半导体产业链各个环节国产化程度总结(万字深度)

   2023-05-08 360
核心提示:技术基本达到国际一流水平,产量不能满足国内需求:硅片(上海硅业,中环股份,里昂微),电子级多晶硅(黄河水电、新华半导体)、单晶炉(北方华创、联成数控、晶盛机电),光刻胶原料的光引发剂(强新材料,长效新材料),抛光液(安吉科技,鼎龙),以磨粒。

半导体材料:

晶圆制造材料中,硅片占比最高,占35%;电子气位居第二,占比13%;掩模板排名第三,占比12%,光刻胶占比6%;光刻胶支撑材料占8%;湿电子化学品占7%;CMP抛光材料占6%;靶材占2%。

在包装材料中,包装基材占比最高,占48%;引线框架、键合线、封装材料、陶瓷基板和芯片键合材料分列第二至第六位,分别占15%、15%、10%、6%和3%。

半导体硅片:

信越化学、SUMCO、Siltronic、Universal Wafer和SKSiltron这五家全球前五大半导体晶圆公司,占据了全球半导体晶圆行业销售额的89.45%,它们都来自中国台湾省。

目前,12英寸硅片是世界上主要的半导体晶片。2022Q1全球8英寸硅片出货量约600万片/月,2022 Q1 12英寸硅片出货量接近800万片/月。

国内现有产能:8英寸200万片/月,12英寸90万片/月。

8寸国产化率33%,12寸国产化率10%。

主营公司:上海硅业(8寸产能45万片/月,12寸产能30万片/月)

中环股份(8寸产能75万片/月,12寸产能17万片/月)

Leon Micro (8英寸产能27万片/月,12英寸产能18万片/月)

半导体硅片上游:原材料和设备

设备:

晶体生长设备占25%,日本Ferrotec占80%以上。

国内公司:北方华创、联成数控、晶盛机电的12寸单晶炉与国际水平还有差距。

原材料:

电子级多晶硅主要依赖进口,关键技术掌握在以德国、日本、美国为首的企业手中。

国内公司:黄河水电(3300吨/年,占国内市场20%)和新华半导体(年产5000吨);GCL能源和TCL科技在22年内布局了1万吨电子级多晶硅的产能。预计2023年第三季度投产,2024年第三季度达产。

电子特种气体:

几十种气体,全球市场主要由四家公司占据:美国空气化学空气产品公司、德国林德公司、法国AirLiquide公司和日本太阳物理公司。

我国只能生产20%左右的品种,主要集中在集成电路的清洗、刻蚀、光刻等工艺中,只有掺杂、沉积等工艺中的少数品种特种气体取得了突破。

国内公司:公司太多,竞争格局分散。

金鸿燃气、瓦尔特燃气、帕瑞特燃气、昊华科技、南大光电、绿岭公司、雅克科技、科美特燃气、河源燃气、巨化股份、郑凡科技。

电子气上游:原材料、设备和容器

气体原料(如氟化物、硅烷)和化工原料(液氧、液氮等。)是生产电子专用气的主要原料。气体设备主要包括分离、净化、压力检测等设备。目前,空分设备和基础化工原料供需总体平稳。

光刻胶:

分为G线光刻胶(436nm)、I线光刻胶(365nm)、KrF光刻胶(248nm)、ArF光刻胶(193nm)、EUV光刻胶(13.5nm)等。

日本合成橡胶(JSR)、东京华英(Tok)、杜邦、信越化学和富士电子的市场份额分别为28%、21%、15%、13%和10%。内资企业在低端g/i线光刻胶产品上有所突破,自产6英寸硅片约占20%。

到2021年初,北京柯华(通成新材)可以量产g/i线光刻胶和KrF光刻胶,景瑞电料可以量产g/i线光刻胶。

光刻胶原材料:

比例从大到小依次是溶剂(50%-90%)、树脂(10%-40%)、光引发剂(1%-6%)和添加剂。

溶剂:

主要是PGMEA(丙二醇甲醚醋酸酯,简称PMA),大陆自给率较高,产能约占全球产量的35%。生产企业包括百川、贾瑞化工、亿达化工、华伦、达内国际等。

树脂:

日本和美国公司目前占据主要市场。国内,圣泉集团、通程新材、李强新材逐步布局。

单体:

