发布日期：2024-06-21 18:02    点击次数：67

　　摘记

　　真空系统为干法（等离子体）开采中中枢的组成部分之一。真空系统络续由真空泵（低温泵、干泵、分子泵等）、真空阀门（讳饰阀、传输阀、调压阀、插板阀等）、真空测量仪器（薄膜真空规、压力开关等）、真空腔体、真空管路及法兰等中枢零部件组成。在半导体干法开采中络续需要在真空条目下应用高频高压使电极周围的气体电离造成等离子体，并对晶圆进行加工，因此真空系统在干法开采中起到至关伏击的作用。

　　2023年环球真空零部件市集约55.9-83.8亿好意思元。咱们从半导体开采零部件两大卑劣市集启航，把柄SEMI，2023年环球前说念开采市集限制906亿好意思元，真空系统在开采采购中占比约20-30%，2023年环球开采厂采购真空零部件约35.9~53.8亿好意思元；把柄环球晶圆厂零部件采购金额在100~150亿好意思元推算出晶圆厂端每年采购真空类备件约20~30亿好意思元。

　　国产化率较低，看好真空零部件加快结束替代。半导体真空零部件当今主要供应商仍为好意思、日、欧洲企业，国内企业基本仍处于研发、认证阶段，如半导体真空泵主要供应商为Atlas（瑞典）、Ebara（日）、普发真空（德），半导体真空阀门主要供应商为VAT（瑞士），半导体真空测量仪器主要供应商为MKS（好意思）、Inficon（德），咱们以为改日跟着供应链安全考量，半导体真空零部件有望加快结束国产替代。

　　风险：国产半导体开采出货不足预期、半导体开采零部件厂商技能研发阐明不足预期、中好意思交易摩擦加重。

　　正文

　　真空零部件先容

　　真空系统是半导体干法开采的伏击组成系统

　　半导体制造经由中，需经过光刻、刻蚀、薄膜千里积等多种工艺，咱们络续把柄其主要使用气体加工如故液体加工，将前说念制造开采分为干法开采及湿法开采，其中干法开采主要包含：等离子体刻蚀开采、薄膜千里积开采、去胶/热处理开采等；湿法开采主要包含：清洗开采、电镀开采、CMP开采等。由于干法开采络续需要在真空条目下，应用高频高压使电极周围的气体电离造成等离子体，再对晶圆进行加工，因此真空系统在干法（等离子体）开采中起到至关伏击的作用。

　　半导体真空系统络续由真空泵（低温泵、干泵、分子泵等）、真空阀门（讳饰阀、传输阀、调压阀、插板阀等）、真空测量仪器（薄膜真空规、压力开关等）、真空腔体、真空管路及法兰等中枢零部件组成。其中真空泵是真空系统中的伏击组成部分，用来取得及保管真空环境；真空阀门主要用来调遣流量、割断或接通管路的元件；真空管路及法兰用于系统的可拆卸部位及安装需要的洞开部位；真空测量仪器则络续需在响应腔体、传送模组等安装结束后的漏气查验。

　　图表1：半导体真空系统暗示图

　　贵府起原：MKS官网，中金公司筹商部

　　真空系统在开采及晶圆厂备件采购占比约20%~30%

　　半导体开采零部件络续间为机械类、气体运送系列类、电气类、机电一体类、真空系统类、气动系统类、仪器样貌类、传感器类共8类：

　　1）机械类：响应腔体、运载腔体、开采相沿架、钣金外壳、碳化硅淋浴头上电极、陶瓷镀膜上电极、静电吸盘下电极、石墨图盘、壳体外箱等；2）气体运送系列类：气柜、焊合件等；3）电气类：可编程执法器、I/O模块、AC模块、DC模块、工业电脑、可编程执法电源、加热器、配电柜、线束等；4）机电一体类：机械手、陶瓷转轮、消防报警熄灭装配、温控测量系统、收支口风阀；5）真空系统类：干泵、分子泵、真空阀、传输阀门等；6）气动系统类：电磁阀、商量等；7）仪器样貌类：气体流量计、压力执法器等；8）传感器类：光电传感器、压力传感器、温度传感器等。

