半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)研究報(bào)告
來(lái)源: 聚展網(wǎng)
2024-04-05 07:15:25
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陶瓷資訊
一、半導(dǎo)體設(shè)備碳化 硅(SiC)零部件行業(yè)的相關(guān)基本概念 (一)半導(dǎo)體設(shè)備零部件行業(yè)的基本概況 半導(dǎo)體行業(yè)遵循“一代技術(shù)、一代工藝、一代設(shè)備”的產(chǎn)業(yè)規(guī)律, 半導(dǎo)體設(shè)備 的升級(jí)迭代很大程度上有賴于其 零部件 的技術(shù)突破。精密零部件不僅是半導(dǎo)體設(shè)備制造環(huán)節(jié)中難度較大、技術(shù)含量較高的環(huán)節(jié)之一,也是我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展較薄弱的環(huán)節(jié)之一。半導(dǎo)體設(shè)備零部件處于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游位置,下游包括半導(dǎo)體設(shè)備廠商和晶圓廠商。半導(dǎo)體設(shè)備廠商在設(shè)備生產(chǎn)階段需要采購(gòu)各種通用、定制化零部件,安裝、調(diào)試后對(duì)外銷售;而晶圓廠商采購(gòu)的零部件通常為使用壽命較短的零部件、備件,用于生產(chǎn)線上持續(xù)使用的設(shè)備的定期更換。 根據(jù)中銀證券研究報(bào)告,參考半導(dǎo)體設(shè)備上市公司的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù),半導(dǎo)體設(shè)備零部件及原材料的采購(gòu)成本占半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)營(yíng)業(yè)成本的 80%-90% ,且半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)的毛利率普遍在 40%-60% 之間,即營(yíng)業(yè)成本占營(yíng)業(yè)收入的比重平均在50%左右,因此半導(dǎo)體設(shè)備零部件及其他原材料市場(chǎng)規(guī)模相當(dāng)于全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模的40%-45%范圍內(nèi),其中半導(dǎo)體零部件占據(jù)大部分。據(jù)SEMI 預(yù)計(jì)2022 年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 1,175 億美元 ,由此推測(cè)全球半導(dǎo)體零部件的市場(chǎng)規(guī)模估計(jì) 400 億美元 左右。半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場(chǎng)空間廣闊。 半導(dǎo)體設(shè)備零部件種類繁多,不同零部件功能和技術(shù)難點(diǎn)差異較大,整體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散,但主要細(xì)分市場(chǎng)內(nèi)部集中度極高,主要被美日歐等海外廠商占據(jù),各細(xì)分領(lǐng)域龍頭供應(yīng)商大多是專長(zhǎng)于單一或少數(shù)品類。 按照主要材料不同,半導(dǎo)體設(shè)備零部件可以分為 硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬件、石墨件、塑料件 等。其中,碳化硅件和石墨件,目前國(guó)產(chǎn)化率較低。 (二)半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件的基本概況 碳化硅(SiC) 作為重要的高端精密半導(dǎo)體材料,由于具有良好的耐高溫、耐腐蝕性、耐磨性、高溫力學(xué)性、抗氧化性等特性,在半導(dǎo)體、核能、國(guó)防及空間技術(shù)等高科技領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 碳化硅零部件 ,即以碳化硅及其復(fù)合材料為主要材料的設(shè)備零部件,被廣泛應(yīng)用于外延生長(zhǎng)、等離子體刻蝕、快速熱處理、薄膜沉積、氧化/擴(kuò)散、離子注入等主要半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)的設(shè)備中。 根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)不同,碳化硅主要分為 六方或 菱面體 的α-SiC 和立方體的β-SiC 等。其中, 志橙半導(dǎo)體的 碳化硅涂層石墨零部件及實(shí)體碳化硅零部件產(chǎn)品均屬于 CVD 法制備的β-SiC 產(chǎn)品。 根據(jù)制造工藝不同,碳化硅零部件可分為 化學(xué)氣相沉積碳化硅(CVD SiC)、反應(yīng)燒結(jié)碳化硅、重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅、常壓燒結(jié)碳化硅、熱壓燒結(jié)碳化硅、熱等靜壓燒結(jié)碳化硅 等。其中,志橙半導(dǎo)體生產(chǎn)銷售的碳化硅涂層石墨零部件產(chǎn)品及研發(fā)的實(shí)體碳化硅零部件均為采用化學(xué)氣相沉積法制作的 CVD 碳化硅產(chǎn)品,目前正在研發(fā)的燒結(jié)碳化硅零部件為反應(yīng)燒結(jié)及重結(jié)晶燒結(jié)碳化硅產(chǎn)品。 