本文來自方正證券研究所2022年3月02日發(fā)布的報告《設(shè)備賣鏟人：半導(dǎo)體設(shè)備零部件需求測算》，欲了解具體內(nèi)容，請閱讀報告原文，陳杭S1220519110008
一、行業(yè)特點：分散化、技術(shù)壁壘高
半導(dǎo)體設(shè)備根據(jù)功能分區(qū)，其零部件通常可分為：光學(xué)系統(tǒng)、機械類、電氣類、機電一體類、氣體輸送系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、附屬設(shè)備、儀器儀表、氣動系統(tǒng)類、二次配設(shè)施、工藝材料類。
半導(dǎo)體設(shè)備零部件因種類繁多且工藝差別較大，行業(yè)相對分散，其高壁壘主要體現(xiàn)為：技術(shù)壁壘、認(rèn)證壁壘和原材料壁壘。
二、中國市場：國產(chǎn)化率低，核心零部件卡脖子風(fēng)險高
由于行業(yè)技術(shù)壁壘高，且國產(chǎn)廠商起步晚，目前半導(dǎo)體零部件行業(yè)內(nèi)各細(xì)分產(chǎn)品主要份額被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣少數(shù)企業(yè)所壟斷，國產(chǎn)化率較低。
需求角度看，國內(nèi)零部件采購中，石英件、RF射頻發(fā)生器、泵、閥門、靜電卡盤、噴淋頭、邊緣環(huán)的需求占比較大，分別為11％、10％、10％、9％、9％、8％、6％。
國產(chǎn)化角度看，石英、噴淋頭、邊緣環(huán)國產(chǎn)廠商已經(jīng)可以覆蓋10％以上的市場；射頻發(fā)生器、MFC、機械臂的國產(chǎn)化率在1％－5％之間；而閥門、靜電卡盤、測量儀表、O－ring的國產(chǎn)化率不足1％。
三、設(shè)備廠視角看零部件需求
成本視角：國內(nèi)設(shè)備廠商材料費占營收比例約為60％；全球材料費占營收比重預(yù)計在40％左右。我們由此測算出：2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件需求將增長至400億美元量級；國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的采購需求將近141億元。
采購視角：多家國產(chǎn)設(shè)備廠商2020年采購總額為材料成本的2倍之多，設(shè)備廠在手訂單充沛，超前采購趨勢顯著。采購結(jié)構(gòu)上，氣體輸送系統(tǒng)、機械類、電氣類、機電一體類采購比例高。
建議關(guān)注：北方華創(chuàng)、萬業(yè)企業(yè)、江豐電子、光力科技、神工股份、新萊應(yīng)材、華亞智能、石英股份、華卓精科（未上市）、富創(chuàng)精密（未上市）。
風(fēng)險提示：（1）下游擴(kuò)產(chǎn)不及預(yù)期；（2）國產(chǎn)設(shè)備放量不及預(yù)期；（3）貿(mào)易爭端影響上游供應(yīng)。
1 行業(yè)特點：分散化、技術(shù)壁壘高
半導(dǎo)體設(shè)備作為全球最尖端設(shè)備之一，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所需零部件種類繁多，且對技術(shù)要求極高。根據(jù)功能分區(qū)，半導(dǎo)體設(shè)備零部件通常分為：
光學(xué)系統(tǒng)：光學(xué)元件、光柵、物鏡等；機械類：可分為金屬結(jié)構(gòu)件／工藝件和非金屬件；電氣類：射頻電源、遠(yuǎn)程等離子源、射頻匹配器等；機電一體類：EFEM、機械手、加熱器等；氣體輸送系統(tǒng)：供氣系統(tǒng)、氣柜等；真空系統(tǒng)：真空閥門、真空節(jié)流閥、氣體管路閥等；附屬設(shè)備：泵、LDS、熱水機等；儀器儀表：壓力計、氣體測量儀器、液體流量控制器等；氣動系統(tǒng)類：閥門、接頭、氣管等；二次配設(shè)施：電力系統(tǒng)、工藝氣體系統(tǒng)等；工藝材料類：硅片、氣源、硅電極等。
半導(dǎo)體設(shè)備零部件不僅種類繁多，且同種類別產(chǎn)品因工藝、材料等不同技術(shù)上也有很大差異，因此零部件行業(yè)內(nèi)多數(shù)企業(yè)只專注于特定生產(chǎn)工藝或特定材料，行業(yè)相對分散，且壁壘很高；主要體現(xiàn)為：
（1）技術(shù)壁壘：半導(dǎo)體設(shè)備零部件在材料特性、加工工藝、表面處理、結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面都有極高的要求，需要相關(guān)企業(yè)長期的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用積累。