微芯新材、徐州博康、万润、瑞联新材具备量产能力。

光引发剂:

被德国巴斯夫垄断,国内强大的新材料,持久的新材料都可以量产。李强新材料是国内少数几家专业生产光刻胶原料的企业,拥有半导体光引发剂、LCD光引发剂和PCB光引发剂,2020年产能将分别达到80t/a、100t/a和1400t/a。

掩模板:

日本的凸版印刷,日本的印刷,美国的Photronics占了80%以上的市场份额。国内掩模厂商的技术能力主要集中在芯片封测用掩模和100nm以上节点晶圆制造用掩模,与国际领先企业差距明显。国内公司:清逸光电(8.5代以下)。

光掩模的原材料:

掩模基板占直接材料的90%以上。

光掩模的上游原料厂商主要集中在日韩,主要被信越化学、尼康、曹东、KTG和韩国的SamsungCT垄断。

应时掩膜基板国内公司:飞利浦。

CMP抛光液:

全球主流供应商为卡博特、日立、富士米、Versum,垄断了全球近65%的市场份额。

安吉科技,国内代表性企业,占国内市场13%。除了安吉科技,目前国内晶圆厂的需求主要依赖进口。

目前,安吉科技在130-28nm技术节点已实现化学机械抛光液的规模化销售,14nm技术节点的产品已进入客户认证阶段,10-7nm技术节点的产品正在研发中,年产1.6万吨。

鼎龙股份年产量5000吨,原料自主可控。

抛光液的原料:

磨粒约占抛光液原料成本的50%-70%。二氧化硅磨粒是目前市场上应用最广泛的产品,核心技术被日产化学、阿克苏诺贝尔公司等海外巨头垄断。

国内企业上海希南纳具备ic抛光液磨粒生产能力,IC硅溶胶生产能力6300吨。目前,鼎龙股份已实现超纯硅溶胶、硅酸钠硅溶胶、氧化铝的自主制备。

安吉科技磨料主要来自日本厂商。

CMP抛光垫:

陶氏化学占据全球抛光垫市场79%的份额。

根据SMIC和其他公司的公告,中国12英寸硅片需要的抛光垫数量约为40万个。目前,鼎龙股份在国内发展迅速,月产量约2万件/月,市场占有率约50%。

抛光垫上游的原材料:

高品质的聚氨酯是生产抛光垫的技术难点,抛光垫厂家通常外包聚氨酯弹性体原料。

湿电子化学品:

目前,欧美传统老牌企业的市场份额约为31%,日本企业约为29%,韩国、中国大陆和中国台湾省的市场份额总和约为39%。

2020年,集成电路工艺用电子湿化学品整体国产化率为23%,8英寸及以上晶圆制造用电子湿化学品国产化率低于20%。国内企业的产品供应将主要集中在6英寸及以下的晶圆制造和封装。中国大陆的市场集中度较低。湿电子化学品生产企业40余家,规模企业30余家。每个公司的产量都很小。

国内湿电子化学品生产企业主要有三类:(1)湿电子化学品专业供应商,产品丰富,毛利率高,主要企业以姜华位、格林达为代表;(2)电子材料平台型企业,以泛半导体业务为主营业务和客户优势,主要代表企业包括景瑞电材、飞凯材料等;(3)大型化工企业湿电子化学品种类较少,具有产业链协同优势和原料成本优势。主要代表企业有巨化股份和华斌股份。

目标:

美国的日清金属公司、曹东公司、霍尼韦尔公司和普莱克斯公司,四大国际靶材制造巨头,占据了全球半导体芯片靶材市场的90%左右。

铜、铝、钛等中国半导体标的实现定点突破。江丰电子(铝靶、钛靶、钽靶)和新研材料(铜靶、钴靶)是我国半导体用溅射靶材的龙头企业。

江峰电子现有产能:

目前拥有半导体或平板显示用高纯铝靶材36920个,高纯钛靶材11895个,高纯铜靶材1000个,高纯钨靶材500个,高纯钴靶材1000个,高纯钽靶材4614个。

研究新材料现有生产能力:目前拥有约2万吨半导体生产能力。

目标原材料:

目前我国溅射靶材的高纯金属原料大部分从日本和美国进口,但也有企业更换了部分金属提纯。

封装基板:

