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半導體硅部件行業受益于新應用場景帶來的強勁需求
1、半導體硅部件發展歷程及制造工藝分析
半導體硅部件發展歷程與半導體設備和制程節點發展緊密相關。高純單晶硅材料制作的硅部件在刻蝕工藝中對集成電路制造的影響更小,因此更多的應用于先進制程(7nm、5nm)的刻蝕設備中。對于制程要求不高的集成電路制造,晶圓廠普遍采用多晶硅材料制作的硅部件,由于生產工藝的不同,同尺寸下直拉法生產的單晶硅材料成本高于鑄錠法生產的多晶硅材料。
(1)刻蝕用硅部件
隨著硅片制造技術多年的發展,刻蝕技術發生了許多變化,從最早的圓筒式刻蝕,發展到現代的等離子體刻蝕,其中使用等離子體的干法刻蝕已經成為主流的刻蝕工藝。與傳統刻蝕設備相比,等離子體刻蝕設備中加入了構造精密的刻蝕反應腔室。傳統腔室部件以陶瓷材料為主,但其容易導致缺陷。此外,晶圓與陶瓷元件的電性差異也使得靠近晶圓邊緣的等離子體難以控制,對產品良品率產生影響。相對于陶瓷材料,硅材料所制成的部件不易導致缺陷,且與晶圓電特性相同,因此能夠精密控制邊緣處的等離子體,使產品良品率提高。
特征尺寸的縮小使刻蝕工藝對零部件的工藝要求更加嚴格,主要體現在參數精準控制上,如表面及邊緣粗糙度、噴淋頭微孔內部機械損傷厚度和微孔邊緣形貌等。未來,硅部件制造技術將在平面研磨、硅噴淋頭打孔、超聲波加工等技術方面向極端精細化發展。
(2)爐管用硅部件
爐管設備中常用的傳統材料是石英和碳化硅,其中石英僅在適當的溫度下使用,最高可達到約 950C(超過 1,000C以上時,石英制品存在因熱應力而變形或翹曲的風險),而碳化硅幾乎只在更高的溫度下使用。同時,兩種材料均存在特有的缺點,在高溫情況下,由于熱膨脹系數不同引起晶圓背面的摩擦.從而產生劃傷、變形等缺陷,進而影響產品良品率。硅作為制作材料可有效地減少這種摩擦,且不會對集成電路造成損傷和污染。此外,使用超純凈多晶硅材料制作而成的硅部件已被證實可減少 80%的晶粒錯位,現已應用于先進制程的集成電路制造中。
以 CVD 為例,薄膜同時沉積在晶舟和內管上,經過數次循環后,沉積的薄膜會破裂脫落,并以顆粒的形態隨著空氣運動,最終停留在硅片上,導致缺陷和良品率降低。因此,晶舟和內管等部件需定期進行清洗,以保證良品率不受影響。石英部件在取下并清洗的過程中,所使用的酸蝕刻容易腐蝕石英,而CVD 涂層的碳化硅部件具有化學惰性,不僅與工藝氣體兼容,而且在去除薄膜所需的酸蝕刻中能保持良好的性能,從而顯著提高了舟體使用壽命。但由于碳化硅材料價格比硅和石英更加昂貴,成品交付周期較久(碳化硅舟成品交付周期通常為 18-36 個月),價格更加適中、產品性能更佳的硅部件則更受青睞
在 LPCVD、熱處理工藝下,硅產品是傳統石英產品、碳化硅產品以外新的技術路徑選擇,未來有望被廣泛應用于熱處理和 LPCVD 等爐管設備中。
2、半導體硅部件行業經營模式
半導體硅部件制造廠商商業模式與傳統半導體零部件制造廠商商業模式相似,由于產品專業性強、定制化水平高,主要通過向下游客戶如半導體設備廠商和晶圓制造廠商直接銷售零部件獲得相應收入,且在批量生產之前均需要進行嚴格的供應商導入和產品認證。雖然也存在部分廠商通過行業內專業的貿易集成商向終端客戶銷售的情形,因為終端客戶均會對生產廠商進行嚴格的認證和管理,并非典型的經銷模式。
一般來說,半導體硅部件原廠件制造商應根據半導體設備廠商的需求定制化研發和制造先進的半導體硅部件。全球主流半導體設備廠商均直接向通過產品資格認證的硅部件原廠件制造商定制與其半導體設備相配套且滿足特定工藝要求的先進硅部件。因此,半導體設備廠商在銷售設備的同時,還直接銷售與其設備適配度更高,更能保證晶圓制造過程中各工藝環節穩定性的硅部件產品,并提供硅部件產品的維修、售后和技術支持等服務。
硅部件原廠件制造商在為半導體設備廠商提供定制化產品的同時,也會針對部分應用場景,主要是非刻蝕類產品,自主研發部分硅部件產品,并擁有自主知識產權,可直接面向晶圓產認證、銷售。