（2）認(rèn)證壁壘：通常情況下，半導(dǎo)體設(shè)備零部件需要經(jīng)過質(zhì)量、工藝、性能等多指標(biāo)認(rèn)證，認(rèn)證時間通常需要2－3年；且一旦通過認(rèn)證，雙方一般長期深度綁定，不會輕易更換。
（3）原材料壁壘：晶圓制造涉及多種氣體及化學(xué)反應(yīng)，對設(shè)備內(nèi)部構(gòu)件的應(yīng)變、抗腐蝕、電子特性等要求極高，部分則體現(xiàn)為對原材料純度等的高要求。因此，擁有長期、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的原材料供應(yīng)對關(guān)鍵零部件廠來說非常重要。
2 中國市場：國產(chǎn)化率低，核心零部件卡脖子風(fēng)險高
由于行業(yè)技術(shù)壁壘高，且國產(chǎn)廠商起步晚，目前半導(dǎo)體零部件行業(yè)內(nèi)各細(xì)分產(chǎn)品主要份額被美國、日本、歐洲、韓國和中國臺灣少數(shù)企業(yè)所壟斷，國產(chǎn)化率較低。
根據(jù)芯謀研究數(shù)據(jù)，2020年國內(nèi)12吋和8吋晶圓線前道設(shè)備零部件采購金額超10億美元，除臺積電、三星、海力士等在大陸的產(chǎn)線，本土制造廠商采購金額約為4．3億美元。
需求角度看，國內(nèi)零部件采購中，石英件、RF射頻發(fā)生器、泵、閥門、靜電卡盤、噴淋頭、邊緣環(huán)的需求占比較大，分別為11％、10％、10％、9％、9％、8％、6％。
國產(chǎn)化角度看，石英、噴淋頭、邊緣環(huán)國產(chǎn)廠商已經(jīng)可以覆蓋10％以上的市場；射頻發(fā)生器、MFC、機械臂的國產(chǎn)化率在1％－5％之間；而閥門、靜電卡盤、測量儀表、O－ring的國產(chǎn)化率不足1％。
（1）閥門：閥門大量應(yīng)用于設(shè)備的氣路和真空系統(tǒng)中，大都采用超高純應(yīng)用材料。國內(nèi)新萊應(yīng)材2012年獲AMAT工藝認(rèn)證，進(jìn)入國際大廠AMAT、Lam供應(yīng)鏈；目前進(jìn)一步覆蓋北方華創(chuàng)、中微等國內(nèi)設(shè)備廠商，其產(chǎn)品可覆蓋廠務(wù)端投資額的3％－5％，設(shè)備端采購額的5％－10％。
（2）靜電卡盤：靜電卡盤利用靜電吸附原理，在高真空等離子體或特氣環(huán)境中實現(xiàn)對晶圓的夾持和溫度控制；其技術(shù)難點在于通過多達(dá)100個溫控分區(qū)實現(xiàn)對溫度的均勻控制。目前該市場主要由美國、日本等企業(yè)高度壟斷，比如AMAT、LAM、新光電氣、TOTO、NTK等；
國內(nèi)廠商取得突破進(jìn)展的有海拓創(chuàng)新和華卓精科。華卓精科開發(fā)出12吋PVD氮化鋁靜電卡盤，主要客戶為北方華創(chuàng)和魯汶儀器。海拓創(chuàng)新2014年左右開始半導(dǎo)體研發(fā)靜電吸附系統(tǒng)，目前可提供性能陶瓷和薄膜涂層兩大類產(chǎn)品，可用于PVD、CVD、干法刻蝕等設(shè)備上。
（3）O－ring：半導(dǎo)體工藝中存在大量含氟、含氫等高能態(tài)氣體，高溫環(huán)境下極易引起材料表面化學(xué)及物理反應(yīng)，因此對密封件的超潔凈、耐高溫、抗腐蝕性能要求很高。目前，O－ring市場主要被法國杜邦（Dupont）壟斷，國產(chǎn)廠商芯密科技2020年初成立于臨港，8月實現(xiàn)一期量產(chǎn)，取得國產(chǎn)密封圈的突破性進(jìn)展。
（4）測量儀器：工藝制造需要半導(dǎo)體設(shè)備內(nèi)部整合壓力檢測、流量檢測、氣體分析、光子數(shù)分析等測量系統(tǒng)，種類復(fù)雜且要求高。目前此部分市場主要被美國萬機儀器（MKS）壟斷。
（5）射頻發(fā)生器：射頻發(fā)生器主要用來產(chǎn)生等離子體炬，比如ICP中產(chǎn)生高頻電流輸送給電感線圈。其關(guān)鍵指標(biāo)在于其工作頻率、輸出功率以及頻率和功率的穩(wěn)定性。國際市場主要被AE、MKS等壟斷，國內(nèi)北廣科技承擔(dān)國家02專項“射頻發(fā)生器研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”課題，2019年通過驗收。后續(xù)，北方華創(chuàng)2020年收購北廣科技射頻應(yīng)用相關(guān)資產(chǎn)。
（6）機械臂：半導(dǎo)體設(shè)備對于機械臂的穩(wěn)定性、傳片速率和準(zhǔn)確性要求很高。目前，美國布魯克斯（Brooks）的真空機械手和真空傳輸平臺產(chǎn)品幾乎壟斷了全球市場。日本RORZE在日本晶圓手搬送機排名第一。國內(nèi)廠商有沈陽新松，2020年其EFEM和真空傳輸平臺等集束型設(shè)備實現(xiàn)小批量銷售。
