(hé)心工藝功能的基礎,是半導(dǎo)體產業發展的基石之一,是典型的“卡脖子”領域。半導體(tǐ)零部件細分市場多,單一市場規模小、技(jì)術壁壘高、產業人才稀缺,全球主要供應商集中在歐美日企業,不利於我國半導體產業(yè)的(de)供應鏈安全(quán)和產業發展。
  近年來隨著下遊我(wǒ)國(guó)國產半導體設備實現突破,各(gè)類(lèi)設備國產化率不斷提高,設備產量的持續提升帶動上遊國(guó)產零部件(jiàn)行業的發展,帶來投資機會。
  01
  基本概念(niàn)
  半導體零部件是半導體設備的核心,設備性(xìng)能由零部件決定。
  半導體零部件是指在(zài)材料、結構、工藝、品質和精度、可靠性及穩定性等性能方麵達到了半(bàn)導體設備技(jì)術要求的零部件,是半(bàn)導體設備的基礎和核心,直接決(jué)定著設備的可靠性和(hé)穩定性。半導體設備廠商的成本構成中,80%-90%為直接材料,這其(qí)中絕大多數為零(líng)部件。半導體設備企業的生產過程主要為組裝生產,真(zhēn)正核(hé)心的技術工藝要求需要以精密零部件作為載(zǎi)體來實現。因此,半導體設備零部件對於半導體設備能(néng)否(fǒu)實現性能指標非常關鍵。
  按照商業模式分類,半(bàn)導體零部件可(kě)以分為精密(mì)機加件和通用外(wài)購件。精密機(jī)加件由半導體設備公司自(zì)行設計,委外加工生產。這種合作模式下,真正核心的技術掌握在設備廠商手中(zhōng),生產企業創造的附加值有限,且限製了拓展(zhǎn)客戶的空間。通用外購件是半導體設(shè)備企業和下遊晶圓(yuán)廠認可的通用型、標準化零部件,可用於不同設備公司的不同設備,也會被用作(zuò)產線上的備用耗材。這種零部件企業(yè)自身掌(zhǎng)握核(hé)心技術,產品迭代能夠推動產業(yè)進步。從投資角度,應當聚焦生產通用外(wài)購件的企(qǐ)業。
  對於(yú)通用外購件模式的零部件,按照材料和功能可以分為十二大類。包(bāo)括矽/碳化矽件、石英件、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件、真空件、密封(fēng)件、過濾部件、運動部件、電(diàn)控部件以及其他(tā)部件。不(bú)同(tóng)細分領域的難點差異很大(dà),例如(rú),石墨件難點在於表麵處(chù)理的工藝和潔淨度控製,精密加工能力;密封件難點在(zài)於材(cái)料性質、加工(gōng)形狀等等。
  資料來源:《半導體零部件產業現狀及對我(wǒ)國發展的(de)建議》(朱晶(jīng)),華福(fú)證券研究所
  半導體設備通常由大量不同品類(lèi)的零部件組成。以光刻(kè)機為例,最先進的光刻機需要使用超過10萬個零部件。結構相對簡單的化學氣相沉積(jī)CVD係統,也需要包括真空係統、氣體傳輸係統、能量係(xì)統、工藝自動控(kòng)製係統等一係列部件係(xì)統組成。因此,對於零部件企業而言,必須拓(tuò)展不同領域下遊客戶應用(yòng),才(cái)能實現業績增長。上遊(yóu)零部件和下遊設備“多對多”的產(chǎn)業鏈關係,導致了半導(dǎo)體零部(bù)件行業市場碎(suì)片化的特點,單一產品的市場空間小,隻能滿足少量企業生存。因此,半導體零部件行業企業的後期發展大多需要通過並購整合構建多品類的(de)產品線,才能(néng)支持企業不斷成長。
  除市場空間(jiān)的製約(yuē)外,半導體零部件技術要求高、不同(tóng)品類技術差異大也成為行業的進入門檻。由於半導體零部件應用於精密的半導體製(zhì)造,所以相(xiàng)較其他行業的基礎零(líng)部件,其尖端技術密集的特(tè)性尤其明顯,有著精(jīng)度高、批(pī)量小、多品種、尺寸特殊、工藝複雜、要求極為苛刻等特點。另外,不同類型(xíng)零部件的關鍵技術要求(qiú)差異巨大,單一企業很難同時掌握多種(zhǒng)關鍵技(jì)術。以晶圓廠采購零(líng)部(bù)件中金額占比超過10%的石英件、射頻電源、各種泵為例:石英(yīng)件(jiàn)需要企業(yè)長期工藝參數經(jīng)驗(yàn)積累;射頻電源需企業在(zài)機電技術上實現突破,並針對客(kè)戶需(xū)求進行專項開發(fā);泵類考驗企業在精密加工和精密控製上的能力。