　　把柄中微公司及拓荆科技招股讲明书，2018年真空系统（泵、阀门、管说念等）在刻蚀开采、薄膜千里积开采中的采购分别为9.31%及5.65%，其中拓荆科技将泵别离入从属开采，故导致真空系统采购占比偏低，咱们以为实质成本占比约在10%傍边。此外响应腔体、运载腔体等真空腔体在采购时别离在机械类中，因此咱们以为真空系统的全体采购比例应在开采成本占比的20~30%。

　　图表2：干法开采公司各大类零部件占比（2018年）

　　贵府起原：中微公司、拓荆科技招股讲明书，中金公司筹商部

　　晶圆厂在永恒使用半导体开采的经由中，开采不可幸免地会产生磨损，需要对零部件进行替换。一部分开采零部件晶圆厂需要向开采原厂进行采购，这部分络续是定制化的零件或是较为复杂的模组、系统。另外一部分表率化的零件或是较为简单的模组、系统晶圆厂胜利向零部件厂商进行采购。

　　把柄芯谋筹商，2020年中国大陆晶圆厂胜利采购零部件金额跳跃10亿好意思元，如果剔除Samsung、SK Hynix、台积电等境外厂商在中国大陆的产线，中邦原土晶圆厂（中芯国际、华虹集团、长江存储、合肥长鑫等）胜利采购零部件金额约4.3亿好意思元，主要包括石英件、射频发生器、泵、阀、静电吸盘、喷淋头、角落环、流量计、MFC、陶瓷件、密封圈。其中，真空类零部件（泵、阀门、密封圈）采购占比统统达20%。

　　图表3：2020年中国大陆晶圆厂采购零部件比例

　　贵府起原：芯谋筹商，中金公司筹商部

　　市集限制：2023年环球真空零部件市集约55.9-83.8亿好意思元

　　咱们从半导体开采零部件两大卑劣市集启航推导出环球真空类半导体零部件市集限制约55.9~83.8亿好意思元：

　　卑劣市集#1：开采厂商。把柄SEMI测算，2023年环球前说念开采市集限制906亿好意思元，其中刻蚀开采、薄膜开采、去胶开采等干法开采占比约45%，参考半导体开采上市公司的财务数据，且半导体开采企业的毛利率大批在40%-50%之间，其中半导体开采零部件占营业成本比例80%傍边，真空系统开采采购占比约20%~30%，由此咱们推断，2023年环球开采厂采购真空零部件35.9~53.8亿好意思元；

　　卑劣市集#2：晶圆厂。把柄芯谋筹商，2020年中国大陆晶圆厂零部件采购金额跳跃10亿好意思元。我国晶圆厂制造产能占环球的比例在12-15%傍边，研讨到先进工艺带来的高附加值零部件采购需求，环球晶圆厂零部件采购金额在100~150亿好意思元傍边，真空备件（泵、阀门）采购占比约20%，咱们测算晶圆厂端每年采购真空类备件约20~30亿好意思元。

　　真空类零部件拆分

　　真空泵：获取真空环境的中枢部件

　　真空泵是用以产生、改善和保管真空的装配，为半导体真空工艺系统中的中枢零部件，可为晶圆制造的中枢工艺开采提供所必需的超洁净真空环境，在PVD、CVD、刻蚀、离子注入等对真空环境要求较高的干法工艺中应用鄙俚。

　　图表4：各类真空泵运作旨趣

　　贵府起原：Ulvac官网，中金公司筹商部

　　按半导体工艺来分类，关于半导体真空泵络续间为清洁工艺、中等工艺和尖刻工艺制程，制程的分类原由真空泵的安装位置和工艺响应产生的制程物特质决定，不同工艺制程对真空泵的需求不同，因此需要不同技能性格的干式真空泵来称心不同工艺制程的应用。

