半导体设备零部件行业壁垒高，市场空间广阔。根据SEMI的数据测算，2021年全球半导体设备零部件市场规模为500亿美元左右，中国半导体设备零部件市场规模为150亿美元左右。半导体设备零部件种类繁多，不同细分领域的零部件需要积累相应的专利技术和Know-How，并对原材料的质量稳定性、纯度等方面都有较高要求，形成了极高的技术壁垒；国际半导体设备厂商对零部件供应商需要进行质量体系认证、特种工艺认证等流程，认证周期一般需要2-3年，建立合作关系的零部件供应商一般不会轻易更换，客户黏性较强，具有极高的客户认证壁垒。
　　美日欧厂商主导全球半导体零部件市场，未来国产替代空间广阔。半导体设备零部件整体市场竞争格局较为分散，但主要细分市场的集中度极高，主要被美日欧厂商主导。半导体设备零部件国产化程度主要由技术壁垒决定，技术壁垒偏低的细分领域如机械类金属零部件国产化程度较高，技术壁垒较高的细分领域国产化率较低，根据芯谋研究的数据，射频电源、真空泵、阀、机械手、MFC等零部件国产化率低于10%，未来国产替代空间广阔。
　　国内半导体设备零部件厂商国产替代正当时，未来成长空间巨大。2014-2021年国产半导体设备销售额复合增速为37.99%，成长速度远高于全球和中国市场的增速，目前集成电路设备国产化率不到10%，国产半导体设备未来成长空间广阔。国内半导体设备零部件厂商目前营收规模较小，正在延续海外龙头厂商产品品类和应用领域扩张的成长路径，随着国产半导体设备厂商的快速成长，以及通过进入海外半导体设备厂商供应链，国内半导体设备零部件厂商未来有望持续高速成长。在美国BIS新规半导体出口限制的背景下，国内企业在供应链安全、成本、服务等方面具有优势，半导体设备零部件国产替代正当时，未来成长空间巨大。
　　投资建议。目前国内半导体设备零部件企业处于国产替代早期阶段，正在加速成长，我们看好国内半导体设备零部件企业国产化进程，建议关注国内平台型龙头富创精密（688409.SH）、高洁净应用材料龙头新莱应材（300260.SZ）、精密零部件领先供应商华亚智能（003043.SZ）、靶材龙头江丰电子（300666.SZ）、制程关键系统解决方案领先供应商正帆科技（688596.SH）。
　　风险提示：半导体周期波动风险，市场竞争加剧风险，国内半导体设备厂商需求不及预期，国内零部件厂商研发进展不及预期，国产化进度不及预期。
　　

研究报告全文：半导体分析师乔琪登记编码S0730520090001半导体设备零部件赛道坡长垒高国产替qiaoqiccnewcom021-50586985代正当时半导体行业深度分析证券研究报告-行业深度分析强于大市首次半导体相对沪深300指数表现发布日期2023年01月03日投资要点半导体沪深3000-6半导体设备零部件行业壁垒高市场空间广阔根据SEMI的数据-12测算2021年全球半导体设备零部件市场规模为500亿美元左右-18-24202201202205202209202212中国半导体设备零部件市场规模为150亿美元左右半导体设备零-29-35部件种类繁多不同细分领域的零部件需要积累相应的专利技术和-41Know-How并对原材料的质量稳定性纯度等方面都有较高要求形成了极高的技术壁垒国际半导体设备厂商对零部件供应商需要资料来源中原证券进行质量体系认证特种工艺认证等流程认证周期一般需要2-3相关报告年建立合作关系的零部件供应商一般不会轻易更换客户黏性较强具有极高的客户认证壁垒美日欧厂商主导全球半导体零部件市场未来国产替代空间广阔半导体设备零部件整体市场竞争格局较为分散但主要细分市场的联系人马嶔琦集中度极高主要被美日欧厂商主导半导体设备零部件国产化程电话021-50586973度主要由技术壁垒决定技术壁垒偏低的细分领域如机械类金属零地址上海浦东新区世纪大道1788号16楼部件国产化程度较高技术壁垒较高的细分领域国产化率较低根邮编200122据芯谋研究的数据射频电源真空泵阀机械手MFC等零部件国产化率低于10未来国产替代空间广阔国内半导体设备零部件厂商国产替代正当时未来成长空间巨大2014-2021年国产半导体设备销售额复合增速为3799成长速度远高于全球和中国市场的增速目前集成电路设备国产化率不到10国产半导体设备未来成长空间广阔国内半导体设备零部件厂商目前营收规模较小正在延续海外龙头厂商产品品类和应用领域扩张的成长路径随着国产半导体设备厂商的快速成长以及通过进入海外半导体设备厂商供应链国内半导体设备零部件厂商未来有望持续高速成长在美国BIS新规半导体出口限制的背景下