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半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)研究報告

來源: 聚展網(wǎng)2024-04-05 07:15:25 1221分類: 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)階段需要采購各種通用、定制化零部件,安裝、調(diào)試后對外銷售;而晶圓廠商采購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)中銀證券研究報告,參考半導(dǎo)體設(shè)備上市公司的財務(wù)數(shù)據(jù),半導(dǎo)體設(shè)備零部件及原材料的采購成本占半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)營業(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,即營業(yè)成本占營業(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規(guī)模相當于全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(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2022 年全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模有望達到 1,175 億美元 ,由此推測全球半導(dǎo)體零部件的市場規(guī)模估計 400 億美元 左右。半導(dǎo)體設(shè)備零部件市場空間廣闊。
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)難點差異較大,整體市場競爭格局較為分散,但主要細分市場內(nèi)部集中度極高,主要被美日歐等海外廠商占據(jù),各細分領(lǐng)域龍頭供應(yīng)商大多是專長于單一或少數(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
1、碳化硅零部件行業(yè)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、等離子體刻蝕、快速熱處理、薄膜沉積、氧化/擴散、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體碳化硅零部件產(chǎn)品均屬于 CVD 法制備的β-SiC 產(chǎn)品。
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
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。
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
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:
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
注1:純度指對物質(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)率指對物質(zhì)導(dǎo)熱能力的量度,是指當溫度垂直向下梯度為1℃/m 時,單位時間內(nèi)通過單位水平截面積所傳遞的熱量。
注5:彎曲強度是指材料在彎曲負荷作用下破裂或達到規(guī)定彎矩時能承受的最大應(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,是單位長度的物體,溫度升高一定溫度時,其長度的相對變化量。
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)用于外延生長設(shè)備、刻蝕設(shè)備、氧化/擴散/退火設(shè)備等主要半導(dǎo)體設(shè)備。
2、CVD 碳化硅零部件行業(yè)的基本概況
(1)CVD 碳化硅的相關(guān)基本概念
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 法制備碳化硅的過程中,基板暴露在一個或多個揮發(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,且該方法具有較強的工藝可控性。
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
CVD 碳化硅材料 因其具有出色的熱、電和化學(xué)性質(zhì)的獨特組合,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。
整體來看,CVD 碳化硅零部件最大細分市場為刻蝕設(shè)備零部件。由于CVD 碳化硅對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,通過將電壓施加到環(huán)上以聚焦通過環(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,集成電路制造對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)使用率越來越高。
CVD 碳化硅聚焦環(huán)原理圖如下所示:
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來源:QY Research、高禾投資研究中心
(2)CVD 碳化硅零部件全球市場規(guī)模
根據(jù)QY Research 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及預(yù)測,2022 年全球CVD 碳化硅零部件市場規(guī)模達到8.13 億美元,預(yù)計2028 年將達到14.32 億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)為9.89%。
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來源:QY Research、高禾投資研究中心
(3)CVD 碳化硅零部件中國市場規(guī)模
根據(jù)QY Research 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及預(yù)測,2022 年中國CVD 碳化硅零部件市場規(guī)模達到2.00 億美元,預(yù)計2028 年將達到4.26 億美元,年復(fù)合增長率(CAGR)為13.44%。
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來源: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:
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
日本京瓷集團、美國闊斯泰 等國外公司占據(jù)了全球集成電路設(shè)備用高純燒結(jié)碳化硅市場大部分市場份額,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,可以為光刻機、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,同時游離硅填充毛細管與氣孔,從而得到高致密性的材料。
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來源:《碳化硅陶瓷材料的制備工藝和應(yīng)用研究進展》、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題。同時,因為碳化硅膜層的微觀結(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、消費電子、光伏等終端市場。
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:
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
(一)功率器件及新能源汽車市場
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(高擊穿電場強度、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,全球碳化硅功率器件市場規(guī)模將從2021 年的11 億美元增長至2027 年的63 億美元。從應(yīng)用領(lǐng)域看,未來新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用將會主導(dǎo)該市場,至2027 年該領(lǐng)域應(yīng)用市場將占全球碳化硅功率器件市場的79%。