此外,晶圓制造廠商還可從上游硅部件副廠件生產商處采購工藝技術壁壘較低或應用于成熟制程的硅部件產品(以刻蝕類產品為主)。與主流半導體硅部件原廠件制造商相比,硅部件副廠件生產商研發能力較弱,主要制造 8 英寸品圓成熟制程用硅部件產品。
3、全球半導體硅部件行業產業鏈分析
與半導體設備產業鏈相似,全球半導體硅部件產業鏈亦呈全球化供應的格局,且主要市場份額被美國、日本和韓國企業所占據。
半導體硅部件行業上游主要為高純度硅材料供應商。全球范圍內,主要的高純度硅材料供應商為瓦克化學、三菱材料、REC 等企業。
硅部件產業鏈中游包括刻蝕用硅部件廠商和爐管用硅部件廠商。其中刻蝕用硅部件廠商較多,主要有Silfex(LAM子公司)、Hana、Worldex、SKC Solmics、三菱材料、Coorstek、盾源聚芯等,市場份額較為集中;爐管用硅部件廠商較少,主要有盾源聚芯、Sico 和 Holm。產業鏈下游由半導體設備廠商和晶圓制造廠商構成。
4、半導體硅部件行業技術水平特點
硅部件行業的技術難點主要包括兩個方面,一方面是硅部件材料的生產(前道) 技術,另一方面是硅部件的加工 (后道) 技術。
在日本、韓國為代表的硅材料傳統優勢國家,硅部件材料的技術發展比較成熟,也最為先進,代表了行業的最高水平。近年來,隨著國內太陽能用硅材料和半導體硅片生產的技術突破,已有部分企業開始布局半導體用硅部件材料領域,硅材料的生產技術也進入快速發展階段。目前,行業內包括神工股份、有研硅以及盾源聚芯在內的硅部件材料廠商技術已比較成熟,能夠為硅部件的后道加工提供穩定的原材料。
在后道加工技術領域,不但需要熟練掌握硅材料特性和精密機加工技術,還需要對下游應用場景有長期的研究和探索。全球范圍內,相關技術主要由AMAT、TEL、LAM 等半導體設備廠商的子公司或者配套外協廠商引領。國內硅部件精密加工技術尚不成熟,能夠得到國際主流設備廠商和晶圓廠商認證企業較少,進而形成了硅部件行業技術主要由境外頭部企業引領的格局。
5、全球半導體硅部件市場規模
(1)刻蝕用硅部件市場規模
刻蝕用硅部件屬于消耗性零部件,在硅部件市場中占據主要份額。未來隨著制程節點不斷縮小,集成電路制造過程中所需的刻蝕次數將顯著增長,因此對刻蝕用硅部件的配置需求也將進一步提高。2022 年全球刻蝕用硅部件市場規模為 144 億元,其中原廠件銷售規模為 107.7 億元,占比 74.8%: 預計 2029年全球刻蝕用硅部件市場規模將達到 250.2 億元,其中原廠件廠商市場份額將持續提高。原廠件市場主要由硅部件制造廠商生產并銷售給刻蝕設備制造廠商的產品組成。
爐管用硅部件更換頻率低于刻蝕用硅部件,市場規模相對小于刻蝕用硅部件。隨著爐管設備銷售額的增長以及設備中硅部件滲透率的上升,全球爐管用硅部件市場規模有望從 2022 年的 5.8 億元增長至 2029 年的37.4億元。爐管用零部件常用的傳統材料為石英或碳化硅,其中石英部件受溫度限制主要應用于 LPCVD 設備中,且更換周期為 2-3 年;碳化硅部件更適用于高溫環境下,但受碳化硅材料制備技術的限制,其成品交付周期長、材料成本高,在爐管設備中的滲透率較低。相比之下,硅材料制作的部件不僅可有效地減少摩擦、降低對晶圓制造的損傷和污染、減少晶格位錯等而且其成品交付周期較短、材料成本較低。因此,硅材質的爐管用零部件有望逐漸替代石英和碳化硅材質的爐管用零部件。
6、全球半導體硅部件行業競爭格局分析
(1)刻蝕用硅部件行業競爭格局
全球刻蝕用硅部件市場主要被美國、日本和韓國企業壟斷,部分企業同時具備大直徑硅材料生產和硅部件加工能力。美國企業 Silfex 為 LAM 子公司,主要為 LAM 提供先進的刻蝕用硅部件產品,在全球市場中占據主導地位; Hana約占全球刻蝕用硅部件原廠件市場份額的 13.3%,主要客戶為 TEL、三星電子和 AMAT 等,且60%以上的硅部件收入來自韓國市場。
(2)爐管用硅部件行業競爭格局