国内企业在供应链安全成本服务等方面具有优势半导体设备零部件国产替代正当时未来成长空间巨大投资建议目前国内半导体设备零部件企业处于国产替代早期阶段正在加速成长我们看好国内半导体设备零部件企业国产化进程建议关注国内平台型龙头富创精密688409SH高洁净应用材料龙头新莱应材300260SZ精密零部件领先供应商华亚智能003043SZ靶材龙头江丰电子300666SZ制程关键系统解决方案领先供应商正帆科技688596SH风险提示半导体周期波动风险市场竞争加剧风险国内半导体设备厂商需求不及预期国内零部件厂商研发进展不及预期国产化进度不及预期本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第1页共41页半导体内容目录1半导体设备零部件市场空间广阔美国BIS新规加速国产替代511半导体设备零部件市场空间广阔512美日欧厂商主导全球半导体设备零部件市场613美国BIS新规加速半导体设备零部件国产替代72半导体设备零部件种类多壁垒高细分领域集中度高721半导体设备零部件是半导体设备的核心722半导体设备零部件种类繁多美日欧厂商占据主要细分领域8221石英制品市场规模超过200亿海外厂商主导10222射频电源美国两大巨头占据主要市场份额13223真空泵海外厂商占据90以上市场份额13224阀欧美日厂商统治市场VAT占近半壁江山15225静电吸盘美日厂商垄断市场16226机械手日美企业主导市场1823半导体设备零部件行业技术壁垒高客户粘性强20231技术壁垒20232客户认证壁垒2324技术壁垒高的半导体设备零部件国产化程度低243国内半导体设备零部件厂商国产替代正当时未来成长空间巨大2531国外半导体设备零部件龙头厂商成长路径2532国内半导体设备零部件厂商国产替代正当时未来成长空间巨大264投资建议2741富创精密2842新莱应材3043华亚智能3344江丰电子3545正帆科技38图表目录图11999-2022年全球半导体市场规模预测5图22011-2022年全球半导体设备市场规模预测6图3半导体设备零部件示意图8图4半导体设备零部件产业链8图5阿斯麦光刻机总体结构9图62020年中国大陆晶圆厂采购半导体设备零部件品类占比10图7半导体石英制品11图8石英制品产业链11图92012-2021全球半导体石英制品市场规模情况12图102021年中国石英制品市场竞争格局情况12图11AdvancedEnergy射频电源13图12射频电源发展史13图13近6年MKSInstrument半导体业务收入情况13图14近6年AdvancedEnergy半导体业务收入情况13图15Edwards真空泵RV314图16真空泵在半导体领域的典型工艺环境应用14本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第2页共41页半导体图172017-2022年全球半导体真空泵市场规模情况14图182021年全球半导体真空泵市场竞争格局15图19VAT真空阀15图202016-2027全球半导体阀市场规模情况16图212021年全球半导体阀市场地区分布情况16图222020年全球半导体阀市场竞争格局16图23海拓创新静电吸盘产品17图24静电吸盘在半导体工艺过程中应用示意图17图25京瓷静电吸盘产品及参数17图26静电吸盘三层结构示意图17图272017-2028年全球静电吸盘市场规模情况18图282021年全球静电吸盘市场竞争格局情况18图29新松真空机械手PHOENIXPLUSB系列19图30JEL机械手搬送晶圆示意图19图312016-2027年全球半导体机械手市场规模情况19图322020年全球半导体机械手厂商地区分布情况20图33射频电源内部结构22图34射频放大器主要参数22图35AdvancedEnergyAPEX射频电源技术指标22图36新松真空机械手ARCHER系列产品23图37新松真空机械手ARCHER系列主要参数23图38Edwards半导体真空泵iXH系列产品23图39VAT真空门阀产品技术指标23图40国际半导体设备客户认证流程24图412011-2022年中国半导体设备市场规模情况27图422014-2021年国产半导体设备销售额情况27图43公司发展历程28图44公司主要产品29图452021年公司产品应用领域占比情况29图462021年公司产品结构占比情况29图47公司近五年营业收入情况30图48公司近五年净利润情况30图49公司近五年毛利率情况30图50