电子行业深度研究：半导体设备零部件，有望迎来需求复苏+国产替代加速

SEMI预计24年晶圆厂前道设备支出将同比提升，零部件下游需求有望积极改善。根据SEMI的数据，2023年全球 晶圆厂前道设备支出预计同比下降15%，从2022年的995亿美元降至840亿美元，2024年将同比反弹15%，达到970亿美元。2023年头部晶圆厂受到行业需求疲弱、产业链去库存及美国出口管制的影响，招标整体偏弱。根据企 查查的数据，大基金二期向合肥长鑫增资近400亿元，这次规模数百亿元的增资，预示着国内存储芯片的产能或将迎 来新一轮扩张，我们预测2024年下半年国内晶圆厂的招标和设备下单情况有望积极改善，产业链上下游的设备及零部件、材料、封测产业链都将充分受益。 零部件行业市场集中度低，欧美日企占主导地位，国内设备厂商受外部因素影响和政策驱动，自主可控加速进行。根 据VLSI的数据，近10年半导体零部件市场前十大供应商的市场份额总和稳定在50%左右，从地域分布来看，通用型零部件市场主要由美国、日本供应商主导。由于精密零部件种类多，制作工艺差异大，即使是全球领先的头部企业也只专注于个别生产工艺，行业相对分散也使得国产替代成为可能。根据我们测算，2025年国内仅刻蚀、薄膜沉积和晶圆检测设备所使用的工艺和结构零部件市场规模约37亿美元，2023~2025年复合增速约15%。从需求端来看，设备国产替代催化的主要因素：1）美国对国内半导体设备出口限制持续扩大范围，国产设备得以验证导入，半导体设备和零组件有望持续受益国产替代；2）国家层面对半导体产业的支持力度加大，政策上未来将重点投向国产化率仍处于较低水平的设备、材料和零部件。根据芯谋研究的数据，2022年半导体设备国产化率为12%，预计2023年国产半导体设备加速渗透，销售额将达到62亿美元，市场增速高于全球市场，整体国产化率将提升至16%。 半导体设备零部件研发投入高，验证周期长，客户黏性高，未来“平台化”和“模块化”将是行业成长的长期逻辑。半导 体设备由于高精密度以及内部严苛的反应环境，对零部件的精密度、洁净度以及耐腐蚀性要求极高。根据富创精密的公告，零部件厂商进入设备厂商供应商名录通常需要2~3年的验证周期来确定零部件的性能指标达到要求。由于较长的验证周期，半导体设备厂商一旦与零部件厂商建立合作关系，后续客户黏性也较高。半导体零部件行业所需的资本开支和研发投入门槛高，各家均有独特的生产Know-How，我们认为技术“平台化”发展，掌握多种制造工艺和丰富产品品类的零部件厂商更能帮助客户降低供应链成本、提升采购效率。从扩展性角度来看，“模块化”趋势能极大降低客户采购成本、减少客户切换产线的时间、提高客户的生产效益。因此，我们认为技术“平台化”和产品“模块化”将会是未来半导体设备零部件行业的长期成长逻辑。 为什么当前推荐关注机械类以及气/液/真空类零部件公司：1）机械类和气/液/真空类零部件在设备端价值占比高，根 据各半导体设备公司公告，机械类和气液真空零部件占设备原材料的成本比重约20%~40%/10%~30%，我们认为在细分领域进展较快，能率先实现0-1突破的国产供应商将抢占先机；2）随着美国对中国半导体行业的封锁愈演愈烈，国产替代已成为行业内部亟待解决的需求，各零部件厂商都在积极投入。目前从国产替代的进展来看，通用型标准件国内短期尚无法实现国产替代，但偏定制化的机械类和气/液/真空类零部件已实现突破，具备放量和份额提升的条件。 推荐关注设备零部件板块机械类以及气/液/真空类的优质厂商，正帆科技（工艺介质供应系统、气柜模组）、富创精密 （工艺件、结构件、模组、气体管路等）、新莱应材（半导体Gasline真空/气体管阀核心零部件）、华亚智能（金属结构件）、江丰电子（腔体、喷淋头等金属件及非金属件）、先锋精科（未上市，机械类精密零部件）等。 中美贸易摩擦；行业景气度复苏不及预期；客户导入不及预期、份额提升不及预期。 