各類工藝制備的碳化硅與其他材料參數(shù)差異如下表所示: 注1:純度指對(duì)物質(zhì)所含雜質(zhì)(元素、化合物或本身同系物)多寡的量度。 注2:密度指對(duì)特定體積內(nèi)的質(zhì)量的度量。 注3:孔隙率指塊狀材料中孔隙體積與材料在自然狀態(tài)下總體積的百分比。 注4:熱傳導(dǎo)率指對(duì)物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度,是指當(dāng)溫度垂直向下梯度為1℃/m 時(shí),單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位水平截面積所傳遞的熱量。 注5:彎曲強(qiáng)度是指材料在彎曲負(fù)荷作用下破裂或達(dá)到規(guī)定彎矩時(shí)能承受的最大應(yīng)力。 注6:彈性模數(shù)指材料彈性應(yīng)變?yōu)? 時(shí)的彈性應(yīng)力。 注7:熱膨脹系數(shù)(線)指量度固體材料熱膨脹程度的物理量,是單位長(zhǎng)度的物體,溫度升高一定溫度時(shí),其長(zhǎng)度的相對(duì)變化量。 可以看出相比其他材料部件,碳化硅材料零部件具備密度高、熱傳導(dǎo)率高、彎曲強(qiáng)度大、彈性模數(shù)大等特性,能夠適應(yīng)晶圓外延、刻蝕等制造環(huán)節(jié)的強(qiáng)腐蝕性、超高溫的惡劣反應(yīng)環(huán)境,因此廣泛應(yīng)用于外延生長(zhǎng)設(shè)備、刻蝕設(shè)備、氧化/擴(kuò)散/退火設(shè)備等主要半導(dǎo)體設(shè)備。 化學(xué)氣相沉積(CVD) 是一種用于生產(chǎn)高純度固體材料的真空沉積工藝,該工藝經(jīng)常被半導(dǎo)體制造領(lǐng)域用于在晶圓表面形成薄膜。在CVD 法制備碳化硅的過(guò)程中,基板暴露在一個(gè)或多個(gè)揮發(fā)性前驅(qū)體中,這些前驅(qū)體在基板表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),沉積生成所需的碳化硅沉積物。在制備碳化硅材料的眾多方法中,化學(xué)氣相沉積法制備的產(chǎn)品具有較高的均勻性和純度,且該方法具有較強(qiáng)的工藝可控性。 CVD 碳化硅材料 因其具有出色的熱、電和化學(xué)性質(zhì)的獨(dú)特組合,使其非常適合在需要高性能材料的半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用。CVD 碳化硅零部件被廣泛應(yīng)用于 刻蝕設(shè)備、MOCVD 設(shè)備、Si 外延設(shè)備和SiC 外延設(shè)備、快速熱處理設(shè)備 等領(lǐng)域。 整體來(lái)看,CVD 碳化硅零部件最大細(xì)分市場(chǎng)為刻蝕設(shè)備零部件。由于CVD 碳化硅對(duì)含氯和含氟刻蝕氣體的低反應(yīng)性、導(dǎo)電性,使其成為等離子體刻蝕設(shè)備聚焦環(huán)等部件的理想材料??涛g設(shè)備中CVD 碳化硅零部件包含聚焦環(huán)、氣體噴淋頭、托盤、邊緣環(huán)等。以聚焦環(huán)為例,聚焦環(huán)是放置在晶圓外部、直接接觸晶圓的重要部件,通過(guò)將電壓施加到環(huán)上以聚焦通過(guò)環(huán)的等離子體,從而將等離子體聚焦在晶圓上以提高加工的均勻性。傳統(tǒng)的聚焦環(huán)由硅或石英制成,隨著集成電路微型化推進(jìn),集成電路制造對(duì)于刻蝕工藝的需求量、重要性不斷增加,刻蝕用等離子體功率、能量持續(xù)提高,尤其是電容耦合(CCP)等離子體刻蝕設(shè)備中所需等離子體能量更高,因此碳化硅材料制備的聚焦環(huán)使用率越來(lái)越高。 來(lái)源:QY Research、高禾投資研究中心 (2)CVD 碳化硅零部件全球市場(chǎng)規(guī)模 根據(jù)QY Research 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2022 年全球CVD 碳化硅零部件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到8.13 億美元,預(yù)計(jì)2028 年將達(dá)到14.32 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為9.89%。 來(lái)源:QY Research、高禾投資研究中心 (3)CVD 碳化硅零部件中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模 根據(jù)QY Research 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè),2022 年中國(guó)CVD 碳化硅零部件市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2.00 億美元,預(yù)計(jì)2028 年將達(dá)到4.26 億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率(CAGR)為13.44%。 