公司近五年净利率情况30图51公司主要产品及应用领域情况31图5222H1公司产品应用领域占比情况31图5322H1公司产品结构占比情况31图54公司近五年营业收入情况32图55公司近五年净利润情况32图56公司近五年毛利率和净利率情况32图57公司近五年下游应用领域毛利率情况32图58公司主要产品情况33图59公司主要客户情况34图6022H1公司主要产品占比情况34图6121H1公司下游结构占比情况34图62公司2016-2022年营业收入情况35本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第3页共41页半导体图63公司2016-2022年净利润情况35图64公司2016-2022年毛利率情况35图65公司2016-2022年净利率情况35图66公司主要产品情况36图6722H1公司主要产品占比情况36图6822H1国内外收入占比情况36图69公司2016-2022年营业收入情况37图70公司2016-2022年净利润情况37图71公司2016-2022年毛利率情况37图72公司2016-2022年净利率情况37图73公司主要产品情况38图742021年公司下游行业占比情况38图752021年公司主要产品占比情况38图76公司2016-2022年营业收入情况39图77公司2016-2022年净利润情况39图78公司2016-2022年毛利率情况39图79公司2016-2022年净利率情况39表12021年国内主要半导体设备厂商直接材料占比情况6表22020年全球半导体设备零部件前10大供应商情况7表3半导体设备零部件分类9表4富创精密机械类金属工艺件和金属结构件技术参数指标21表5石英制品技术参数指标21表62021Q1部分半导体设备零部件供应商及国产化率情况24表7国外主要半导体设备零部件厂商情况25表8国内主要半导体设备零部件厂商情况26本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第4页共41页半导体1半导体设备零部件市场空间广阔美国BIS新规加速国产替代11半导体设备零部件市场空间广阔全球半导体市场长期稳定增长根据WSTS的数据全球半导体行业销售额从1999年1494亿美元增长到2021年5560亿美元21年的复合增速为645全球半导体行业保持长期稳定增长2022年消费电子市场需求有所放缓电动车新能源物联网5G6G人工智能机器人等应用推动半导体行业继续增长WSTS预计2022年全球半导体行业销售额为6330亿美元同比增长138图11999-2022年全球半导体市场规模预测资料来源WSTS中原证券半导体行业遵循一代技术一代工艺一代设备的产业规律半导体设备是使半导体行业延续摩尔定律的瓶颈和关键半导体设备厂商受益于全球晶圆厂持续提高资本支出根据SEMI的数据全球半导体设备的市场规模从2011年435亿美元增加到2021年1026亿美元近十年复合增速为896其中中国半导体设备市场规模为2964亿美元由于数字化基础设施的强劲投资半导体产业积极增加产能近期SEMI发布报告称2022年全球半导体制造设备营收有望创下新高达到1175亿美元同比增长147本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第5页共41页半导体图22011-2022年全球半导体设备市场规模预测资料来源SEMI中原证券半导体设备零部件是半导体设备的核心半导体设备的绝大部分关键核心技术需要以精密零部件作为载体来实现根据全球半导体设备厂商公开披露信息设备成本构成中一般原材料占比90以上考虑国际半导体设备公司毛利率一般在40-45左右从而全部半导体设备零部件市场约为全球半导体设备市场规模的50-55半导体设备零部件市场空间广阔以半导体设备零部件占全球半导体设备市场规模的50进行推算根据SEMI的数据2021年全球半导体设备市场规模1026亿美元由此推算2021年全球半导体设备零部件市场规模为513亿美元2021年中国半导体设备零部件市场规模为148亿美元预计2022年全球半导体设备市场规模为1175亿美元由此推算预计2022年全球半导体设备零部件市场规模为587亿美元表12021年国内主要半导体设备厂商直接材料占比情况公司名称毛利率直接材料占比北方华创39418145中微公司43368838拓荆科技44019448芯源微38089348华海清科44739287盛美上海42539259长川科技51838826资料