内容目录 一、半导体金属精密零部件国产替代方兴未艾5 1.1半导体设备结构复杂，零部件种类繁多位于产业链最上游5 1.2技术“平台化”和产品“模块化”是设备零部件行业的长期成长逻辑7 1.3市场对半导体设备零部件行业主要的担忧8 二、国内零部件厂商加速突破，建议关注细分板块龙头12 2.1正帆科技：大陆工艺介质供应系统领导者，CAPEX+OPEX双驱动12 2.2富创精密：专注精密制造的设备金属零部件平台型供应商15 2.3新莱应材：国产半导体Gasline模组核心供应商，积极拓宽产品布局18 2.4华亚智能：向综合制造服务转型的结构件供应商20 2.5江丰电子：半导体靶材龙头，关键零部件加速放量22 2.6先锋精科（未上市A23100.SH）：快速成长中的半导体设备精密零部件供应商24 三、投资建议25 四、风险提示26 附录27 图表目录 图表1：半导体设备零部件位于产业链最上游年产值上百亿美金5 图表2：半导体子系统及相应零部件产品5 图表3：设备零部件主要分为机械类、电气类、气液真空类等，呈现碎片化特点6 图表4：2020年中国晶圆厂采购的8-12寸晶圆设备零部件产品结构7 图表5：半导体设备精密零部件涉及多领域学科技术7 图表6：平台化发展的富创精密可覆盖较多品类零部件7 图表7：中国大陆和中国台湾的半导体设备销售额全球领先8 图表8：根据SEMI数据，除欧洲和北美市场外，其他地区的半导体设备销售额同比均于2022年开始下行8 图表9：中国半导体设备销售额从2Q2023开始同比恢复正增长9 图表10：本轮周期主要半导体设备零部件厂商营收同比变化较半导体周期滞后9 图表11：国内龙头半导体设备厂商近两年在建工程仍保持增长（单位：亿元）10 图表12：国内主要半导体设备厂商合同负债呈逐年上升趋势（单位：亿元）10 图表13：材料费用占国内主要半导体设备厂商的成本比例约90%10 图表14：国内主要半导体设备厂商前五大供应商占比略有下降10 图表15：2018-2022年超科林营业总收入的复合增速达22.31%11 图表16：国内的半导体设备零部件公司在收入规模上与海外龙头有较大差距（单位：亿元）11 图表17：目前机械类精密零部件的国产化程度相对较高12 图表18：半导体设备零部件行业公司的国内收入占比总体呈上升趋势（单位：%）12 图表19：电子工艺设备为公司贡献七成营收13 图表20：OPEX业务收入占比逐年上升13 图表21：公司产品下游主要为泛半导体领域13 图表22：电子气体以及设备零部件业务将为公司打开新的成长曲线14 图表23：从历史业绩来看，公司业绩增速基本领先收入增速14 图表24：正帆科技PE-Bands（TTM）15 图表25：正帆科技PB-Bands（TTM）15 图表26：富创精密产品基本覆盖所有国内主要半导体设备厂商15 图表27：公司率先导入海外客户验证并逐步发展成为海外大客户的战略供应商16 图表28：公司未来的产能扩产将以国内为主，海外市场侧重研发16 图表29：1-3Q23国内需求相对景气公司营收保持增长，新增产能折旧导致业绩短期承压17 图表30：按产品分类来看，模组产品的收入占比逐年上升17 图表31：富创精密PE-Bands（TTM）18 图表32：富创精密PB-Bands（TTM）18 图表33：公司在食品安全领域把握机遇，横向拓展下游至生物制药和泛半导体领域18 图表34：泛半导体领域业务主要分设备端和厂务端19 图表35：公司未来在半导体领域将布局铝制腔体和阀体19 图表36：医药需求下行半导体弱复苏，公司业绩短期承压19 图表37：泛半导体领域收入占公司总收入比重20%以上19 图表38：新莱应材PE-Bands（TTM）20 图表39：新莱应材PB-Bands（TTM）20 图表40：公司产品下游应用广泛，主要业务来源为半导体设备领域20 图表41：公司产品直接或间接供应至海内外半导体设备商，核心客户均为行业龙头21 