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來源: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)存在五個主要應(yīng)用場景包括電機控制器、車載充電機、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)展將成為未來碳化硅功率器件的主要驅(qū)動力。
(二)LED 芯片及LED 市場
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,使像素單元實現(xiàn)主動發(fā)光的器件。
LED 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)如下圖:
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
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)腔中生長外延層。
根據(jù)CSA Research 報告,2021 年中國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,占比約46%;顯示屏是第二大應(yīng)用市場,市場占比約15%;背光市場占比約8%;汽車照明占比2%,呈上升趨勢。隨著Mini/ Micro LED 技術(shù)進步,Mini/Micro LED、車用LED、紫外/紅外LED 為代表的細分領(lǐng)域市場需求進一步擴大,新一輪行業(yè)驅(qū)動力已形成。
(三)集成電路及消費電子市場
集成電路芯片制造現(xiàn)已成為各行各業(yè)實現(xiàn)信息化、智能化的基礎(chǔ)與核心,是支撐國家經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(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:
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來源:上市公司公告、高禾投資研究中心
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,但憑借巨大的市場需求、經(jīng)濟的穩(wěn)定發(fā)展和有利的政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢條件,已成為全球集成電路行業(yè)增長的主要驅(qū)動力。近年來,隨著消費電子、移動互聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子等市場需求的不斷提升,以及國家支持政策的不斷提出,中國集成電路行業(yè)發(fā)展較快。2013 年至2021 年,中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額增長迅速,年均復(fù)合增長率約為19.54%。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會預(yù)測,中國集成電路產(chǎn)業(yè)未來幾年將繼續(xù)保持10%以上的增長率,預(yù)計2022 年集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額達到12,036.6 億元。中國集成電路市場規(guī)模及增長率變動如下圖所示:
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來源:中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會、高禾投資研究中心
(四)光伏硅片及光伏市場
全球光伏硅料、硅片、電池片、組件80%-90%的產(chǎn)能集中在中國,產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)中國制造、輸出全球的狀態(tài)。在光伏行業(yè)“降本增效”的目標驅(qū)動下, 顆粒硅 、大尺寸、薄片化、異質(zhì)結(jié)等技術(shù)不斷進步、應(yīng)用,促進光伏產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能加速迭代擴張。
根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù),近年來全球光伏發(fā)電裝機總量穩(wěn)步提升。截至2021 年末,全球累計光伏發(fā)電裝機總量達942GW,2021 年全球光伏市場新增裝機量175GW,同比增長22.82%,2012-2021 年間新增裝機容量復(fù)合增長率達21.65%,數(shù)據(jù)如下圖:
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來源:國際能源署、高禾投資研究中心
光伏行業(yè)降本提效穩(wěn)步推進,疊加全球各國可再生能源政策的頒布與執(zhí)行,預(yù)計全球光伏累計裝機容量將繼續(xù)保持增長態(tài)勢。
三、半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)的競爭格局和核心玩家
(一)競爭格局
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 的市場競爭格局,市場上碳素巨頭技術(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)國外供應(yīng)商占據(jù)了全球及中國市場的主要份額。目前,我國半導(dǎo)體設(shè)備用碳化硅零部件國產(chǎn)化率較低,本土廠商起步較晚,且整體處于追趕國外狀態(tài),仍有較大發(fā)展空間。
2022 年全球市場主要廠商CVD 碳化硅零部件市場份額如下所示:
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來源:QY Research、高禾投資研究中心
根據(jù)QY Research 統(tǒng)計數(shù)據(jù),2022 年, CVD 碳化硅零部件領(lǐng)域全球市場前五大廠商的市場份額合計超過60%,志橙半導(dǎo)體以3.57%的市場占有率躋身全球第八 ,為前十大廠商中唯一一個中國廠商。
2022 年中國市場主要廠商CVD 碳化硅零部件市場份額如下所示:
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來源:QY Research、高禾投資研究中心
目前,在中國CVD 碳化硅零部件市場中, 崇德昱博、東海碳素、西格里碳素 等國外企業(yè)仍占據(jù)主要市場份額,國產(chǎn)CVD 碳化硅產(chǎn)品市場份額占比不高。根據(jù)QY Research 統(tǒng)計數(shù)據(jù), 2022 年,CVD 碳化硅零部件領(lǐng)域中國市場前五大廠商的市場份額合計超過85%,較全球市場集中度更高,志橙半導(dǎo)體以14.51%?的市場占有率在中國CVD 碳化硅零部件市場排名第三 ,在中國企業(yè)中排名第一,提高了本領(lǐng)域的國產(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:
1、東海碳素(Tokai Carbon)
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、機械等。該公司在韓國、中國等國家和地區(qū)均設(shè)有分支機構(gòu),CVD 碳化硅產(chǎn)品全球市場份額排名第一。
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,銷售額居中國市場首位。
3、西格里碳素(SGL Carbon)
該公司成立于2009 年,總部位于德國,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、太陽能、風能以及半導(dǎo)體、LED 和鋰離子電池等領(lǐng)域。該公司在全球擁有29 個生產(chǎn)基地,在100 多個國家/地區(qū)設(shè)有服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。
4、東洋炭素(Toyo Tanso)
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、美洲、歐洲、亞洲等全球十多個國家建立了生產(chǎn)和銷售基地。
5、闊斯泰(CoorsTek)
該公司成立于1870 年,總部位于美國,是全球知名的先進陶瓷產(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)中心并已進入中國市場。
(三)中國半導(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)。
1、德智新材料
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。
2、六方科技