來(lái)源:QY Research、高禾投資研究中心 3、燒結(jié)碳化硅零部件行業(yè)的基本概況 高純燒結(jié)碳化硅零部件是集成電路熱處理裝備反應(yīng)腔內(nèi)不可或缺的零部件,主要包含 立式舟(Vertical Boat)、底座(Pedestal)、襯爐管(Liner Tubes)、內(nèi)爐管(Inner Tubes)和隔熱擋板(Baffle Plates) 等,具體使用形態(tài)如下: 日本京瓷集團(tuán)、美國(guó)闊斯泰 等國(guó)外公司占據(jù)了全球集成電路設(shè)備用高純燒結(jié)碳化硅市場(chǎng)大部分市場(chǎng)份額,其相關(guān)產(chǎn)品具有材料體系齊全、性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精度高等特點(diǎn),可以為光刻機(jī)、等離子刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備等集成電路核心設(shè)備提供專用組件。我國(guó)在半導(dǎo)體設(shè)備用燒結(jié)碳化硅零部件的研發(fā)、應(yīng)用方面起步較晚,在大尺寸、高精度、中空、閉孔、輕量化結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)零部件的制備領(lǐng)域有諸多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待突破。 志橙股份制備高純燒結(jié)碳化硅的主要方法為反應(yīng)燒結(jié)和重結(jié)晶燒結(jié)法。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅是將碳化硅粉、碳源粉和有機(jī)結(jié)合劑按比例混合,壓制成素胚,后經(jīng)浸滲高溫熔融硅,熔融硅在表面張力的作用下沿著毛細(xì)管滲入素坯,反應(yīng)生成β-SiC,并與素胚中原有的α-SiC 相結(jié)合,同時(shí)游離硅填充毛細(xì)管與氣孔,從而得到高致密性的材料。 來(lái)源:《碳化硅陶瓷材料的制備工藝和應(yīng)用研究進(jìn)展》、高禾投資研究中心 志橙股份基于自身在CVD 碳化硅的技術(shù)積累,將反應(yīng)燒結(jié)法與CVD 法相結(jié)合來(lái)制備碳化硅產(chǎn)品,即在反應(yīng)燒結(jié)制備的碳化硅制品表面制備CVD 膜層,可以解決反應(yīng)燒結(jié)材料物相不單一的問(wèn)題。同時(shí),因?yàn)樘蓟枘拥奈⒂^結(jié)構(gòu)隨基底材料的不同而發(fā)生變化,在一定膜層厚度范圍內(nèi),與石墨基底相比,以反應(yīng)燒結(jié)碳化硅為基底,通過(guò)CVD 法制備的碳化硅膜層硬度值更高。 二、半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈分析 半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅零部件行業(yè)屬于 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈最上游 ,對(duì)于產(chǎn)業(yè)鏈具有重要影響,其客戶主要為 半導(dǎo)體設(shè)備廠、外延片廠及晶圓廠 ,相關(guān)半導(dǎo)體設(shè)備主要用于制備功率器件、LED 芯片、集成電路、光伏等產(chǎn)品,主要可用于新能源汽車、LED、消費(fèi)電子、光伏等終端市場(chǎng)。 半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅零部件行業(yè)整體產(chǎn)業(yè)鏈位置如下圖所示: 功率器件又稱電子電力器件,主要為用于電力設(shè)備的電能變換和控制電路方面的大功率電子器件,主要包括IGBT、MOSFET 等。其中,志橙半導(dǎo)體SiC 外延設(shè)備零部件應(yīng)用于SiC 外延片制造環(huán)節(jié),其下游應(yīng)用主要為碳化硅基功率器件; 志橙半導(dǎo)體 Si 外延設(shè)備零部件應(yīng)用于Si 外延片制造環(huán)節(jié),下游部分產(chǎn)品也可用于硅基功率器件。 相比傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體, 碳化硅材料 具有卓越的物理性質(zhì),可滿足在高壓(高擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度、高禁帶寬度)、高溫(高熱導(dǎo)率、高禁帶寬度)、高頻(高飽和電子漂移速率)等環(huán)境下工作的需求并擁有更高的功率密度和更低的導(dǎo)通損耗,因此被廣泛用于制作適應(yīng)高壓大功率的電力電子裝置。 受新能源汽車、5G 網(wǎng)絡(luò)通信、軌道交通等下游市場(chǎng)蓬勃發(fā)展影響,目前碳化硅功率器件商業(yè)化落地速度較快,據(jù)Yole 預(yù)測(cè),全球碳化硅功率器件市場(chǎng)規(guī)模將從2021 年的11 億美元增長(zhǎng)至2027 年的63 億美元。從應(yīng)用領(lǐng)域看,未來(lái)新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)主導(dǎo)該市場(chǎng),至2027 年該領(lǐng)域應(yīng)用市場(chǎng)將占全球碳化硅功率器件市場(chǎng)的79%。 來(lái)源:Yole report、高禾投資研究中心 作為電力電子轉(zhuǎn)換器件,碳化硅功率器件在新能源汽車產(chǎn)業(yè)存在五個(gè)主要應(yīng)用場(chǎng)景包括電機(jī)控制器、車載充電機(jī)、直流-直流變換器、空調(diào)系統(tǒng)以及充電樁。由此看出,新能源汽車的發(fā)展將成為未來(lái)碳化硅功率器件的主要驅(qū)動(dòng)力。 LED 是利用半導(dǎo)體二極管的電致發(fā)光效應(yīng),將電能轉(zhuǎn)化為光能,使像素單元實(shí)現(xiàn)主動(dòng)發(fā)光的器件。 