　　清洁工艺：包括量测、光刻工艺，也包括中等工艺、尖刻工艺开采的装载腔室和传输腔室，关于真空泵的要求络续为高可靠性、低成本、大略结束快速抽气、体积小等特质；

　　中等工艺：包括PVD、干法去胶、介篆刻蚀、硅刻蚀、离子注入等，其关于真空泵的要求络续为快速抽真空、低功耗、高性能等特质。

　　尖刻工艺：包括各类CVD工艺、干法导体刻蚀、退火、ALD工艺，关于真空泵要求络续为耐腐蚀、耐粉尘、幸免冷凝等特质。

　　图表5：不同工艺对真空泵的要求

　　贵府起原：中科仪招股讲明书，中金公司筹商部

　　把柄中科仪招股讲明书，在12英寸晶圆坐蓐线中， 河北乐陶进出口有限公司平均每3.5万片/月产能需要约2， 于田县利艾聚合物有限公司000台真空泵， 浙江丝维纺织有限公司把柄Semi统计数据， 揭阳市顺星不锈钢实业有限公司2023年环球晶圆在运产能折合12英寸约1，企业-航雅骏坚果有限公司269万片/月，假定存量干式真空泵每年更换20%（晶圆制造企业对真空泵的折客岁限一般为5年），按单台真空泵均价10~20万元，咱们测算得2023年环球半导体真空泵存量替换市集限制约145~290亿元。

　　当今环球半导体干式真空泵制造企业主要由外洋供应商所主导，西洋日企业占据系数这个词市集90%以上的份额，国产化率当今较低，外洋主要坐蓐企业包括Atlas、Ebara、普发真空等。其中，Atlas诞生于1873年，公司主要业务为工业干泵、化学干泵、涡轮分子泵、液体阀门等，2014年公司收购Edwards，2016年公司收购Leybold及CSK，成为环球真空泵龙头企业；普发真空诞生于1890年，是环球真空技能和透露检测责罚决议龙头供应商之一，其高性能产物组合涵盖了从真空泵到测量分析开采再到整套真空系统，普发真空在半导体制造边界提供多种真空泵责罚决议，包含罗茨真空泵、旋片泵、涡轮泵等；Ebara主要产物为干式真空泵、CMP 开采、电镀开采、废气处理开采。

　　真空阀门：气体流量调遣的中枢开关

　　阀门为半导体真空系统中的中枢零部件，起到开闭、执法流量、调遣压力等作用，真空阀指的是用在真空系统中的阀门，其作用络续为讳饰真空区域（如工艺腔室）或执法气体收支量。由于处于不同位置的阀门功能各不沟通，因此种类繁密，不错分为讳饰阀、执法阀、传输阀其中，讳饰阀起讳饰/接通作用，营造真空环境；执法阀主要起到执法气体流量和压力的作用；传输阀则可用于晶圆在腔体之间或腔体和 Load Lock之间的传输，把柄阀门的责任格式别离，讳饰阀和执法阀又包括闸阀、角阀、蝶阀、球阀、钟摆阀等。

　　图表6：半导体真空阀门暗示图

　　贵府起原：VAT官网，中金公司筹商部

　　讳饰阀主要为闸阀和角阀，闸阀的启闭件为闸板，闸板清醒地方与介质流动地方垂直，通过闸板的升降不错起到讳饰/接通作用，大衣络续只作全开/全闭情状，是讳饰阀的理思选拔，而较少用作执法作用，闸阀可用于腔体和真空泵之间来保护真空泵，也可用于两个衔接腔体之间的讳饰；角阀气体通路络续呈直角，主要可用于真空系统中的排气管路和抽气系统等的洞开，如用于主泵（络续为分子泵）和前级泵（络续为干泵）之间（即前级管路），或者是工艺腔和前级泵之间（即粗抽或预真空管路），角阀适用于严苛的环境下，具有出色的可靠性，也可具备执法作用。