全球爐管用硅部件企業主要有盾源聚芯、Sico 和 Holm 三家公司。盾源聚芯依托先進的硅熔接技術,所制造的硅舟、硅噴射管等爐管用硅部件已得到主流半導體設備廠商和晶圓廠商認證,在 2022 年全球爐管用硅部件市場中約占37.3%的市場份額。傳統的晶舟制造材料為石英或碳化硅,具備石英舟或碳化硅舟供應能力的企業有 Coorstek、Shin-Etsu(信越化學) 、Tosoh (東曹)、AGC(旭硝子) 和東海碳素等。未來爐管用硅部件有望逐步替代由石英和碳化硅材料所制造的爐管用零部件。
7、阻礙半導體硅部件行業發展的不利因素
(1) 逆全球化趨勢
半導體產業鏈較長,社會化分工極為精細,高度依賴全球供應鏈。單一國家或地區不可能將半導體供應鏈完全自主化,全球分工合作的產業格局已在過去幾十年的行業發展中逐步形成。歷史上形成的各個國家和地區的半導體產業分工的格局系各個國家和地區利用自身比較優勢,在開放的市場環境下,通過自由競爭形成最有效的資源配置結果。其中,美國主導了 EDA/IP、芯片設計和關鍵設備,日本在半導體設備、半導體材料等重要環節掌握核心技術,韓國在芯片制造、部分半導體材料上擁有較大話語權: 中國大陸在封測方面有著很強的競爭力;中國臺灣則專注于晶圓制造。以上國家和地區構成了全球半導體產業供應鏈的主體,在各自擅長的環節擁有很強的競爭力。
但近年來,隨著對地緣政治、科技主權、國家安全等因素的考量,各國紛紛出臺政策以推動本土半導體產業發展,半導體產業成為各國強化布局和博弈的重點領域。逆全球化趨勢不但導致半導體產業的重復投資和研發,造成資源和時間的浪費,而且由于比較優勢效用的喪失,會讓半導體行業發展停滯不前。
(2)技術封鎖
集成電路產業屬于西方發達國家的傳統優勢領域,以中國大陸為代表的新興半導體產業區域的快速發展引起了以美國為代表的西方發達國家高度警惕尤其是 2022 年以來,美國“芯片法案”及“出口管制條例”等出臺,針對于中國大陸本土先進制程相關的產品、設備及投資實施了較為嚴格的禁運和封鎖措施,限制了本土高端芯片產業的發展速度。
上述技術封鎖措施,在短期內限制了新興國家或地區的半導體高端產業發展,但從長期來看,則會弱化半導體產業的全球競爭格局,進而減緩整個半導體產業的良性發展和進步。
更多行業資料請參考普華有策咨詢《2023-2029年半導體硅部件行業市場調研及發展趨勢預測報告》,同時普華有策咨詢還提供產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。
目錄
第一章 半導體硅部件行業相關概述
第一節 半導體硅部件行業定義及分類
一、行業定義
二、行業特性及在國民經濟中的地位及影響
第二節 半導體硅部件行業特點及模式
一、半導體硅部件行業發展特征
二、半導體硅部件行業經營模式
第三節 半導體硅部件行業產業鏈分析
一、產業鏈結構
二、半導體硅部件行業主要上游2017-2022年供給規模分析
三、半導體硅部件行業主要上游2017-2022年價格分析
四、半導體硅部件行業主要上游2023-2029年發展趨勢分析
五、半導體硅部件行業主要下游2017-2022年發展概況分析
六、半導體硅部件行業主要下游2023-2029年發展趨勢分析
第二章 半導體硅部件行業全球發展分析
第一節 全球半導體硅部件市場總體情況分析
一、全球半導體硅部件行業的發展特點
二、全球半導體硅部件市場結構
三、全球半導體硅部件行業市場規模分析
四、全球半導體硅部件行業競爭格局
五、全球半導體硅部件市場區域分布
第二節 全球主要國家(地區)市場分析
一、歐洲
1、歐洲半導體硅部件行業市場規模
2、歐洲半導體硅部件市場結構
3、2023-2029年歐洲半導體硅部件行業發展前景預測
二、北美
1、北美半導體硅部件行業市場規模
2、北美半導體硅部件市場結構
3、2023-2029年北美半導體硅部件行業發展前景預測
三、日韓
1、日韓半導體硅部件行業市場規模
2、日韓半導體硅部件市場結構
3、2023-2029年日韓半導體硅部件行業發展前景預測
四、其他
第三章 《國民經濟行業分類與代碼》中半導體硅部件所屬行業2023-2029年規劃概述
第一節 2017-2022年所屬行業發展回顧
一、2017-2022年所屬行業運行情況
二、2017-2022年所屬行業發展特點
三、2017-2022年所屬行業發展成就