LED 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)如下圖: 碳化硅涂層石墨基座為MOCVD 設(shè)備零部件,用于承載單晶襯底在MOCVD 反應(yīng)腔中生長(zhǎng)外延層。 根據(jù)CSA Research 報(bào)告,2021 年中國(guó)LED 產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值約為7,773 億元,增速約10.8%,其中,上游外延片及芯片規(guī)模為305 億元,中游封裝規(guī)模為916 億元,下游應(yīng)用規(guī)模為6,552 億元。下游應(yīng)用中通用照明是最大的應(yīng)用市場(chǎng),占比約46%;顯示屏是第二大應(yīng)用市場(chǎng),市場(chǎng)占比約15%;背光市場(chǎng)占比約8%;汽車照明占比2%,呈上升趨勢(shì)。隨著Mini/ Micro LED 技術(shù)進(jìn)步,Mini/Micro LED、車用LED、紫外/紅外LED 為代表的細(xì)分領(lǐng)域市場(chǎng)需求進(jìn)一步擴(kuò)大,新一輪行業(yè)驅(qū)動(dòng)力已形成。 (三)集成電路及消費(fèi)電子市場(chǎng) 集成電路芯片制造現(xiàn)已成為各行各業(yè)實(shí)現(xiàn)信息化、智能化的基礎(chǔ)與核心,是支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè),集成電路及下游產(chǎn)業(yè)鏈如下圖: Si 外延設(shè)備零部件 應(yīng)用于Si 外延片制造環(huán)節(jié),Si 外延片可以用于制備集成電路、分立器件;聚焦環(huán)等刻蝕設(shè)備零部件、碳化硅爐管等熱處理設(shè)備零部件即用于集成電路前道設(shè)備芯片制造環(huán)節(jié)。 中國(guó)半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)雖起步較晚,但憑借巨大的市場(chǎng)需求、經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和有利的政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢(shì)條件,已成為全球集成電路行業(yè)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。近年來(lái),隨著消費(fèi)電子、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場(chǎng)需求的不斷提升,以及國(guó)家支持政策的不斷提出,中國(guó)集成電路行業(yè)發(fā)展較快。2013 年至2021 年,中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額增長(zhǎng)迅速,年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為19.54%。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)未來(lái)幾年將繼續(xù)保持10%以上的增長(zhǎng)率,預(yù)計(jì)2022 年集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達(dá)到12,036.6 億元。中國(guó)集成電路市場(chǎng)規(guī)模及增長(zhǎng)率變動(dòng)如下圖所示: 來(lái)源:中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)、高禾投資研究中心 全球光伏硅料、硅片、電池片、組件80%-90%的產(chǎn)能集中在中國(guó),產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)中國(guó)制造、輸出全球的狀態(tài)。在光伏行業(yè)“降本增效”的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下, 顆粒硅 、大尺寸、薄片化、異質(zhì)結(jié)等技術(shù)不斷進(jìn)步、應(yīng)用,促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能加速迭代擴(kuò)張。 根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù),近年來(lái)全球光伏發(fā)電裝機(jī)總量穩(wěn)步提升。截至2021 年末,全球累計(jì)光伏發(fā)電裝機(jī)總量達(dá)942GW,2021 年全球光伏市場(chǎng)新增裝機(jī)量175GW,同比增長(zhǎng)22.82%,2012-2021 年間新增裝機(jī)容量復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)21.65%,數(shù)據(jù)如下圖: 來(lái)源:國(guó)際能源署、高禾投資研究中心 光伏行業(yè)降本提效穩(wěn)步推進(jìn),疊加全球各國(guó)可再生能源政策的頒布與執(zhí)行,預(yù)計(jì)全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量將繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。 