来源各公司年报富创精密招股说明书中原证券12美日欧厂商主导全球半导体设备零部件市场全球半导体设备零部件市场主要被美日欧厂商所占据根据ICWorld的数据2020年全球主要的44家半导体核心零部件供应商中美国供应商20家占比约45日本供应商16家占比约36德国供应商2家瑞士供应商2家韩国供应商2家英国供应商1家等美日欧半导体零部件供应商占比超过90主导全球半导体设备零部件市场本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第6页共41页半导体根据VLSIResearch的数据2020年全球半导体设备零部件前10大供应商包括有蔡司ZEISS光学镜头MKS仪器MFC射频电源真空产品Edwards真空泵AdvancedEnergy射频电源HoribaMFCVAT真空阀件Ichor模块化气体输送系统以及其他组件UltraCleanTech真空阀件ASML光学部件及EBARA干式真空泵全球前十大半导体设备零部件供应商近10年的市场份额总和稳定在50左右表22020年全球半导体设备零部件前10大供应商情况排名厂商名称所在国家主要产品收入规模亿美元1ZEISS德国光学镜头2122MKS仪器美国MFC射频电源真空产品143Edwards英国真空泵1384AdvancedEnergy美国射频电源6125Horiba日本MFC4946VAT瑞士真空阀件437Ichor美国模块化气体输送系统及其他组件388UltraCleanTech美国真空阀件359ASML荷兰光学部件310EBARA日本干式真空泵3资料来源VLSIResearch中原证券13美国BIS新规加速半导体设备零部件国产替代美国BIS新规加速半导体设备零部件国产化进程2022年12月15日美国商务部产业安全局BIS发布文件计划将长江存储上海微电子寒武纪等36家中国实体加入实体清单2022年10月7日美国商务部产业安全局BIS宣布了一系列在出口管理条例下针对中国的出口管制新规BIS这项新的半导体出口限制政策涉及到对中国的先进计算半导体先进制造进行出口管制具体要限制美国的半导体设备在国内应用到1614nm及以下工艺节点非平面架构的逻辑电路制造128层及以上的3DNAND工艺制造18nm及以下的DRAM工艺制造对中国超级计算机或半导体开发或生产最终用途的项目进行限制限制美国公民支持中国半导体制造或者研发此次美国BIS新规明确对半导体先进制程设备半导体设备零部件进行出口限制一定程度上会加速国内半导体设备半导体设备零部件半导体材料国产化的进程综上全球半导体设备零部件市场空间广阔主要被美日厂商占据目前国产化率较低未来国产替代的空间巨大美国BIS新规进一步加速半导体设备零部件国产替代的进程2半导体设备零部件种类多壁垒高细分领域集中度高21半导体设备零部件是半导体设备的核心半导体设备零部件是半导体设备的基础和核心半导体设备零部件是指在半导体设备制造本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第7页共41页半导体过程中所需的零部件并在材料结构工艺品质和精度可靠性及稳定性等方面能达到半导体设备的技术要求半导体设备是半导体行业技术演进的关键其绝大部分关键核心技术需要以精密零部件作为载体来实现半导体设备零部件具有高精密高洁净超强耐腐蚀能力耐击穿电压等特性生产工艺涉及精密机械制造工程材料表面处理特种工艺电子电机整合及工程设计等多个领域和学科从而半导体精密零部件是半导体设备制造环节中技术壁垒较高的环节是半导体设备的基础和核心也是整个电子信息产业的支撑图3半导体设备零部件示意图资料来源搜狐中原证券半导体设备零部件产业链主要由上游原材料半导体设备零部件半导体设备晶圆厂四个环节组成其中上游原材料主要是铝合金材料及其他金属非金属原材料半导体设备零部件包括工艺零部件结构零部件模组气体管路真空系统类传感器类仪器仪表类等种类半导体设备包括光刻设备刻蚀设备清洗设备薄膜沉积设备离子注入设备机械抛光设备封测设备晶圆厂有三星英特尔等IDM厂商以及中芯国际台积电等专业代工厂图4半导体设备零部件产业链资料来源互联网公开信息整理中原证券22半导体设备零部件种类繁多美日欧厂商占据主要细分领域本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第8页共41页半导体半导体设备零部件种类繁多半导体设备由成千上万的零部件组成光刻机被认为是世界上最复杂的设备之一最先进的光刻机需要使用超过10万个零部件图5阿