　　图表7：闸阀暗示图

　　执法阀主要通过减轻或加宽气门通说念来执法气液体的体积流量，主要包含钟摆阀、蝶阀及球阀，其中：1）钟摆阀基于钟摆清醒旨趣来执法流体的流动，当阀门处于开启情状时，气体不错目田流动，当阀门莫得外力作用时，受到重力影响会向下舞动处于关闭情状，阻难气体目田流动，具有联想紧凑、振动小、启闭自如、能有用幸免产生颗粒的特质，被鄙俚用作执法阀，多用于真空泵和工艺腔之间；2）蝶阀阀体呈圆筒形，轴向长度短，内置蝶板，应用圆盘的启闭件往返反转90°来开启、关闭或调遣气体流量的一种阀门，具有结构简单、体积小、分量轻、开关赶快、力矩较小的特质；3）球阀的启闭件是中间带有圆形通说念的球体，不错绕垂直于通说念的轴线旋转，而达到启闭通说念的筹算。球阀适用于高真空到低真空等压力范围，同期在带有腐蚀性介质的系统中也均可适用。传输阀是用于洞开腔室之间的阀门，络续用于工艺腔与Load lock之间，需要保证双方腔体的密封性。

　　图表9：蝶阀暗示图

　　贵府起原：VAT官网，中金公司筹商部图表10：摆阀暗示图

　　贵府起原：VAT官网，中金公司筹商部图表11：传输阀暗示图

　　贵府起原：新莱应材官网，中金公司筹商部图表12：球阀暗示图

　　贵府起原：新莱应材官网，中金公司筹商部

　　把柄VAT官网，2022年VAT在半导体真空阀门边界占比约75%，公司以为其市集占有率改日有望跳跃85%，咱们把柄VAT 2022年半导体真空阀门收入为7.7亿瑞士法郎测算，测算2022年环球半导体真空阀门市集约10.3亿瑞士法郎，约11.3亿好意思元。VAT行为环球最初的真空阀门企业，其产物涵盖执法阀、隔阂阀、角阀、球阀、传输阀等各类型阀门，卑劣鄙俚应用于半导体、光伏、LED、医疗等边界，除VAT外环球最初的阀门供应商为MKS、VTEX、ULVAC等企业。

　　图表13：VAT环球市集份额

　　贵府起原：VAT官网，中金公司筹商部

　　真空腔体：提供工艺响应场景的中枢容器

　　腔体是半导体开采中参与晶圆制备响应工序的重要部件，为晶圆坐蓐提供耐腐蚀、洁净和高真空环境，腔体络续由高纯度、耐腐蚀的材料制成，如不锈钢或铝合金，以确保工艺的白净行和腔体的耐用性。

　　过度腔：过渡腔是开采中晶圆真空环境进口，晶圆从外部运载至开采进口，经过前端模块（EFEM）后插足过渡腔，方从大气环境波折为真空环境，后续晶圆从过渡腔再插足真空环境的传输腔、响应腔进行工艺响应。过渡腔需要保证真空度、密封性以及晶圆经过不可发生胁制，需要公司的高精密多工位复杂型面制造技能和耐腐蚀阳极氧化技能等中枢技能，络续也称为真空锁（Load lock）。

　　传输腔：传输腔是晶圆在过渡腔和响应腔之间进行转化的中间平台。要是传输腔密封区域加工不良，腔体无法保证真空，将会影响晶圆坐蓐。公司通过高精密多工位复杂型面制造技能来保证传输腔的密封性和真空度。同期因传输腔需要与不同工艺的响应腔洞开，公司采取不同的名义处理特种工艺来保证传输腔的洁净度和耐腐蚀性，以延迟其使用寿命并保证晶圆流转环境不受胁制。