3 設(shè)備廠視角看零部件需求
3．1 成本視角：22年全球400億美元，國產(chǎn)廠商141億元需求
我們摘取主要國產(chǎn)設(shè)備廠商其設(shè)備及備品備件相關(guān)業(yè)務(wù)的收入及成本結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)：
（1） 2020年國內(nèi)主要半導(dǎo)體設(shè)備廠商的材料成本合計約為66．6億元，即當(dāng)年采購需求約為67億元；材料占成本比例一般在90％上下，綜合毛利率來看，國內(nèi)設(shè)備廠商材料費占營收比例約為60％。考慮到泛林、應(yīng)用材料等國際設(shè)備大廠的毛利率水平差不多在40％－50％之間，高于國內(nèi)設(shè)備廠商，且其市占率很高，則45％毛利率假設(shè)下，全球材料費占營收比重預(yù)計在40％左右。
（2）根據(jù)VLSI數(shù)據(jù)，2020年全球晶圓制造設(shè)備（WFE）市場規(guī)模為636億美元；40％的材料費／營收的假設(shè)下，2020年全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件需求約為254億美元。
（3）根據(jù)AMAT判斷，2021年全球WFE規(guī)模在800億美元上下，2022年則將上升到1000億美元量級，2020－2022年復(fù)合增速25％；即同樣40％的材料／營收假設(shè)下，對應(yīng)2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備零部件需求將增長至400億美元量級。
（4）國產(chǎn)化推動下，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商快速放量，從2021年收入增速上來看，北方華創(chuàng)、盛美上海、屹唐股份預(yù)計同比增長均超50％，中微同比增長37％等，遠(yuǎn)高于全球WFE市場25％的復(fù)合增速。我們保守假設(shè)國內(nèi)設(shè)備廠商2020－2022年45％的收入復(fù)合增速，同樣60％的材料／營收占比，則2022年國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商的零部件采購需求約為141億元。
3．2 采購視角：2倍超前采購，機械／電氣／氣體／機電占比大
從2020年主要國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商采購上看，北方華創(chuàng)、中微、屹唐股份、精測電子等的實際采購金額合計約156億元，遠(yuǎn)超成本角度看的當(dāng)年66．6億元的零部件需求，驗證下游擴(kuò)產(chǎn)及國產(chǎn)替代驅(qū)動下，半導(dǎo)體設(shè)備廠商在手訂單充裕，零部件超前采購趨勢顯著。其中，北方華創(chuàng)、盛美上海、華海清科和芯源微當(dāng)年采購總額與材料成本的比例高達(dá)2倍之多。
結(jié)構(gòu)上看，半導(dǎo)體設(shè)備廠商氣體輸送系統(tǒng)、機械類、電氣類、機電一體類采購占比大。
（1）氣體輸送系統(tǒng)：中微公司2018年前五大供應(yīng)商中，供應(yīng)氣體輸送系統(tǒng)的超科林采購占比第一，達(dá)到10．5％；類似地，屹唐股份21H1對超科林采購比例達(dá)到6．2％，拓荊科技2020年對超科林采購比例為8．2％。國內(nèi)廠商華亞智能主營金屬結(jié)構(gòu)件，其大客戶即為超科林。
（2）機械類：機械類的采購大頭主要為石英、陶瓷件、密封件等非金屬件。從國內(nèi)設(shè)備廠采購來看，中微公司2018年主要采購自Ferrotec和靖江先鋒；靖江先鋒主營金屬結(jié)構(gòu)件和不銹鋼／鋁質(zhì)加熱器，占其當(dāng)年采購的5．2％。盛美上海和芯源微則采購自蘇州兆恒。
（3）電氣類：電氣類主要為射頻電源、射頻匹配器等部件。中微公司2018年和拓荊科技2020年主要采購自萬機儀器（MKS）。
（4）機電一體類：包括EFEM、機械手等；國內(nèi)設(shè)備廠主要采購自日本的Rorze，芯源微采購自日本電產(chǎn)三協(xié)（NidecSankyo）；盛美上海采購自其關(guān)聯(lián)企業(yè)NINEBELL。
建議關(guān)注：北方華創(chuàng)、萬業(yè)企業(yè)、江豐電子、神工股份、新萊應(yīng)材、華亞智能、石英股份、華卓精科（未上市）、富創(chuàng)精密（未上市）。
風(fēng)險提示：（1）下游擴(kuò)產(chǎn)不及預(yù)期；（2）國產(chǎn)設(shè)備放量不及預(yù)期；（3）貿(mào)易爭端影響上游供應(yīng)。