斯麦光刻机总体结构资料来源ASML中原证券半导体设备零部件按功能主要分为机械类电气类机电一体类气体液体真空系统类仪器仪表类光学类等类别每一大的类别中包含很多细分品类其中机械类占比最高占全球半导体设备市场规模比重为12电气类占比6机电一体类占比8气体液体真空系统类占比9仪器仪表类占比1光学类占比8半导体设备零部件按主要材料和使用功能可以分为硅碳化硅件石英件陶瓷件金属件石墨件塑料件真空件密封件过滤部件运动部件电控部件以及其他部件其中各大类还细分很多品类例如真空件里就包括真空规测量工艺真空真空压力计气体流量计真空阀件真空泵等表3半导体设备零部件分类占所应用设备分类零部件具体类别所应用的设备主要作用成本比例设备中起到构建整金属工艺件反应腔传输腔过渡体框架基础结构腔内衬匀气盘等晶圆反应环境和实金属结构件托盘冷却板底座机械类20-40应用于所有设备现零部件特殊功能铸钢平台等的作用保证反应非金属机械件石英陶瓷件硅部良率延长设备使件静电吸盘橡胶密封件等用寿命在设备中起到控制射频电源射频匹配器远程等离子电气类10-20应用于所有设备电力信号工艺源供电系统工控电脑等反应制程的作用在设备中起到实现EFEM机械手加热带腔体模组晶圆装载传输应用于所有设备其中双工机台机电一体类10-25阀体模组双工机台浸液系统温运动控制温度控和浸液系统仅用于光刻设备控系统等制的作用部分产品包含机械类产品本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第9页共41页半导体气体输送系统类气柜气体管路气体输送系统和真空系统类主管路焊接件等要应用于薄膜沉积设备刻蚀设在设备中起到传输气体液体真真空系统类干泵分子泵真空阀备和离子注入设备等干法设备和控制特种气体10-30空系统类门等气动液压系统类主要应用于化液体和保持真空的气动液压系统类阀门接头过滤学机械抛光设备清洗设备等湿作用器液体管路等法设备在设备中起到控制和监控流量压力仪器仪表类1-3气体流量计真空压力计等应用于所有设备真空度温度等数值的作用在光学设备中起到主要应用于光刻设备量测设备光学类55光学元件光栅激光源物镜等控制和传输光源的等作用实现设备运行的作其他3-5定制装置耗材等应用于所有设备用资料来源富创精密招股说明书芯谋研究中原证券根据芯谋研究的数据2020年中国大陆晶圆厂采购半导体前道设备零部件金额超过10亿美元中国晶圆制造厂商采购的设备零部件中石英Quartz射频发生器RFGenerator各种泵Pump各种阀门Valve静电吸盘Chuck反应腔喷淋头ShowerHead占比较高还包括边缘环EdgeRing测量计Gauge流量计MFC陶瓷制品Ceramic密封圈O-Ring等图62020年中国大陆晶圆厂采购半导体设备零部件品类占比资料来源芯谋研究中原证券半导体设备零部件种类繁多整体市场竞争格局较为分散相较于500亿左右美元的全球市场规模单个细分领域市场空间相对不大但主要细分市场的集中度极高主要被美日欧等海外厂商占据221石英制品市场规模超过200亿海外厂商主导石英制品是半导体行业的关键零部件石英制品作为半导体设备的零部件和芯片生产工艺过程中承载硅片的耗材其应用场景紧密结合半导体生产工艺过程半导体工艺制程中需要用到大量的石英制品主要应用光刻刻蚀清洗封装扩散氧化等工艺石英制品应用本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第10页共41页半导体在半导体行业的产品主要包括石英舟石英法兰石英玻璃坩埚石英玻璃基片石英钟罩石英管道等图7半导体石英制品资料来源凯德石英招股说明书中原证券石英制品产业链上游主要包括石英砂石英材料中游主要为不同的石英制品下游主要应用于半导体光伏电光源航空航天等领域在上游石英砂产业中高纯石英砂生产与高品质矿源密切相关低品质矿源提纯较为困难中游给半导体生产线配套的石英制品具有较高门槛图8石英制品产业链资料来源凯德石英招股说明书中原证券根据中国硅产业年鉴的数据在全球石英玻璃制品终端市场应用中半导体石英制品占比65考虑石英玻璃制品在半导体生产线中属于硬性消耗品且随着晶圆尺寸的增加在半导体生产线中使用的石英制品的种类和数量随之增长估算出石英制品市场规模与半导体销售规模的比例约为661000根据WSTS的数据2021年全球半导体行业的销售额为5560亿美元对应2021年全球半导体石英制品市场规模为240亿元本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第11页共41