封装基板可以分为三个等级。入门级产品包括CSP和PBGA,用于芯片组、DRAM和Flash产品;通用类包括通用FCCSP和FCBGA(非CPU类),可用于通信芯片组和SiP封装模块;高端类包括复杂的FCBGA(CPU类)产品,可用于CPU、GPU等产品。

目前,全球封装基板制造商主要分布在日本、韩国和中国台湾省。深南电路和兴森科技是国内可以量产存储封装基板的厂商,制造能力可以达到一般封装基板的水平。

包装基材上游的原材料:

在基板的成本构成中,覆铜板占比最高,约占35%。BT树脂(主要由日本三菱瓦斯和日立化学工业提供)和ABF树脂(主要由日本风味香精提供)。

引线框架:

来自日本和中国台湾省的制造商占主导地位,中国的蚀刻引线框架主要从日本和韩国进口,自给率低。

康强电子蚀刻引线框架月产能300万只,引线框架年产能1700亿只。

引线框架上游原材料:

铜带占46%,化工材料占27%,银占引线框架上游原材料成本的2%,而铜带是最主要的引线框架上游原材料。

强度大于600MPa,硬度HV大于130,电导率(IACS)大于80%,可以认为是理想的引线框架材料。

宝威合金、宁波兴业等国内厂商已经实现了C19400、C70250品牌的量产能力。在高端Cu-Cr-Zr系列(铬、锆、铜)方面,博威合金已拥有博威18150/18160/19010/19005产品。

焊线:

主要被德系、韩系、日系厂商占据,本土厂商产品比较单一或者低端。

中国制造商伊诺电子是当地产能最大的制造商,占11%。万盛合金、达波有色、明丰科技分别占6%、5%、2%。此外,康强电子(年产1900kg键合丝和焊线)在键合丝和键合铜线上也有布局。

陶瓷基板:

AMB工艺陶瓷基板具有更好的热性能、更高的可靠性,市场增长迅速,逐渐成为主流。

目前AMB陶瓷基板仍以进口为主,AMB陶瓷基板国内产能相对较少。国外主要厂商有好时、日本Ferrotec、日本DOWA、日本NGK、日本京瓷、罗杰斯,国内厂商AMB产能较大,如富劳华(日本Ferrotec控股)、博敏电子、威斯特伐尔。

博敏电子AMB陶瓷内胆目前拥有8万片/月的产能,在国内处于前列。随着设备的不断投入以及与相关客户合作扩产,预计2023年产能将达到15-20万张/月。

芯片粘合材料:

中国半导体芯片键合材料的主要供应商也主要是德国和日本厂商。

德邦科技的固晶导电胶等固晶材料产品,覆盖MOS、QFN、QFP、BGA、存储器,通过了同福微电子、华天科技、长电科技等国内多家知名集成电路封装测试企业的验证测试,实现批量供货。国内供应商也有长春顾雍实现产品供应。

半导体设备:

半导体设备分为正面制造设备和背面封测设备。其中,前者设备主要包括光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、清洗设备、机械抛光设备和扩散设备。后面的测试设备主要有分选机、测试仪、划片机、贴片机等。从市场规模来看,前者的晶圆制造设备市场规模占整个设备市场规模的80%以上。

掩模对准器:

光刻机根据光源波长可分为可见光(g线)、紫外光(I线)、深紫外光(KrF、ArF)和极紫外(EUV)。目前最先进的3nm工艺只有EUV光刻机才能实现。

目前全球光刻机市场几乎被ASML、尼康、佳能三家厂商垄断,其中ASML一家独大。2021年ASML占比65%,出货量达到309台(全球约500台)。EUV光刻机单价超过1亿欧元,全球只有ASML有售。

目前国内有光刻机生产能力的企业主要是上海微电子设备有限公司,有SSX600和SSB500两个系列。其中,SSX600系列主要用于IC前道光刻工艺,可满足IC前道制造90nm、110nm、280nm关键层和非关键层的光刻工艺要求。SSB500系列光刻机主要用于集成电路的先进封装技术。

蚀刻设备:

刻蚀设备分为湿法刻蚀和干法刻蚀,但湿法刻蚀由于刻蚀精度低,逐渐被干法刻蚀取代,用在一些工艺要求不太精密的芯片上。

蚀刻设备主要以美国潘麟半导体、日本东京电子和美国应用材料为主,2020年总市场份额接近90%。目前国内蚀刻设备供应商有中威公司和北方华创两家,20年国产化率在20%左右。