三、半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局和核心玩家 目前,半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件領(lǐng)域整體呈現(xiàn) 高度壟斷 的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局,市場(chǎng)上碳素巨頭技術(shù)領(lǐng)先、產(chǎn)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(tǒng)國(guó)外供應(yīng)商占據(jù)了全球及中國(guó)市場(chǎng)的主要份額。目前,我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件國(guó)產(chǎn)化率較低,本土廠商起步較晚,且整體處于追趕國(guó)外狀態(tài),仍有較大發(fā)展空間。 2022 年全球市場(chǎng)主要廠商CVD 碳化硅零部件市場(chǎng)份額如下所示: 來(lái)源:QY Research、高禾投資研究中心 根據(jù)QY Research 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2022 年, CVD 碳化硅零部件領(lǐng)域全球市場(chǎng)前五大廠商的市場(chǎng)份額合計(jì)超過(guò)60%,志橙半導(dǎo)體以3.57%的市場(chǎng)占有率躋身全球第八 ,為前十大廠商中唯一一個(gè)中國(guó)廠商。 2022 年中國(guó)市場(chǎng)主要廠商CVD 碳化硅零部件市場(chǎng)份額如下所示: 來(lái)源:QY Research、高禾投資研究中心 目前,在中國(guó)CVD 碳化硅零部件市場(chǎng)中, 崇德昱博、東海碳素、西格里碳素 等國(guó)外企業(yè)仍占據(jù)主要市場(chǎng)份額,國(guó)產(chǎn)CVD 碳化硅產(chǎn)品市場(chǎng)份額占比不高。根據(jù)QY Research 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù), 2022 年,CVD 碳化硅零部件領(lǐng)域中國(guó)市場(chǎng)前五大廠商的市場(chǎng)份額合計(jì)超過(guò)85%,較全球市場(chǎng)集中度更高,志橙半導(dǎo)體以14.51%?的市場(chǎng)占有率在中國(guó)CVD 碳化硅零部件市場(chǎng)排名第三 ,在中國(guó)企業(yè)中排名第一,提高了本領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化率。 (二)全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件行業(yè)的核心玩家 全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件行業(yè)中可以提供CVD 碳化硅等碳化硅零部件的主要企業(yè)如下所示: 該公司成立于1918 年,總部位于日本,東京證券交易所上市(股票代碼:5301.T),其主要產(chǎn)品包括石墨電極、高純石墨等石墨制品和碳化硅組件、耐磨材料等結(jié)構(gòu)制品,產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域包括鋼鐵、汽車、機(jī)械等。該公司在韓國(guó)、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)均設(shè)有分支機(jī)構(gòu),CVD 碳化硅產(chǎn)品全球市場(chǎng)份額排名第一。 2、崇德昱博(Schunk Xycarb Technology) 該公司成立于1981 年,總部位于荷蘭,主要產(chǎn)品包括碳化硅涂層石墨、石英、陶瓷和硅產(chǎn)品,以支持下一代半導(dǎo)體、光電、太陽(yáng)能和硅設(shè)備和應(yīng)用的制造。 目前其產(chǎn)品在純度和均勻?qū)映练e等性能方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位,銷售額居中國(guó)市場(chǎng)首位。 該公司成立于2009 年,總部位于德國(guó),法蘭克福證券交易所上市(股票代碼:SGL.DF),是世界領(lǐng)先的石墨及復(fù)合材料產(chǎn)品制造商之一,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、太陽(yáng)能、風(fēng)能以及半導(dǎo)體、LED 和鋰離子電池等領(lǐng)域。該公司在全球擁有29 個(gè)生產(chǎn)基地,在100 多個(gè)國(guó)家/地區(qū)設(shè)有服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。 該公司成立于1947 年,總部位于日本,東京證券交易所上市(股票代碼:5310.T),是全球最大的高性能碳產(chǎn)品提供商之一,主要產(chǎn)品包括特種石墨制品、一般工業(yè)用碳產(chǎn)品、復(fù)合材料及其他產(chǎn)品。目前該公司已在中國(guó)、美洲、歐洲、亞洲等全球十多個(gè)國(guó)家建立了生產(chǎn)和銷售基地。 該公司成立于1870 年,總部位于美國(guó),是全球知名的先進(jìn)陶瓷產(chǎn)品提供商之一,主要產(chǎn)品包括氧化鋁陶瓷、氮化鋁陶瓷、碳化硅陶瓷及其他產(chǎn)品。目前該公司已在日本、歐洲等地建立了研發(fā)中心并已進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。 (三)中國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備零部件行業(yè)的核心玩家 根據(jù)公開信息查詢,目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備零部件行業(yè)中可以提供碳化硅零部件相關(guān)產(chǎn)品的主要企業(yè)有德智新材料、六方科技等企業(yè),但半導(dǎo)體設(shè)備用的碳化硅零部件產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)規(guī)模較小,前述企業(yè)均未上市,相關(guān)信息有限。除此之外,下文還列示了三家國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備零部件、材料行業(yè)已上市主要企業(yè)。 該公司成立于2017 年,是一家專業(yè)從事碳化硅納米鏡面涂層及基復(fù)合材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè),致力于研發(fā)生產(chǎn)碳化硅涂層石墨盤等產(chǎn)品。 該公司成立于2018 年,致力于半導(dǎo)體新材料的研發(fā),聚焦于碳化硅涂層技術(shù)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,其主要產(chǎn)品包括涂層石墨托盤及其他部件。公司生產(chǎn)的其他碳化硅涂層產(chǎn)品在航空航天等行業(yè)也有應(yīng)用。 該公司成立于2005 年,是一家以技術(shù)為先導(dǎo)的半導(dǎo)體刻蝕器件、高功率激光器件和特種陶瓷的國(guó)家高新技術(shù)制造企業(yè)。該公司可為半導(dǎo)體刻蝕器件和MOCVD 器件提供專業(yè)的表面處理服務(wù),制備碳化物和氮化物。 富創(chuàng)精密(688409.SH)成立于2008 年,是國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)備零部件的領(lǐng)軍企業(yè)之一,主要產(chǎn)品包括工藝零部件、結(jié)構(gòu)零部件、模組產(chǎn)品和氣體管路四大類,應(yīng)用于半導(dǎo)體設(shè)備、泛半導(dǎo)體設(shè)備及其他領(lǐng)域。 神工股份(688233.SH)成立于2013 年,是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體級(jí)單晶硅材料供應(yīng)商,主營(yíng)業(yè)務(wù)為半導(dǎo)體級(jí)單晶硅材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司核心產(chǎn)品為大尺寸高純度半導(dǎo)體級(jí)單晶硅材料,目前主要應(yīng)用于加工制成半導(dǎo)體級(jí)單晶硅部件,是晶圓制造刻蝕環(huán)節(jié)所必需的耗材。 金博股份(688598.SH)成立于2005 年,主要從事先進(jìn)碳基復(fù)合材料及產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,公司先進(jìn)碳基復(fù)合材料坩堝、導(dǎo)流筒、保溫筒等產(chǎn)品在晶硅制造熱場(chǎng)系統(tǒng)得到推廣和應(yīng)用,逐步對(duì)高純等靜壓石墨產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)口替代及升級(jí)換代。 四、半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)的進(jìn)入壁壘和發(fā)展趨勢(shì) LED 外延片、SiC 外延片、Si 外延片制備及集成電路制造過(guò)程中,反應(yīng)腔內(nèi)為高溫環(huán)境、氣氛惡劣,對(duì)內(nèi)部零部件損傷大。碳化硅材料零部件的精密度、純度和耐腐蝕能力對(duì)晶圓、芯片質(zhì)量、良率有較大影響,因此半導(dǎo)體設(shè)備廠商及外延片廠商、晶圓廠商對(duì)供應(yīng)商碳化硅零部件產(chǎn)品性能及技術(shù)要求較高。 碳化硅晶體生長(zhǎng)本身也具有一定的工藝條件限制,其生長(zhǎng)過(guò)程受溫度、壓力、氣氛等因素影響,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備、制備方法、工藝配方及操作人員的技術(shù)水平等要求較高。因此,掌握并應(yīng)用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品制備工藝是進(jìn)入碳化硅零部件行業(yè)的主要壁壘之一。 半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件產(chǎn)業(yè)是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),對(duì)核心技術(shù)要求極高,企業(yè)發(fā)展初期階段需要持續(xù)資金投入研發(fā),引入先進(jìn)技術(shù)人才,購(gòu)置或開發(fā)研發(fā)設(shè)備,進(jìn)行工藝路線摸索、研發(fā)試制、客戶驗(yàn)證及導(dǎo)入等。產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)成功后,一方面,碳化硅零部件工業(yè)化制備需要投入大量資金用于廠房土地及生產(chǎn)線建設(shè)、生產(chǎn)設(shè)備購(gòu)置及改造、原材料采購(gòu)、生產(chǎn)人員招聘及培訓(xùn)、產(chǎn)品備貨等,所需生產(chǎn)設(shè)備包括純化爐、CNC 設(shè)備、CVD 沉積爐、檢測(cè)設(shè)備等各相關(guān)設(shè)備;另一方面,企業(yè)也需要持續(xù)投入資金開展研發(fā)工作,以支持技術(shù)、工藝更迭、產(chǎn)品持續(xù)改進(jìn)、新產(chǎn)品開發(fā)等。