第二節 半導體硅部件行業所屬行業2023-2029年規劃解讀
一、2023-2029年規劃的總體戰略布局
二、2023-2029年規劃對經濟發展的影響
三、2023-2029年規劃的主要目標
第四章 2023-2029年行業發展環境分析
第一節 2023-2029年世界經濟發展趨勢
第二節 2023-2029年我國經濟面臨的形勢
第三節 2023-2029年我國對外經濟貿易預測
第四節2023-2029年行業技術環境分析
一、行業相關技術
二、行業專利情況
1、中國半導體硅部件專利申請
2、中國半導體硅部件專利公開
3、中國半導體硅部件熱門申請人
4、中國半導體硅部件熱門技術
第五節2023-2029年行業社會環境分析
第五章 普華有策對半導體硅部件行業總體發展狀況
第一節 半導體硅部件行業特性分析
第二節 半導體硅部件產業特征與行業重要性
第三節 2017-2022年半導體硅部件行業發展分析
一、2017-2022年半導體硅部件行業發展態勢分析
二、2017-2022年半導體硅部件行業發展特點分析
三、2023-2029年區域產業布局與產業轉移
第四節 2017-2022年半導體硅部件行業規模情況分析
一、行業單位規模情況分析
二、行業人員規模狀況分析
三、行業資產規模狀況分析
四、行業市場規模狀況分析
第五節 2017-2022年半導體硅部件行業財務能力分析與2023-2029年預測
一、行業盈利能力分析與預測
二、行業償債能力分析與預測
三、行業營運能力分析與預測
四、行業發展能力分析與預測
第六章 POLICY對2023-2029年我國半導體硅部件市場供需形勢分析
第一節 我國半導體硅部件市場供需分析
一、2017-2022年我國半導體硅部件行業供給情況
二、2017-2022年我國半導體硅部件行業需求情況
1、半導體硅部件行業需求市場
2、半導體硅部件行業客戶結構
3、半導體硅部件行業區域需求結構
三、2017-2022年我國半導體硅部件行業供需平衡分析
第二節 半導體硅部件產品市場應用及需求預測
一、半導體硅部件產品應用市場總體需求分析
1、半導體硅部件產品應用市場需求特征
2、半導體硅部件產品應用市場需求總規模
二、2023-2029年半導體硅部件行業領域需求量預測
1、2023-2029年半導體硅部件行業領域需求產品功能預測
2、2023-2029年半導體硅部件行業領域需求產品市場格局預測
第七章 我國半導體硅部件行業運行分析
第一節 我國半導體硅部件行業發展狀況分析
一、我國半導體硅部件行業發展階段
二、我國半導體硅部件行業發展總體概況
第二節 2017-2022年半導體硅部件行業發展現狀
一、2017-2022年我國半導體硅部件行業市場規模
二、2017-2022年我國半導體硅部件行業發展分析
三、2017-2022年中國半導體硅部件企業發展分析
第三節 2017-2022年半導體硅部件市場情況分析
一、2017-2022年中國半導體硅部件市場總體概況
二、2017-2022年中國半導體硅部件市場發展分析
第四節 我國半導體硅部件市場價格走勢分析
一、半導體硅部件市場定價機制組成
二、半導體硅部件市場價格影響因素
三、2017-2022年半導體硅部件價格走勢分析
四、2023-2029年半導體硅部件價格走勢預測
第八章 POLICY對中國半導體硅部件市場規模分析
第一節 2017-2022年中國半導體硅部件市場規模分析
第二節 2017-2022年我國半導體硅部件區域結構分析
第三節 2017-2022年中國半導體硅部件區域市場規模
一、2017-2022年東北地區市場規模分析
二、2017-2022年華北地區市場規模分析
三、2017-2022年華東地區市場規模分析
四、2017-2022年華中地區市場規模分析
五、2017-2022年華南地區市場規模分析
六、2017-2022年西部地區市場規模分析
第四節 2023-2029年中國半導體硅部件區域市場前景預測
一、2023-2029年東北地區市場前景預測
二、2023-2029年華北地區市場前景預測
