國產替代推動半導體設備零部件行業國產化進程加快

2023-10-26   普華有策

原標題:國產替代推動半導體設備零部件行業國產化進程加快

國產替代推動半導體設備零部件行業國產化進程加快

目前,半導體設備用碳化矽零部件領域整體呈現高度壟斷的市場競爭格局,市場上碳素巨頭技術領先、產品線豐富,以東海碳素、崇德昱博、西格里碳素、東洋炭素等為代表的傳統國外供應商占據了全球及中國市場的主要份額。目前,我國半導體設備用碳化矽零部件國產化率較低,本土廠商起步較晚,且整體處於追趕國外狀態,仍有較大發展空間。目前,在中國 CVD 碳化矽零部件市場中,崇德昱博、東海碳素、西格里碳素等國外企業仍占據主要市場份額,國產 CVD 碳化矽產品市場份額占比不高。

1、半導體設備零部件行業技術水平與特點

半導體製造設備在產業鏈中發揮著舉足輕重的作用,作為上游環節的技術先導者,其技術水平是影響下游最終產品性能的決定性因素,而半導體製造設備大部分關鍵核心技術通常需要以核心精密零部件作為載體來實現。製造設備的技術革新一般會推動半導體製造工藝的更迭,進而推動各細分市場產品的更新換代,因此半導體產業鏈下遊客戶對設備及其零部件供應商的篩選標準十分嚴格。

半導體設備零部件具有高純度、高精密、高潔凈、超強耐腐蝕能力等特性,生產工藝涉及精密製造、工程材料、表面處理、特種工藝等多個領域和學科。因此,半導體核心精密零部件是半導體設備製造環節中技術壁壘較高的環節,是半導體設備的基礎和核心,也是整個電子信息產業的支撐。

已開發國家半導體行業充分發展,行業內企業憑藉先發優勢,積累了豐富的製造經驗,掌握了領先的製備工藝。目前國外企業生產的半導體設備用碳化矽零部件在產品性能、產品豐富度方面相對更有優勢。我國半導體設備的研發與製造起步較晚,相關配套零部件的製造能力、工藝水平與相關已開發國家企業仍存在一定差距。

隨著全球半導體行業向中國轉移、我國半導體產業投入增加、政策支持力度加大、產業鏈逐漸完善,國產半導體設備零部件行業獲得極大的發展機會。半導體製造設備具有高精密性、高專用性的特點,各廠商設備內部結構各異,對零部件的定向研發及定製生產有較高要求,我國相關企業在定製服務、及時響應等方面更具優勢,半導體設備零部件行業在我國發展潛力巨大。

2、阻礙半導體設備零部件行業發展的主要挑戰

(1)新產品新技術開發風險

全球半導體設備零部件及材料行業呈現寡頭壟斷的局面,境外主要企業擁有長期行業經驗和深度的技術積累,產品材料選擇及製備、產品工藝配方、製造設備等均為企業核心機密。半導體設備零部件精密程度及專用程度高,下遊客戶驗證時間長、通過驗證難度大。我國半導體設備零部件製造行業起步較晚,發展較不充分,國內企業一般通過自主研發的方式開發新產品新技術,在此過程中研發風險及不確定性大。

(2)半導體設備產業更新疊代風險

半導體產業遵循「一代技術、一代工藝、一代設備」的規律,按照摩爾定律,目前全球集成電路製造工藝已發展至 5 納米及更先進位程,半導體設備和半導體設備核心零部件必須不斷研發升級、工藝改進,以滿足下游製造需求。一旦半導體設備更新換代,新設備對零部件的具體需求將同步發生變化,進而對半導體設備零部件企業提出新的要求。

(3)半導體行業需求波動風險

半導體設備零部件行業受半導體設備廠商、外延片廠商、晶圓廠商及終端消費市場的需求波動影響較大。若消費電子、網絡通信、汽車電子等終端消費市場需求下降,則會致使半導體設備廠商、外延片廠商、晶圓廠商產能利用率下降,縮減資本開支,最終造成本行業的需求產生波動。

3、半導體設備零部件行業發展的主要機遇

(1)國產替代推動國產化進程加快

下遊客戶對產品穩定性要求極高,碳化矽零部件作為半導體製造設備的核心零部件,其可靠性直接影響晶圓外延生長、晶片製造的一致性和良率。由於較高的技術壁壘,該行業長期被國外大型材料和零部件企業壟斷。海外大型材料及零部件企業雖技術實力強、發展時間長、產品矩陣豐富,但碳化矽零部件產品僅為其產品類型之一,相關產品供貨周期長,定製化水平低,一定程度上制約了我國設備廠商、外延片廠商、晶圓廠商降成本、擴規模的進程。

同時,受國際環境及貿易政策變化影響,為提高我國半導體設備及零部件行業自主可控能力,國產設備和零部件日益受到國內晶圓廠商、外延片廠商青睞。隨著本土製造商加快技術研發及產業化速度,未來半導體設備碳化矽零部件的國產化進程預計將進一步加快。

(2)半導體設備零部件下游產業發展壯大的推動因素

伴隨信息化、網絡化和知識經濟的迅速發展,特別是在以 5G、物聯網、人工智慧、汽車電子、智慧型手機、智能穿戴、雲計算、大數據和安防電子等為代表的新興應用領域的強勁需求拉動下,全球半導體市場規模持續提升,行業發展前景廣闊。隨著半導體產能的逐步釋放並伴隨著經濟增長、政策扶持的雙重支撐,中國大陸正在加速承接全球第三次半導體產業轉移,成為驅動全球半導體行業發展的新動力。下游應用市場的蓬勃發展驅動晶圓廠擴產,晶圓廠增加資本開支,因此衍生了巨大的設備及零部件需求。

以 SiC 行業為例,近年來隨著新能源汽車、光伏逆變器等行業蓬勃發展,SiC開始替代 Si 成為功率器件更具性能優勢的材料,國內外 SiC 產業鏈企業紛紛擴產,SiC 外延設備需求持續上升,產線上存量 SiC 外延設備的利用率居高不下,因此相關設備零部件需求量較大。

以 LED 行業為例,Mini/Micro LED 正成為顯示技術的發展方向,當前 Mini LED 技術正逐步成熟,在中高端液晶顯示屏背光、LED 顯示屏得到大規模應用。因此,將帶動 MOCVD 設備及零部件行業發展,提高行業內企業的持續盈利能力。

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