持續(xù)投入資金進(jìn)行研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)均是擬進(jìn)入本行業(yè)企業(yè)的主要壁壘之一。 半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件導(dǎo)入下游設(shè)備廠商、外延片廠商及晶圓廠商客戶,一般需經(jīng)過(guò)多道嚴(yán)格的檢驗(yàn)、認(rèn)證程序,包括對(duì)產(chǎn)品外觀、性能、技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)等方面進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)定;對(duì)相關(guān)組件的使用和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行長(zhǎng)周期驗(yàn)證以檢測(cè)其穩(wěn)定性情況,對(duì)自身設(shè)備運(yùn)行及內(nèi)部晶圓制備、芯片制備的影響,判斷是否符合自身要求,并將符合要求的產(chǎn)品納入供應(yīng)鏈體系。 半導(dǎo)體設(shè)備零部件企業(yè)的下游客戶對(duì)供應(yīng)鏈管理嚴(yán)格,在確保供應(yīng)商產(chǎn)品質(zhì)量符合要求以外,還需要保證供應(yīng)鏈安全、穩(wěn)定,零部件行業(yè)新進(jìn)入企業(yè)需要面對(duì)原有供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)標(biāo)壓力、產(chǎn)品定價(jià)及成本壓力以及下游客戶長(zhǎng)周期驗(yàn)證能否通過(guò)的壓力,因而能否順利通過(guò)驗(yàn)證進(jìn)入下游客戶供應(yīng)鏈體系、并替代競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手市場(chǎng)份額亦是進(jìn)入該行業(yè)的主要壁壘之一。 1、國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程加快 下游客戶對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性要求極高,碳化硅零部件作為半導(dǎo)體制造設(shè)備的零部件,其可靠性直接影響晶圓外延生長(zhǎng)、芯片制造的一致性和良率。由于較高的技術(shù)壁壘,該行業(yè)長(zhǎng)期被國(guó)外大型材料和零部件企業(yè)壟斷。海外大型材料及零部件 企業(yè)雖技術(shù)實(shí)力強(qiáng)、發(fā)展時(shí)間長(zhǎng)、產(chǎn)品矩陣豐富,但碳化硅零部件產(chǎn)品僅為其產(chǎn)品類型之一,相關(guān)產(chǎn)品供貨周期長(zhǎng),定制化水平低,一定程度上制約了我國(guó)設(shè)備廠商、外延片廠商、晶圓廠商降成本、擴(kuò)規(guī)模的進(jìn)程。 同時(shí),受國(guó)際環(huán)境及貿(mào)易政策變化影響,為提高我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備及零部件行業(yè)自主可控能力,國(guó)產(chǎn)設(shè)備和零部件日益受到國(guó)內(nèi)晶圓廠商、外延片廠商青睞。 隨著本土制造商加快技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化速度,未來(lái)半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅零部件的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程預(yù)計(jì)將進(jìn)一步加快。 2、下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,需求增長(zhǎng) 伴隨信息化、網(wǎng)絡(luò)化和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,特別是在以5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、汽車電子、智能手機(jī)、智能穿戴、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和安防電子等為代表的新興應(yīng)用領(lǐng)域的強(qiáng)勁需求拉動(dòng)下,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)提升,行業(yè)發(fā)展前景廣闊。隨著半導(dǎo)體產(chǎn)能的逐步釋放并伴隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、政策扶持的雙重支撐,中國(guó)大陸正在加速承接全球第三次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,成為驅(qū)動(dòng)全球半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的新動(dòng)力。下游應(yīng)用市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展驅(qū)動(dòng)晶圓廠擴(kuò)產(chǎn),晶圓廠增加資本開支,因此衍生了巨大的設(shè)備及零部件需求。 