国内蚀刻龙头企业部分技术达到国际一流水平。在目前广泛使用的高密度等离子刻蚀设备中,中威公司的ICP和CCP刻蚀设备的刻蚀效果与林凡集团的DRIE刻蚀设备相当。同时,中威公司的介质刻蚀已经进入TSMC 7nm/5nm生产线,是国内唯一进入TSMC生产线的刻蚀设备制造商。北方华创拥有28nm以上工艺的量产刻蚀设备,同时突破了14nm技术,进入SMIC 14nm生产线验证阶段。

薄膜沉积设备:

在世界范围内,CVD设备占比最高,2020年占比64%,溅射PVD设备占比21%。在CVD设备中,PECVD是主流设备类型,占2020年CVD设备的53%,其次是ALD设备,占20%。

全球薄膜沉积设备市场被应用材料(AMAT)、LamResearch、TEL、ASM等国际巨头垄断。

国内从事CVD设备研发和销售的公司主要有北方华创、中威公司、拓晶科技。北方华创主要开发PVD、LPCVD和APCVD设备,中威公司主要开发MOCVD设备。拓晶科技主要包括PECVD、ALD和SACVD设备。

拓晶科技的产品已适配国内最先进的28/14nm逻辑芯片、19/17nmDRAM芯片和64/128层3DNANDFLASH晶圆制造生产线、2.5D和3D高级封装等泛半导体领域。

拓晶科技PECVD设备年产量50台,其他设备平均年产量2台。

薄膜沉积设备国产化率估计只有5.5%(按设备数量)。自2020年1月1日起,国内部分主要晶圆生产线对薄膜沉积设备进行招标。1060薄膜沉积设备(仅限PVD和CVD设备)已有6家厂商招标,国内有58家厂商中标,其中拓晶科技中标40家(主要是PECVD设备),占国内市场的3.8%。北方华创中标18台(主要是PVD设备),占国内市场的1.7%。

薄膜沉积设备的主要原材料依赖进口。

清洁设备:

清洗设备可分为单片清洗设备、槽式清洗设备、批量旋转喷淋清洗设备和洗涤器。

整体式清洗设备是目前市场上的绝对主流。随着集成电路特征尺寸的进一步缩小,单片清洗设备将在40nm以下工艺中得到更广泛的应用,其未来比例有望逐步提高。

全球半导体清洗设备行业的龙头企业有迪恩斯(日本)、东京电子(TEL)、韩国SEMES、Ram Research等。迪恩斯占2020年全球半导体清洗设备市场份额的45.1%,东京电子、SEMES和Ram Research分别约占25.3%、14.8%和12.5%。

国内清洗设备领域主要有梅生半导体(年产40台)、北方华创、鑫源微纯科技。其中,梅生半导体的主要产品是集成电路领域的单片清洗设备和单片槽组合清洗设备;北方华创收购美国半导体设备制造商AkrionSystemsLLC后,主要产品为单片和槽清洗设备。芯源微产品主要用于集成电路制造领域的单片刷片领域;知春科技拥有生产8-12寸高档单晶片湿法清洗设备和槽式湿法清洗设备的相关技术。

中国国际招标网信息显示,从2019-2021年中国主流晶圆厂清洗设备招标份额来看,中国半导体清洗设备国产化率一直维持在10%~20%。

清洁设备上游的原材料:

主要包括气路、物料输送、机械、电气等。

梅生上海原材料供应商风险:

ProductSystems,Inc .是兆频超声波发生器的唯一供应商,该发生器是该公司整体式清洗设备的关键部件。NINEBELL是公司单片清洗设备输送系统中机械臂的主要供应商;Advanced Delctric有限公司是该公司整体式清洗设备中阀门的主要供应商。

离子注入设备:

国内离子注入机基本被应用材料、Axcelis和日本住友垄断。在部分12英寸晶圆生产线上,只有叶晚企业旗下的凯仕通和中科信(年产30片)获得工艺验证并通过验收。

涂胶和显影设备:

在国内市场,东京电子占据国内91%的市场份额,DNS占据5%的市场份额,仅鑫源微占据国内4%的市场份额。

新源威(2011年219台)(28nm)是目前国内唯一的前涂显影设备供应商,产品可覆盖PI、Barc、SOC、SOD、I-line、KrF、ArF等工艺,ArFi(浸入式ArF)工艺设备也在研发验证中。目前国内没有EUV光刻设备,EUV涂布显影设备暂时没有需求。