  半導體零部件企業生產(chǎn)過程往(wǎng)往需要兼(jiān)顧強度(dù)、應變、抗腐蝕、電子特性、電磁特性、材料純度等複合(hé)功能(néng)要求,具有技術密集(jí)、交叉學科(kē)的(de)特點。這種跨(kuà)學科交叉融合的特點,形成了(le)對(duì)產業人才的(de)高要求。半導體零部件的研(yán)發(fā)設計、製造和應用(yòng)涉及到材料、機械、物理、電子、精密儀器等跨(kuà)學(xué)科、多學科的交叉融(róng)合,因此對於複(fù)合型(xíng)人才有很大需求。能否(fǒu)找到滿足產業需求的相關人才,成為半導體零部件企業發展的一大挑戰。
  02
  產業視(shì)角
  半導體(tǐ)設備的不斷升級是推進半導體製程前進的關鍵,帶動(dòng)上遊半導體零部件產業持續增長。
  半導體設備是半導體產業技術進步的源泉。半導體(tǐ)行業遵循“一代技術、一代(dài)工藝、一代設備”的產業規律(lǜ),半導體設備是使半導體行業延續“摩爾(ěr)定律(lǜ)”的瓶頸和關(guān)鍵。從半導體製造(zào)產業視角看,半導體設備占半(bàn)導(dǎo)體下遊製造投資的大頭,占比達到70-80%。根(gēn)據SEMI統計,2022年全球半導體設備市場規模約1175.7億美元。根(gēn)據(jù)全球半導體設(shè)備(bèi)廠商公開披露信息,半導體設備公司毛利(lì)率一般在40%-45%左右(yòu),按成本中約80%為零部件估計,全球半導體零部件市場規模達(dá)到500億美元以上。
  半導體零部件決(jué)定半導體設備供應鏈的穩定(dìng)性和供應(yīng)鏈安全。半導體零部件(jiàn)在產業(yè)鏈中(zhōng)的直接(jiē)客戶為(wéi)設備廠商、晶圓廠或IDM客戶。在(zài)景氣上(shàng)行階段(duàn),零部件的短缺往往製約(yuē)著設備廠商能否按時交貨。TrendForce數據顯示,2022年上半年,半導體設備交期麵臨延長至18-30個月不等的困境(jìng),究其原因,零(líng)部件的短缺是(shì)重要痛點。
  海外(wài)為主的供應鏈疊加美國政策風險影響我國(guó)半導體產業(yè)安(ān)全,國產替代(dài)勢在必行。全球半導體零部件市場被歐美(měi)日(rì)企業主導。據VLSI數據(jù),全球半導體零部件供應商CR10長(zhǎng)期穩定於(yú)50%,國內半導體零(líng)部件企業尚無參與全球市場競爭(zhēng)的能力,歐美日(rì)廠商合計占據海外份(fèn)額的90%以上。這種供應格局也限製了中(zhōng)國半導體設備企業的發展。從海外采購的關(guān)鍵零部件設備受采購限製、備貨周期、歧視性政策等影響,國內半導體設備(bèi)企業(yè)發展慢。2022年(nián)10月(yuè)7日,美國(guó)商務部產業安全局(BIS)宣布了一係列在《出口管理條例》下(xià)針對中(zhōng)國的出口管製新規,BIS這項新的半導體出口限製(zhì)政策涉及到對中國(guó)的先進計(jì)算、半導(dǎo)體先進製造進(jìn)行出口管製;具體要限製美國的半(bàn)導體設備在國內應用到16/14nm及以下工藝(yì)節點(diǎn)(非平麵架構(gòu))的邏輯電路製造、128層及以上(shàng)的3D NAND工藝製造、18nm及以下(xià)的DRAM工藝製造;對中國超級計算機或半導體開發或生(shēng)產最終(zhōng)用途的項目進行限製;限製美國公民支持(chí)中國半導體製造或者研發(fā)。此次美國商務部(bù)產(chǎn)業安全局新規(guī)明確對半導體先進製程設備、半導體設備零部件進行出口限製,將影(yǐng)響我(wǒ)國下遊先進半導體芯片的生產製造產業的發展,因此(cǐ)全力扶持我國自主可控的半導體設備產業及一個安全可靠的供應鏈體係勢在必行。
  03
  市場分析