三、2023-2029年華東地區市場前景預測
四、2023-2029年華中地區市場前景預測
五、2023-2029年華南地區市場前景預測
六、2023-2029年西部地區市場前景預測
第九章 普●華●有●策對2023-2029年半導體硅部件行業產業結構調整分析
第一節 半導體硅部件產業結構分析
一、市場細分充分程度分析
二、下游應用領域需求結構占比
三、領先應用領域的結構分析(所有制結構)
第二節 產業價值鏈條的結構分析及產業鏈條的整體競爭優勢分析
一、產業價值鏈條的構成
二、產業鏈條的競爭優勢與劣勢分析
第十章 半導體硅部件行業競爭力優勢分析
第一節 半導體硅部件行業競爭力優勢分析
一、行業整體競爭力評價
二、行業競爭力評價結果分析
三、競爭優勢評價及構建建議
第二節 中國半導體硅部件行業競爭力剖析
第三節 半導體硅部件行業SWOT分析
一、半導體硅部件行業優勢分析
二、半導體硅部件行業劣勢分析
三、半導體硅部件行業機會分析
四、半導體硅部件行業威脅分析
第十一章 2023-2029年半導體硅部件行業市場競爭策略分析
第一節 行業總體市場競爭狀況分析
一、半導體硅部件行業競爭結構分析
1、現有企業間競爭
2、潛在進入者分析
3、替代品威脅分析
4、供應商議價能力
5、客戶議價能力
6、競爭結構特點總結
二、半導體硅部件行業企業間競爭格局分析
1、不同規模企業競爭格局
2、不同所有制企業競爭格局
3、不同區域企業競爭格局
三、半導體硅部件行業集中度分析
1、市場集中度分析
2、企業集中度分析
3、區域集中度分析
第二節 中國半導體硅部件行業競爭格局綜述
一、半導體硅部件行業競爭概況
二、重點企業市場份額占比分析
三、半導體硅部件行業主要企業競爭力分析
1、重點企業資產總計對比分析
2、重點企業從業人員對比分析
3、重點企業營業收入對比分析
4、重點企業利潤總額對比分析
5、重點企業負債總額對比分析
第三節 2017-2022年半導體硅部件行業競爭格局分析
一、國內主要半導體硅部件企業動向
二、國內半導體硅部件企業擬在建項目分析
三、我國半導體硅部件市場集中度分析
第四節 半導體硅部件企業競爭策略分析
一、提高半導體硅部件企業競爭力的策略
二、影響半導體硅部件企業核心競爭力的因素及提升途徑
第十二章 普華有策對行業重點企業發展形勢分析
第一節 企業五
一、企業概況及半導體硅部件產品介紹
二、企業核心競爭力分析
三、企業主要利潤指標分析
四、2017-2022年主要經營數據指標
五、企業發展戰略規劃
第二節 企業二
第三節 企業三
第四節 企業四
第五節 企業五
第十三章 普●華●有●策對2023-2029年半導體硅部件行業投資前景展望
第一節 半導體硅部件行業2023-2029年投資機會分析
一、半導體硅部件行業典型項目分析
二、可以投資的半導體硅部件模式
三、2023-2029年半導體硅部件投資機會
第二節 2023-2029年半導體硅部件行業發展預測分析
一、產業集中度趨勢分析
二、2023-2029年行業發展趨勢
三、2023-2029年半導體硅部件行業技術開發方向
四、總體行業2023-2029年整體規劃及預測
第三節 2023-2029年規劃將為半導體硅部件行業找到新的增長點
第十四章 普●華●有●策對 2023-2029年半導體硅部件行業發展趨勢及投資風險分析
第一節 2017-2022年半導體硅部件存在的問題
第二節 2023-2029年發展預測分析
一、2023-2029年半導體硅部件發展方向分析
二、2023-2029年半導體硅部件行業發展規模預測
三、2023-2029年半導體硅部件行業發展趨勢預測
四、2023-2029年半導體硅部件行業發展重點
第三節 2023-2029年行業進入壁壘分析
一、技術壁壘分析
二、資金壁壘分析
三、政策壁壘分析
四、其他壁壘分析
第四節 2023-2029年半導體硅部件行業投資風險分析
一、競爭風險分析
二、原材料風險分析
三、人才風險分析
四、技術風險分析
五、其他風險分析
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