脱脂设备:

唐毅半导体(20年产量153台)市场占有率全球第一,可用于90nm-5nm逻辑芯片、1y-2x纳米系列DRAM芯片、32-128层3D闪存芯片制造中几个关键步骤的大规模量产。

唐毅半导体的风险:90%以上的原材料是进口的。

CMP抛光设备:

美国应用材料公司和日本荏原公司的市场份额超过90%。

国内CMP设备的主要R&D和生产单位为华海清科(28nm,21年12寸产能87套,8寸产能6套)和北京硕科经纬电子设备有限公司,其中华海清科是国内12寸和8寸CMP设备的主要供应商,也是国内唯一实现12寸CMP设备量产销售的半导体设备供应商。

测试设备:

广义来说,按照测试环节,可以分为前测设备和后测设备。

前轨道检测设备:

前者测量设备进一步细分为测量设备、缺陷检测设备和过程控制软件,其中缺陷检测设备约占55%,测量设备占34%,过程控制软件占11%。

进一步按产品细分,膜厚测量占12%,OCD-SEM测量占10%,CD-SEM占11%,套刻误差测量占9%;在缺陷检测中,32%是图案化晶片检测,5%是未图案化晶片检测,12%是电子束检测,6%是宏观缺陷检测。

在前端检测设备领域,科雷占有52%的份额,应用材料和日立高科分别占12%和11%。CR3总份额接近80%,市场集中度高,国内企业市场份额不足1%。

国内这方面的公司有上海瑞丽、上海晶策电子、中科飞策。目前,上海瑞丽的薄膜测量设备已成功进入三星、长江存储生产线;中科飞标的晶圆表面颗粒检测仪成功进入SMIC生产线,智能视觉检测系统成功进入长江存储生产线,椭偏仪进入兰斯micro生产线。上海精密测量电子的膜厚测量设备(2012年1-9月产量295台检测设备)已小批量生产成功,进入长江存储生产线。OCD测量设备已订购并交付,首台半导体电子束检测设备eViewTM自动晶圆缺陷审查设备已正式交付国内客户。

测试后设备:

包括三种类型:测试仪、分拣机和探针台。测试仪负责测试性能,后两者主要实现被测晶圆/芯片与测试仪功能模块的连接。

测试机占比最大,达到近70%,分拣机和探针台分别占17%和15%。

测试仪:

测试仪可分为模拟/混合测试仪、SoC测试仪和内存测试仪。

SoC和存储测试仪是最难的,在全球和国内市场约占70%。

在国内半导体测试机市场,埃德温、特雷达、科秀也占据近84%的市场份额,国内厂商华丰测控(21年产量1975台)、长传科技分别占8%和5%。

2020年,华风TT&C/长传科技将占国内模拟试验机的49.88%/24.08%,将超过总市场份额的70%。存储和soc器件正在突破。

分拣机:

分为重力、平移、转塔、测编机。平移和炮塔占比最高。

主要企业仍然是科秀、爱德万、台湾省金红和长传科技。根据VLSIResearch和Semi的数据,科秀占比最高,为21%,Xcerra(被科秀收购)占比16%,国内企业长传科技占比2%。

从2016-2021年中国封装测试龙头企业长电科技和华天科技的招标结果来看,中国隔板市场国产化率很高。市场份额3/4的前五家公司中,只有金红科技来自中国台湾省,其他四家公司均为大陆厂商,其中长传科技排名第一,整体国产化水平为65%。

探针站:

Probe station的全球市场主要被两家龙头企业垄断,其中ACCRETECH占46%,TEL占27%,其余为台湾省王思、台湾省汇特和深硅电力。

深圳硅电是国内产品覆盖最广的晶圆探针台设备制造商(21年产量3701台)。产品类型从手动探针台到自动探针台,尺寸从4英寸到12英寸不等。其应用领域包括集成电路和分立器件的晶圆测试,步进精度为1.3微米(世界最高为0.8微米)。该公司的探针台(2011年产量为1113台)已达到国际同类设备水平。适用于4-6英寸PD、APD、LED等光电芯片的自动测试,具有无损清针、滤光片自动切换等自主研发的技术。