页半导体图92012-2021全球半导体石英制品市场规模情况资料来源中国产业发展研究网WSTS中原证券全球半导体石英制品市场主要由海外企业占据主要的行业巨头有美国应用材料德国贺利氏日本信越中国台湾崇越韩国金刚韩国Wonik日本泰谷诺等这些企业都具备独特的技术优势各有其有优势的细分市场国内石英厂商起步较晚根据中国电子材料协会石英分会2020年发布的石英制品行业发展报告国内具有一定规模从事石英新材料研发生产的企业约200家其中从事石英制品的企业超50家目前国内石英制品同行业企业主要有宁波云德强华股份菲利华菲利华石创东科石英石英股份凯德石英等在中国市场杭州大和热磁电子日本独资杭州泰谷诺日本独资贺利氏信越德国贺利氏和日本信越共同投资的纯外资企业沈阳汉科新加坡汉明与一家英国公司共同投资的纯外资企业等外资竞争对手占据超过80的市场份额杭州大和热磁占据6087的市场份额排名第一国内厂商宁波云德以1043的市场份额排名第三是国内石英制品市场最大的国内企业图102021年中国石英制品市场竞争格局情况资料来源芯谋研究中原证券半导体设备和晶圆厂需求量增加推动石英制品市场大幅增长石英制品作为半导体设备中的零部件其市场需求随着半导体设备需求增长有望得到大幅增长石英制品在半导体生产线中属于耗材且随着晶圆尺寸的增加刻蚀次数的增加所使用石英制品的种类和数量也相应本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第12页共41页半导体增加222射频电源美国两大巨头占据主要市场份额射频电源是一种可以产生固定频率的正弦波电压频率在射频范围约3KHz300GHz内具有一定功率输出的电源是化学气相沉积设备PECVD原子层沉积设备ALD物理气相沉积设备PVD蚀刻设备离子注入设备等半导体设备的工艺电源射频电源在常用的电源中是比较复杂的对射频功率的馈入匹配器的匹配以及屏蔽和接地等都有比较高的要求图11AdvancedEnergy射频电源图12射频电源发展史资料来源AdvancedEnergy官网中原证券资料来源OFweek中原证券本文测算2021年全球半导体设备零部件市场规模为513亿美元射频电源占整个半导体设备零部件市场的10左右2021年半导体射频电源市场规模在50亿美元左右美国两大厂商MKSInstrument万机仪器和AdvancedEnergy先进能源工业是半导体射频电源市场的领导者这两家企业市场份额较高2021年MKSInstrument半导体业务包含其他产品的营业收入为1829亿美元AdvancedEnergy半导体业务主要为射频电源的营业收入为71亿美元国内厂商英杰电气在半导体射频电源上也有所突破目前已和国内半导体设备龙头企业进行合作图14近6年AdvancedEnergy半导体业务收入情图13近6年MKSInstrument半导体业务收入情况况资料来源公司年报中原证券资料来源公司年报中原证券223真空泵海外厂商占据90以上市场份额真空泵是半导体主要工艺设备中的核心部件为集成电路制造前道工序的四大核心设备中本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第13页共41页半导体的薄膜刻蚀设备离子注入设备约占主要工艺过程的70提供制造工艺所必需的超洁净真空环境完成物理和化学气相沉积刻蚀离子注入等超微加工除了满足集成电路制程对真空环境的要求作为气体传输设备真空泵还能将工艺气体和反应生成的复杂气体或固体混合物从集成电路制造设备内抽离保障工艺过程要求的动态平衡图15Edwards真空泵RV3图16真空泵在半导体领域的典型工艺环境应用资料来源Edwards官网中原证券资料来源中科仪招股说明书中原证券根据华经产业研究院的数据2021年全球半导体真空泵的市场规模为1797亿元预计2022年全球半导体真空泵市场将达到1964亿元同比增长93其中半导体设备市场为1473亿元维修市场为491亿元图172017-2022年全球半导体真空泵市场规模情况资料来源华经产业研究院中原证券海外厂商主导半导体真空泵市场根据华经产业研究院的数据2021年全球半导体真空泵市场由海外厂商占据95的市场份额其中Atlas2021年半导体真空泵收入约105亿元占据48的市场份额Atlas在2014年收购了英国Edwards公司德国Pfeiffer公司2021年半导体真空产品收入约25亿元占据1274的市场份额国内厂商市场份额不到5目前汉钟精机中科仪等国产厂商已取得突破未来有较大的国产替代空间本