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。
3、成都超純
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。
4、富創(chuàng)精密
富創(chuàng)精密(688409.SH)成立于2008 年,是國內(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。
5、神工股份
神工股份(688233.SH)成立于2013 年,是國內(nèi)領(lǐng)先的半導(dǎo)體級單晶硅材料供應(yīng)商,主營業(yè)務(wù)為半導(dǎo)體級單晶硅材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。公司核心產(chǎn)品為大尺寸高純度半導(dǎo)體級單晶硅材料,目前主要應(yīng)用于加工制成半導(dǎo)體級單晶硅部件,是晶圓制造刻蝕環(huán)節(jié)所必需的耗材。
6、金博股份
金博股份(688598.SH)成立于2005 年,主要從事先進碳基復(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)品在晶硅制造熱場系統(tǒng)得到推廣和應(yīng)用,逐步對高純等靜壓石墨產(chǎn)品進行進口替代及升級換代。
四、半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅(SiC)零部件行業(yè)的進入壁壘和發(fā)展趨勢
(一)進入壁壘
1、技術(shù)壁壘
LED 外延片、SiC 外延片、Si 外延片制備及集成電路制造過程中,反應(yīng)腔內(nèi)為高溫環(huán)境、氣氛惡劣,對內(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。
碳化硅晶體生長本身也具有一定的工藝條件限制,其生長過程受溫度、壓力、氣氛等因素影響,對生產(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)用先進生產(chǎn)設(shè)備和產(chǎn)品制備工藝是進入碳化硅零部件行業(yè)的主要壁壘之一。
2、資金壁壘
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),引入先進技術(shù)人才,購置或開發(fā)研發(fā)設(shè)備,進行工藝路線摸索、研發(fā)試制、客戶驗證及導(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)備購置及改造、原材料采購、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、新產(chǎn)品開發(fā)等。持續(xù)投入資金進行研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)均是擬進入本行業(yè)企業(yè)的主要壁壘之一。
3、認證壁壘
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)過多道嚴格的檢驗、認證程序,包括對產(chǎn)品外觀、性能、技術(shù)指標、參數(shù)等方面進行檢驗評定;對相關(guān)組件的使用和產(chǎn)品質(zhì)量進行長周期驗證以檢測其穩(wěn)定性情況,對自身設(shè)備運行及內(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)的下游客戶對供應(yīng)鏈管理嚴格,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)新進入企業(yè)需要面對原有供應(yīng)商的產(chǎn)品質(zhì)量對標壓力、產(chǎn)品定價及成本壓力以及下游客戶長周期驗證能否通過的壓力,因而能否順利通過驗證進入下游客戶供應(yīng)鏈體系、并替代競爭對手市場份額亦是進入該行業(yè)的主要壁壘之一。
(二)行業(yè)機遇
1、國產(chǎn)化進程加快
下游客戶對產(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、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)長期被國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)實力強、發(fā)展時間長、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,定制化水平低,一定程度上制約了我國設(shè)備廠商、外延片廠商、晶圓廠商降成本、擴規(guī)模的進程。
同時,受國際環(huán)境及貿(mào)易政策變化影響,為提高我國半導(dǎo)體設(shè)備及零部件行業(yè)自主可控能力,國產(chǎn)設(shè)備和零部件日益受到國內(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,未來半導(dǎo)體設(shè)備碳化硅零部件的國產(chǎn)化進程預(yù)計將進一步加快。
2、下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,需求增長
伴隨信息化、網(wǎng)絡(luò)化和知識經(jīng)濟的迅速發(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、智能穿戴、云計算、大數(shù)據(jù)和安防電子等為代表的新興應(yīng)用領(lǐng)域的強勁需求拉動下,全球半導(dǎo)體市場規(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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,成為驅(qū)動全球半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展的新動力。下游應(yīng)用市場的蓬勃發(fā)展驅(qū)動晶圓廠擴產(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)勢的材料,國內(nèi)外SiC 產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)紛紛擴產(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。
(三)潛在挑戰(zhàn)
1、新產(chǎn)品新技術(shù)開發(fā)風險
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)擁有長期行業(yè)經(jīng)驗和深度的技術(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,下游客戶驗證時間長、通過驗證難度大。我國半導(dǎo)體設(shè)備零部件制造行業(yè)起步較晚,發(fā)展較不充分,國內(nèi)企業(yè)一般通過自主研發(fā)的方式開發(fā)新產(chǎn)品新技術(shù),在此過程中研發(fā)風險及不確定性大。
2、半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)更新迭代風險
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、工藝改進,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)備對零部件的具體需求將同步發(fā)生變化,進而對半導(dǎo)體設(shè)備零部件公司提出新的要求。
3、半導(dǎo)體行業(yè)需求波動風險
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市場的需求波動影響較大。若消費電子、網(wǎng)絡(luò)通信、汽車電子等終端消費市場需求下降,則會致使半導(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。

2024先進陶瓷在半導(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、等離子刻蝕機、離子注入機、熱處理爐、擴散爐、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,而舉辦的一場高端論壇與互動交流活動,誠邀您蒞臨參會!

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參考資料:

中國國際先進陶瓷展覽會

IACE CHINA
舉辦地區(qū):
上海 上海
舉辦地址:
上海市青浦區(qū)徐涇鎮(zhèn)崧澤大道333號
展覽面積:
55000㎡
觀眾數(shù)量:
80000人
所屬行業(yè):
陶瓷展會
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