包装设备:

传统封装设备按工艺流程主要分为晶圆减薄机、划片机、贴片机、引线键合机、塑封机、切筋成型机。

晶片减薄机:

国外以日本DISCO、东京精密公司、以色列ADT公司(已被广利科技旗下的先进微电子公司收购)为主。

北京中电科电子设备有限公司成功推出自主研发的8/12英寸自动晶圆减薄机产业化型号。目前,已有20多种不同类型的设备用于集成电路材料加工、芯片制造、先进封装等工艺工段的量产,产品良率和生产效率达到日本进口同类机型水平。在第三代半导体材料加工领域,成功完成SiC材料减薄工艺验证,形成多个设备订单。预计2022年间伐设备合同额将达到1.2亿元,2023年全部系列产品产值将超过2亿元。

切片机:

目前日本企业垄断了全球90%以上的划片机市场,其中Disco约占70%的市场份额,其次是东京精密,划片机国产化率极低,只有5%左右。全球第三大划片机厂商以色列ADT已被国内广利科技收购,国内市场份额不足5%。

2017年,广利收购英国LPB公司70%股权,2020年进一步收购LPB公司30%股权。是业内仅有的两家(另一家是世界领先的半导体划片机公司DISCO)同时拥有划片机设备和高精度气浮主轴的公司,综合竞争优势突出。

21年,广利科技已具备300台划片机和1000台空气锭子的生产能力。

芯片焊接机:

信义昌(20年总产量3000台)在中国固晶机市场占有率超过70%,客户渗透率超过90%。

2020年,信义昌零件驱动器、导轨、电机、运动控制卡、高精度读数头、电磁阀的自产率分别为69.48%、15.30%、21.39%、24.17%、87.40%、11.08%,镜头全部采购。前五大供应商是国内公司。

引线键合(引线键合)机:

根据焊接原理的不同,可分为热压粘接、超声波粘接和热超声波粘接三种。热压键合和热超声键合的焊接材料是金丝和铜丝,而超声键合的主要焊接材料是铝丝。铝引线键合机更适用于功率器件,金铜引线键合机更多用于IC领域。

2021年,引线键合设备国产化率仅为3%。2021年,中国进口了31134台引线键合机,国内对铝引线键合机的需求约为3600台。

大陆企业信义昌、大足封测、深圳崔涛布局焊机。

大族封测(21年3000台):主流产品核心性能与国际领先企业基本持平。

奥特威:铝丝键合机技术对标国外一线。

信义昌(收购深圳凯久):K940至56焊机,金丝球焊机的代表机型,占据光通信行业80%以上的市场份额。

塑料封口机:

TOWA每年销量在200套左右,山田在50套左右,BESI在50套左右,ASM在50套左右,文怡科技和耐克设备每年在20套左右。

文怡科技半导体设备的大部分关键部件依赖进口。

目前耐克设备的塑封设备可以实现大部分的塑封形式,但还无法实现树脂底充封装、圆片级封装、模压成型的板级封装等高级封装。

钢筋切割成型设备:

钢筋自动切割成型设备领域主要企业有日本山田、荷兰菲科、耐克设备、文怡科技、东莞程朗微电子设备有限公司、苏州骏华精密机械有限公司、上海浦北自动化科技有限公司、深圳童瑶科技有限公司、深圳尚明精密模具有限公司、深圳华龙精密有限公司..

目前国内钢筋自动切割成型设备的技术已经基本满足了大部分包装和检测厂家的要求。产品处于相对成熟的发展阶段,国内设备市场处于自由竞争阶段。国产品牌之间没有明显的竞争优势或劣势,但设备稳定性与日本山田、荷兰FICO为代表的世界知名品牌相比仍有一定差距。

电阻设备原材料的风险:

目前公司半导体封装设备使用的PM23钢和PM60钢主要从瑞典模具钢供应商处采购,也可从德国和日本采购,但国内没有替代供应商,因此对该类原材料有很大的进口依赖。

半导体设备零件:

根据设备中各部分的功能不同,大致可以分为机械加工部分、物料输送、电气、真空、气液输送、光学、热管理等。

根据核心研究和2020年中国晶圆厂商采购的8-12英寸晶圆设备零件的产品结构,应时产品(11%)、射频发生器(10%)、泵(10%)、阀门(9%)、静电卡盘(9%)和喷头(8%)被广泛应用于各种零件。