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第14页共41页半导体图182021年全球半导体真空泵市场竞争格局资料来源华经产业研究院中原证券224阀欧美日厂商统治市场VAT占近半壁江山半导体阀是由半导体器件和辅助设备组成的阀门主要用于控制流体系统中流体的方向压力和流量在半导体制造过程中需要很多阀门和配件的解决方案半导体阀主要分为真空阀隔膜阀波纹管阀球阀蝶阀门阀角阀特氟龙阀门和其他其中真空阀为主要的半导体阀类型图19VAT真空阀资料来源VAT官网中原证券根据QYResearch的数据2021年全球半导体阀的市场规模为1374亿美元同比增长1715预计2027年将达到1958亿美元2021-2027年复合增长率为469目前北美是全球半导体阀最大的市场2021年北美占据2451的市场份额韩国和中国台湾的市场份额分别为2087和1641本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第15页共41页半导体图202016-2027全球半导体阀市场规模情况图212021年全球半导体阀市场地区分布情况资料来源QYResearch中原证券资料来源QYResearch中原证券全球半导体阀市场主要被欧美日厂商占据VAT占近半壁江山全球半导体阀主要生产企业有VAT瑞士派克美国富士金日本CKD日本世伟洛克美国MKS美国SMCCorporation日本GEM德国Entegris美国和Festo德国等其中全球最大的半导体阀供应商是瑞士的VAT2020年VAT的半导体阀营业收入达到539亿美元占全球半导体阀市场的4388美国派克公司排在全球第二位其半导体阀营业收入在2020年达到了136亿美元全球半导体阀市场份额为1113图222020年全球半导体阀市场竞争格局资料来源QYResearch中原证券225静电吸盘美日厂商垄断市场静电吸盘是通过静电吸附作用来固定晶圆其优点在于吸附作用均匀分布于晶圆表面晶圆不会发生翘曲变形吸附作用力持续稳定可控温度可以保证晶圆的加工精度静电吸盘对晶圆污染小对晶圆无伤可以应用于高真空环境中半导体制造工艺中晶圆加工过程有多道工序每一道工序都需要保证晶圆的平稳固定静电吸盘已经成为应用最广泛的晶圆夹持工具是刻蚀设备PVD设备PECVD设备离子注入设备等的核心部件本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第16页共41页半导体图23海拓创新静电吸盘产品图24静电吸盘在半导体工艺过程中应用示意图资料来源海拓创新官网中原证券资料来源海拓创新官网中原证券目前静电吸盘技术主要是以氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷作为主体材料因为陶瓷材料具有良好的导热性耐磨性高硬度且对比金属材料在电绝缘方面有着先天的优势静电吸盘由于其功能的特殊性要求其制造材料属于半导体材料体电阻率在10-31010cm所以静电吸盘在氧化铝或氮化铝中加入了其他导电物质使得其总体电阻率满足功能性要求一个典型的静电吸盘系统是三明治结构三部分都以层状结构叠合在静电吸盘内自表层到底座依次为电介质吸附层电极层和基底层实际应用中晶圆充当上表面的电极下电极和电介质被整合制造在一个部件中在晶圆制造过程中一个直流电压加在圆片和下电极之间晶圆由于静电吸引力被夹持在静电吸盘上此外晶圆的热量可以通过流经晶圆背面的热传导气体如氦气传导出去达到温度控制的作用图25京瓷静电吸盘产品及参数图26静电吸盘三层结构示意图资料来源京瓷官网中原证券资料来源中国粉体网中原证券根据QYResearch的数据2021年全球静电吸盘市场销售额为1714亿美元预计2028年将达到2412亿美元2022-2028年复合增长率为506从销量上看2021年全球静电吸盘销量为554万件预计2028年将达到799万件2021年中国静电吸盘市场规模为319亿美元预计2028年将达到524亿美元2022-2028年复合增长率为716本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第17页共41页半导体图272017-2028年全球静电吸盘市场规模情况资料来源QYResearch中原证券全球静电吸盘市场主要被美日厂商垄断主要厂商包括美国AppliedMaterials美国LamResearch日本SHINKO日本TOTO日本NTK等公司其中AppliedMaterials和Lam为自