以SiC 行業(yè)為例,近年來(lái)隨著新能源汽車、光伏逆變器等行業(yè)蓬勃發(fā)展,SiC 開始替代Si 成為功率器件更具性能優(yōu)勢(shì)的材料,國(guó)內(nèi)外SiC 產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛擴(kuò)產(chǎn),SiC 外延設(shè)備需求持續(xù)上升,產(chǎn)線上存量SiC 外延設(shè)備的利用率居高不下,因此相關(guān)設(shè)備零部件需求量較大。 以LED 行業(yè)為例,Mini/Micro LED 正成為顯示技術(shù)的發(fā)展方向,當(dāng)前Mini LED 技術(shù)正逐步成熟,在中高端液晶顯示屏背光、LED 顯示屏得到大規(guī)模應(yīng)用。 因此,將帶動(dòng)MOCVD 設(shè)備及零部件行業(yè)發(fā)展,提高行業(yè)內(nèi)企業(yè)的持續(xù)盈利能力。 1、新產(chǎn)品新技術(shù)開發(fā)風(fēng)險(xiǎn) 全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件及材料行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面,境外主要企業(yè)擁有長(zhǎng)期行業(yè)經(jīng)驗(yàn)和深度的技術(shù)積累,產(chǎn)品材料選擇及制備、產(chǎn)品工藝配方、制造設(shè)備等均為企業(yè)核心機(jī)密。半導(dǎo)體設(shè)備零部件精密程度及專用程度高,下游客戶驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng)、通過(guò)驗(yàn)證難度大。我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備零部件制造行業(yè)起步較晚,發(fā)展較不充分,國(guó)內(nèi)企業(yè)一般通過(guò)自主研發(fā)的方式開發(fā)新產(chǎn)品新技術(shù),在此過(guò)程中研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)及不確定性大。 2、半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)更新迭代風(fēng)險(xiǎn) 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)遵循“一代技術(shù)、一代工藝、一代設(shè)備”的規(guī)律,按照摩爾定律,目前全球集成電路制造工藝已發(fā)展至5 納米及更先進(jìn)制程,半導(dǎo)體設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備零部件必須不斷研發(fā)升級(jí)、工藝改進(jìn),以滿足下游制造需求。一旦半導(dǎo)體設(shè)備更新?lián)Q代,新設(shè)備對(duì)零部件的具體需求將同步發(fā)生變化,進(jìn)而對(duì)半導(dǎo)體設(shè)備零部件公司提出新的要求。 3、半導(dǎo)體行業(yè)需求波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn) 半導(dǎo)體設(shè)備零部件行業(yè)受半導(dǎo)體設(shè)備廠商、外延片廠商、晶圓廠商及終端消費(fèi)市場(chǎng)的需求波動(dòng)影響較大。若消費(fèi)電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等終端消費(fèi)市場(chǎng)需求下降,則會(huì)致使半導(dǎo)體設(shè)備廠商、外延片廠商、晶圓廠商產(chǎn)能利用率下降,縮減資本開支,最終造成本行業(yè)的需求產(chǎn)生波動(dòng)。 2024先進(jìn)陶瓷在半導(dǎo)體與新能源領(lǐng)域應(yīng)用高峰論壇將定于6月5日在蘇州金陵雅都大酒店隆重舉行! 論壇將高度圍繞第三代半導(dǎo)體材料,半導(dǎo)體晶圓與芯片制程設(shè)備(如光刻機(jī)、等離子刻蝕機(jī)、離子注入機(jī)、熱處理爐、擴(kuò)散爐、CVD設(shè)備)用精密陶瓷零部件、新能源汽車用陶瓷軸承、半導(dǎo)體功率器件及封裝、涵蓋半導(dǎo)體新能源行業(yè)應(yīng)用的陶瓷新材料、精密陶瓷零部件制備新工藝、燒結(jié)新技術(shù)、新裝備及產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,而舉辦的一場(chǎng)高端論壇與互動(dòng)交流活動(dòng),誠(chéng)邀您蒞臨參會(huì)!
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參考資料:
中國(guó)國(guó)際先進(jìn)陶瓷展覽會(huì)
IACE CHINA
舉辦地區(qū):上海
開閉館時(shí)間:09:00-18:00
舉辦地址:上海市青浦區(qū)徐涇鎮(zhèn)崧澤大道333號(hào)
展覽面積:55000㎡
觀眾數(shù)量:80000
舉辦周期:1年1屆
主辦單位:中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)陶瓷分會(huì)、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)工程陶瓷專業(yè)委員會(huì)
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2025.10.15-10.17
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2025.07.09-07.10
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