  中國半導體零(líng)部件(jiàn)產業的發展與下遊半導體(tǐ)設備發(fā)展息息相關。在過去,半導(dǎo)體設備基本依賴進口的情況下,海外設備廠(chǎng)商有自己的配套零部件供應商,國內企業技術和產業經驗(yàn)差距大,難以實(shí)現商業突破。沒有上遊產業基礎的情況下,國內設備企業也難以做到(dào)媲美進口產品的性能(néng),國產設備也遲遲無(wú)法實現(xiàn)突破。
  中美之間貿易和科技競爭改變了半導體產業發展的格局。在美國收緊對我國芯片產業鏈(liàn)核(hé)心設(shè)備和技術出口的影響下,中國半導(dǎo)體(tǐ)設備企業與國內(nèi)晶圓廠共同努(nǔ)力,在國內使用的半導體設(shè)備國產化率快速提升。
  零部件的生產需要一(yī)定的采購(gòu)規模的(de)支(zhī)撐,因此下遊設備產(chǎn)量(liàng)的逐步擴大對上遊發展至(zhì)關重要。在清洗、CMP、熱處(chù)理等部分領域,國產化率超過30%,國產企業已經實(shí)現立足,並形成了一(yī)定的產量規模。在(zài)刻蝕、薄膜沉(chén)積等市場較大的設備領域,國產龍頭公(gōng)司實(shí)現了客戶驗證的突破,隨著產量提升逐步帶動上遊零部件產(chǎn)業的發展。
  資料來(lái)源(yuán):SEMI,中(zhōng)商產(chǎn)業研究院,國金證(zhèng)券研究所(suǒ)
  國產半導體零部件(jiàn)國產化剛(gāng)剛起步。當前在如石英件、噴淋頭、泵等部分領域國產自給率達到了10%以上,實現了一定程度的國產替代突破,而在一些更(gèng)細分的領域,如閥門、電控等領域,國產化率仍低於1%。國產化率未實現提升的根源在(zài)於國產(chǎn)半導體設備產業(yè)仍處(chù)於發展初期,設備(bèi)企業關注點在於工藝參數的(de)提升,替換關鍵零部件可能帶來工藝參數的不穩定和客戶投訴風險(xiǎn),因此設備企業在供應鏈上趨於保守,對海外成熟零部件供(gòng)應鏈依賴度較(jiào)高。但隨著美國BIS新規的(de)影響,國產設備企業(yè)已經(jīng)意識到海外供應鏈(liàn)的固(gù)有風險和脆弱性,正(zhèng)在進一步(bù)加強對國產(chǎn)半導體零部(bù)件供應商的扶持,加速零部件產品驗證進度,盡早實現全國(guó)產化零部件的半導體設備的生產。
  資料來源:芯(xīn)謀研究,安信(xìn)證券(quàn)研究中心
  從國產優(yōu)勢產業(yè)升級到半導體級產品(pǐn),是零部件(jiàn)重要成長路徑。半導體產品的生產過程與泛半導體領域具有共性,所需要的設備和零(líng)部件(jiàn)也(yě)具有一定的通用性。在光伏電池和顯示麵板領域,也需要使用大量的(de)類似零部件,隻是對產品的精度和性能要求要低於半導體集成電路領域。近年(nián)來光伏和麵板行業已逐步發展為我國的(de)優勢(shì)產業,並帶動上遊(yóu)精密製造業和零部件產業的發展。相關產(chǎn)業的企業在現有技術和產量的基礎上,向更高端(duān)的半導體領(lǐng)域升級。
  04
  投(tóu)資機會和未來展望
  中國半導體產業結構的深刻變化(huà),特別是供給端的(de)變化是半導體零部件行業投資最核心的邏(luó)輯。零部(bù)件產業細分市場眾多,把握投資節奏非常重要,一定要伴隨下遊設備國產化的(de)推進節奏(zòu),聚焦“卡脖子”的細分領域進行投資。
  製造業產業的發展進步,就是在已經成熟的(de)科學原理基礎上,經過技術與工藝上持(chí)續的微創新優(yōu)化,並將這些優化經驗成果通過工程學的方式固化為生產線與供應鏈的過程。這個過程既需要產業工人與高級工程師的龐大規模(mó)的人才體係,還需要上下遊產業品類完整、快速響應(yīng)的供應(yīng)鏈網絡作為支撐。半(bàn)導體零部件產業是中國發展成為全球最大半導體製造(zào)基地的供應鏈基礎,支持中(zhōng)國半導體零部件產業發展,具有重要的戰略意義。
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