己的半导体设备配套生产静电吸盘它们将生产的刻蚀PVDCVD等设备配套静电吸盘一起销售给晶圆厂由于静电吸盘属于消耗品使用寿命一般不超过两年因此静电吸盘具有较大的替换市场2021年全球前三大静电吸盘厂商为AppliedMaterialsLamResearch和SHINKO其中AppliedMaterials以4386的市场份额位居全球一LamResearch和SHINKO市场份额分别为31421020图282021年全球静电吸盘市场竞争格局情况资料来源QYResearch中原证券中国在半导体静电吸盘领域已经有了一定的技术突破中国大陆企业北京华卓精科科技有限公司广东海拓创新精密设备科技有限公司已经实现商业化生产中国台湾公司CALITECH在静电卡盘吸盘也有一定的突破在中国市场2021年AppliedMaterialsLamResearchSHINKO三家厂商市场份额占比超过93226机械手日美企业主导市场本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第18页共41页半导体半导体机械手是半导体设备的重要零部件之一通常由控制器驱动器手臂及末端执行器等部分组成具有高洁净度高平稳性高精度高效率和高可靠性的特点半导体机械手主要应用于半导体制造的前段工序用于搬送运输以及定位半导体晶圆半导体机械手种类繁多根据运动轴数量不同可分为单轴机械式和多轴机械手通常情况下运动轴数量越多半导体机械手可实现复杂运动的能力就越大半导体设备的机械手是采用负压式吸片的方式取片也就是利用吸盘原理将半导体晶圆吸附于石英或陶瓷手指上并通过机械手臂的伸缩旋转和升降等的动作搬运半导体晶圆从细分市场来看半导体机械手可分为大气机械手和真空机械手其中大气机械手主要用于集成电路加工过程中常压环境下晶圆的搬送真空机械手主要用于真空环境下不同工位或工艺腔室之间的晶圆搬送目前大气机械手市场占比达到60以上图29新松真空机械手PHOENIXPLUSB系列图30JEL机械手搬送晶圆示意图资料来源新松官网中原证券资料来源JEL官网中原证券根据QYResearch的数据2021年全球半导体机械手市场销售额为836亿美元预计2027年将达到1347亿美元2021-2027年复合增长率为832021年中国半导体机械手市场规模为167亿美元约占全球的20预计2027年将达到361亿美元占比将达到268图312016-2027年全球半导体机械手市场规模情况资料来源QYResearch中原证券本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第19页共41页半导体根据QYResearch的数据2020年全球半导体机械手市场主要被日本和美国厂商占据日本是全球最大的半导体机械手生产地区占有大约60的市场份额美国厂商占据约20的市场份额韩国厂商约占6的市场份额2020年全球前三大半导体机械手企业分别是BrooksAutomationRORZECorporation和DAIHENCorporation三者共占约55的市场份额其次是几家日本厂商HirataCorporationYaskawaJELCorporationNidecGenmarkAutomation和Robostar约占27的市场份额目前中国半导体机械手企业主要有新松机器人图322020年全球半导体机械手厂商地区分布情况资料来源QYResearch中原证券23半导体设备零部件行业技术壁垒高客户粘性强半导体设备零部件行业壁垒较高主要是技术壁垒和客户认证壁垒231技术壁垒核心技术和原材料形成极高的技术壁垒半导体设备零部件种类较多不同细分领域的零部件所需要的核心技术和工艺有所不同企业也需要积累相应的专利技术和Know-How并对原材料的质量稳定性纯度等方面都有较高的要求这些都形成了极高的技术门槛对于机械类金属工艺件和金属结构件需要满足加工精度耐腐蚀性密封性洁净度真空度等指标通过先进的精密机械制造技术表面处理特种工艺技术焊接技术实现精密机械制造技术需要围绕精准的加工工艺路线和程序的开发材料科学和材料力学与零件结构和加工参数的匹配制造方式与产业模式的匹配来高质量输出高精密的产品表面处理工艺技术是实现精密零部件的高洁净超强耐腐蚀等的关键工序焊接技术可以实现半导体设备精密零部件焊接区域的零气孔零裂纹零瑕疵保证半导体设备零部件的产品性能及使用寿命以最终实现真空环境下的半导体设备工艺制程的稳定本报告版权属于中原证券股份有限公司wwwccnewcom请阅读最后一页各项声明第20页共41页