目前,只有应时产品,喷头,边缘环组件等。有10%以上的国产化率,其他零部件国产化率较低,尤其是阀门、仪表、密封圈等。这些国家几乎完全依赖进口。根据国内主流代工厂的数据,目前全年日常运营使用的备件(包括维修更换和无效更换件)有2000多种,但国内份额只有8%左右,美国和日本份额分别为59.7%和26.7%。

应时制造:

目前,高端应时玻璃市场主要由好时、迈图、曹东、昆西等海外巨头主导,好时、迈图、曹东占据全球60%以上的市场份额。目前国内厂商的供应量占10%左右。

只有菲利普和应时(应时材料)在中国通过了国际半导体设备制造商的认证。

射频电源:

全球射频电源市场高度集中,呈现寡头竞争趋势。两大供应商MKSInstrument和AdvancedEnergy来自美国。

英杰电气成为微半导体MOCVD设备电源的稳定供应商,实现进口替代,与进口产品相比仍具有明显的价格优势。除了MOCVD设备用电源,其他一些电源公司的技术已经接近国外厂商,具有替代的可能性,客户已经开始试用(比如蚀刻机用射频电源)。

真空水银:

光伏真空泵已经国产化:目前汉中精机在光伏真空泵市场占据70%+

半导体真空泵由国外厂商主导:海外厂商占据95%的市场份额,主要由Atlas(瑞典)和Pfeiffer(德国)占据,而国内厂商的市场份额不足5%。目前,汉中精机已在UMC、发电等方面取得突破。,且未来国内替代空间较大。

阀门:

主要被美国世伟洛克、美国派克、日本富士金、日本KIZT、瑞士VAT等海外企业垄断。其中,美国和日本企业在中国的市场份额较高,2021年全球前五的营收份额约为68.61%。

国内半导体阀门制造商主要有莱辛蔡颖和晶盛机电。莱辛蔡颖已能在半导体阀门中替代海外零部件,下游客户包括国内外知名半导体设备制造商,并与长江存储、合富长信等制造企业在高端真空阀等产品上有深入合作。

静电吸盘:

全球静电吸盘市场高度垄断,由日本和美国企业主导,包括美国企业AppliedMaterials和LAM等原始设备制造商的独立生产,以及日本企业Shinko、TOTO和NTK等第三方供应商,市场集中度较高。国内主要厂商有广东海拓创新、北京华卓精科公司等。

华卓精科研发的12小时PVD氮化铝静电吸盘(20年4套),一定程度上打破了国外厂商在该产品领域的长期垄断。华卓精科已将静电吸盘技术应用于产品生产,并形成小批量生产。

与国际领先竞争对手相比,华卓精科的静电吸盘产品种类较少,仍难以覆盖所有应用领域的需求。

静电吸盘的上游原料是氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷。市场集中度比较高,多在日本和美国。

流量计:

叶晚企业是CompartSystems的最大股东,compart systems是气体输送系统领域精密部件的领先供应商。通过联合收购获得compart systems 33.31%的股权,成为第一大股东。CompartSystems是世界上为数不多的能够完成气体输送系统领域所有零件精密加工并提供流量控制解决方案的公司。

金属机械零件:

富创精密:

国内半导体设备精密零部件龙头企业,包括工艺件、结构件、模块产品和气体管道,是国内少有的能够提供符合国际主流客户标准的精密零部件产品的供应商,3%的零部件符合7nm工艺。

金属工艺件(2011年19000件)、金属结构件(2011年50000件)、模块产品(2011年6000件)、燃气管道产品(2011年11000件)。

富创精密的最大客户“客户A”总部位于美国,公司对客户A的直接和间接销售额占各期营业收入的50%以上。

用于蚀刻的硅部件:

蚀刻用硅片行业主要由韩国和日本企业垄断,占70-80%的市场份额。

沈工股份的产品(独立于上游单晶硅材料)可以覆盖其大部分硅件规格,并获得了国内多家12英寸集成电路厂商的样品提交和评估机会,获得了小批量订单。

硅研21年产能350吨。

操纵器:

全球半导体机械手市场主要由美国和日本制造商主导。日本是最大的半导体机械手生产地区,约占60%的市场份额,美国占20%的市场份额。中国的市场份额很小。目前本土企业以宋新机器人为主(最近两年净利润和现金流为负,毛利率从17年前的30%以上下降到现在的10%以下,存货40亿,占总资产的35%)。