　　响应腔：响应腔是晶圆加工和坐蓐的责任空间。在晶圆加工经由中，会有多种工艺气体流入响应腔内，发生化学响应，从而其对洁净度和耐腐蚀性要求较高。尤其是先进制程关于响应腔的洁净度要求更高，公司需要通过廉正净度精密清洗技能来确保响应腔的洁净度，幸免化学粒子产生，为晶圆坐蓐创造洁净环境。此外，为保证开采的使用寿命、普及坐蓐效果，公司需要通过耐腐蚀阳极氧化技能等名义处理特种工艺技能来增强其耐腐蚀及耐击穿电压性能。

　　由于不同公司不同型号开采的腔体大小、洁净度等要求均有所各异，因此腔体坐蓐络续具有小批量、多品种、定制化的特质，环球参与腔体加工的企业络续也厚爱对工艺零部件（内衬、加热器、匀气盘）及结构零部件（基板、冷却版、盖板等）进行加工，其中枢壁垒在于阳极氧化、电解抛光、化学清洗等名义处理特种工艺以保握精密零部件的廉正净、超腐蚀、耐击穿电压等性能，以及精密机械的制造和焊合技能。环球参与精密机械制造的公司主要为Ferrotec、京鼎精密、UCT等，当今国内新莱应材、富创精密、靖江前卫、托伦斯等企业均有参与真空腔体的制造。

　　真空规：用于测量真空度的中枢仪器

　　真空规是用于探伤低压空间坑诰气体压力的仪器，由真空管、指针、圭臬盘、密封杆等部分组成。把柄旨趣不同，主要分为三类：一是十足压力的真空规，如波登式真空规和电容式真空规；二是热传导式真空规，如皮拉尼真空规（热电阻）；三是电离式真空规，如冷阴极真空规和热阴极真空规，此外还包括质谱分析仪、磁悬浮转子真空规。在低真空度中，薄膜真空规、压阻式真空规应用较多；在中真空度中，多选用电离真空规、皮拉尼真空规；在高真空度中，以电离真空规为主；在超高真空度中，热阴极真空规应用较鄙俚。

　　图表14：真空规暗示图

　　贵府起原：MKS官网，中金公司筹商部

　　在半导体工艺中，真空规主要应用于粗真空环境及工艺经由中，在刻蚀、CVD、外延等等离子体工艺所需要的真空环境以及气体通入腔体时皆需要对腔体内的真空度进行及时监控，皮拉尼真空规和电容薄膜真空规在半导体边界应用较多。当今环球半导体主要供应商为好意思国MKS及瑞士Inficon，国内当今国产化率仍较低，主要研发企业为上海振太。

　　产业链图谱

　　咱们对半导体开采零部件产业链按照八大类型（即机械类、气体运送系列类、电气类、机电一体类、真空系统类、气动系统类、仪器样貌类、传感器类）进行了梳理，产业链内具体国表里布局公司情况如下：

　　图表15：半导体零部件产业链图谱

　　贵府起原：各公司官网，中金公司筹商部

　　风险

　　国产半导体开采出货不足预期：咱们以为国产半导体开采是国产半导体开采零部件的伏击卑劣，如果国产半导体开采出货量受到晶圆厂老本开支、或是出货受限等原因出货不足预期，则可能会胜利影响到国产半导体开采零部件的出货。

　　半导体开采零部件厂商技能研发阐明不足预期：当今晶圆制造和半导体开采已向更先进的工艺制程演进，对零部件企业的研发智商不休建议更高要求。当今国内真空零部件厂商照旧取得了冲突，如果这些企业技能研发阐明不足预期，公司将难以取得超出行业的增速。

　　中好意思交易摩擦加重：部分国内半导体开采零部件厂商产物发往外洋大衣，也有部分国内半导体开采零部件厂商原材料来自外洋，若中好意思交易摩擦加重，将会给这些企业带来省略情味。

• 大衣
• 采购
• 真空
• 备件
• 阀门

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