掩模对准器零件:

主要面向美国、德国、日本、中国台湾省,美国厂商数量最多,其中核心部件为光源和透镜。镜头供应商为德国蔡司,光源供应商为美国Cymer(被ASML收购)和日本Gigaphoton,其中EUV光刻机光源由Cymer独家供应。

光刻机双工作台:

核心部件之一的光刻机,目前国内已经攻克,水平接近ASML。目前,华卓精密工业有限公司的双台主要用于65 nm到28 nm浸没式掩模版光刻机的研发,1.7 nm华卓精密工业有限公司结合28 nm浸没式掩模版光刻机理论上可以通过多次曝光实现7 nm芯片的制造。

光源:

光源的波长决定了光刻机的技术性能。光刻机需要体积小、功率高、稳定性好的光源。例如EUV光刻机中使用的波长为13.5nm的极紫外光,其光学系统极其复杂。

主流的193nm(ArF)光源(DUV光源)已经被攻克,最先进的13.5nmEUV光源正在努力进攻。

公司:傅晶科技、易科宏源、毛莱光学(IPO)。

光学透镜(物镜系统):

长春郭克精密已经可以生产90纳米紫外光刻机镜头,可以用在合肥鑫硕200纳米光刻机上。长春光机所研制的32nmEUV光刻曝光装置已验收。

高端光学材料如欧普光电的ASML K9光学玻璃和人造萤石(CaF2)(物镜的原材料)供应给荷兰掩模版透镜系统的光学元件供应商Schott Zeiss。

基本完成国内替代:

光刻胶原料用溶剂(百川股份),

光刻胶原料单体(万润、瑞联新材),

脱脂设备(唐毅半导体),

分拣机(长传科技),

水晶粘片机(信义昌),

钢筋切割成型设备(文怡科技、耐克设备)、

流量计(叶晚企业),

金属机械零件(富创精密),

光刻机双工件台(华卓精科)。

技术基本达到国际一流水平,产量不能满足国内需求:

硅片(上海硅业,中环股份,里昂微),

电子级多晶硅(黄河水电、新华半导体)、

单晶炉(北方华创、联成数控、晶盛机电),

光刻胶原料的光引发剂(强新材料,长效新材料),

抛光液(安吉科技,鼎龙),

以磨粒为原料的抛光液(鼎龙)、

抛光垫(鼎龙),

引线框架(康强电子),

引线框架原材料高端合金(韦伯合金)、

陶瓷基板(博敏电子),

芯片粘接材料(德邦技术),

蚀刻设备(中威公司,北方华创),

薄膜沉积设备(北方华创、中威公司、拓晶科技),

清洁设备(梅生上海、北方华创、鑫源微、知春科技)、

抛光设备(华海清科),

前通道检测设备(精密电子设备),

试验机(华丰测控,长传科技),

探针站(深圳硅电),

晶片减薄机、划片机(光功率技术)、

引线键合机(信义昌,汉家封测,Otway),

产品有(菲利普华)、

射频电源(英杰电气),

真空水银(汉中精机),

阀门(新莱英材料),

用于蚀刻的硅部件(沈工),

光学镜片原料光学玻璃(欧普光电)。

只能替代部分或低端产品,技术与国外有一定差距:

电子特种气体(金宏气体、沃尔特气体、佩雷特气体等。),

光刻胶(通成新材、景瑞电料)、

光刻胶原料树脂(圣泉集团、通成新材、李强新材)、

光掩膜版(清逸光电),

湿电子化学品(姜华位、格林达)、

标的(江丰电子,友研新材),高纯金属为原料,

封装基板(深南电路,兴森科技),

焊线(康强电子),

掩模对准器(上海微电子),

离子注入设备(叶晚企业),

涂胶显影设备(芯源微),

塑料包装机(文怡科技,耐克设备)、

静电吸盘(华卓精科),

掩模对准器部件光源(傅晶技术),

掩模对准器备件光学镜头(国家科学精密)。

几乎依赖外国:

封装基板的原材料包括BT树脂和ABF树脂,薄膜沉积设备的主要原材料,清洗设备的兆频超声波发生器,机械臂,封装设备的原材料,PM23钢和PM60钢。

 
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