图表42：华亚智能在半导体设备领域三大核心竞争优势21 图表43：收购冠鸿智能助力公司贯通产业链上下游21 图表44：海外半导体设备需求下滑，公司业绩短期承压22 图表45：半导体设备领域营收占比呈上升趋势（单位：%）22 图表46：华亚智能PE-Bands（TTM）22 图表47：华亚智能PB-Bands（TTM）22 图表48：江丰电子零部件产品主要为结构件等金属零部件，战略布局非金属23 图表49：海外半导体周期下滑，公司业绩短期承压23 图表50：零部件收入占比呈上升趋势（单位：%）23 图表51：江丰电子PE-Bands（TTM）24 图表52：江丰电子PB-Bands（TTM）24 图表53：公司产品主要应用于半导体的刻蚀设备和薄膜沉积设备24 图表54：先锋精科IPO募投项目主要用于产能扩充和技术研发（单位：万元）24 图表55：公司22年营收及归母净利润增速略有下滑25 图表56：公司营收主要来精密零部件（单位：百万元）25 图表57：推荐正帆科技、富创精密、新莱应材等公司26 图表58：SEMI预计2026年全球300mm晶圆厂设备支出有望达到1190亿美元27 图表59：先进制程每万片晶圆厂设备投资额显著高于成熟制程（单位：亿美元）27 图表60：SEMI预测2024年全球半导体设备市场将重返千亿美金规模（单位：亿美元）27 图表61：截至1Q2023大陆部分12英寸晶圆代工产线扩产情况（单位：万片/月）28 图表62：全球前十大半导体设备零部件企业及零部件业务收入情况29 图表63：全球前十大半导体零部件厂商市场份额占比稳定在50%左右29 图表64：目前大部分半导体设备国产化率不足20%30 图表65：半导体设备国产化率有望持续提升30 图表66：23-25年国内刻蚀、薄膜沉积、晶圆检测设备中工艺和结构件市场空间复合增速达15%30 1.1半导体设备结构复杂，零部件种类繁多位于产业链最上游 半导体设备是延续行业“摩尔定律”的瓶颈和关键，半导体设备精密零部件具有高精密、高洁净、超强耐腐蚀能力和耐击穿电压等特性，生产工艺涵盖精密机械加工、材料和工程设计等多领域和学科，是半导体设备的核心技术保障。 图表1：半导体设备零部件位于产业链最上游年产值上百亿美金 来源：富创精密招股说明书，国金证券研究所 半导体设备通常由八大关键子系统组成：气液流量控制系统、真空系统、制程诊断系统、光学系统、电源及气体反应系统、热管理系统、晶圆传送系统及其他关键组件。半导体零部件按产品类型大致可分为：机械类、电气类、机电一体类、气体/液体/真空系统类、仪器仪表类、光学类等。 图表2：半导体子系统及相应零部件产品 子系统 具体零部件 真空系统 控制阀、隔离阀、传输阀、低温泵、干式泵、分子泵等 电源系统 RF射频电源、等离子体源、DC制程电源 气液流量控制系统 气体流量控制器、液体流量控制器、排液泵等 光学系统 光刻光学系统，DUV和EUV光源、其他光源 热管理系统 温控装置、换热系统、测温系统等 晶圆传送系统 真空机械手臂、常压机械手臂 制程诊断系统 气体分析仪、液体分析仪、粒子计数器、其他计量等 关键组件 静电卡盘、陶瓷组件、橡胶组件 来源：VLSI，国金证券研究所 作为半导体设备的重要组成部分，零部件的质量、性能和精度直接决定了半导体设备的可靠性和稳定性，是半导体设备产业中尤为重要的一环，也是半导体设备不断向先进制程演进的载体。从产业链的位置来看，零部件位于半导体设备的上游，零部件的上游则为铝合金材料以及其他金属/非金属原材料等。半导体设备精密零部件是半导体设备制造环节中难度较大且技术含量较高的环节之一，也是国内半导体设备企业被“卡脖子”的环节之一，目前国内的半导体设备零部件国产化率整体处于较低水平。 机械类（金属/非金属的结构件）、机电一体类（机械手等）用于所有设备，光学类零部件主要应用于光刻机以及过程控制设备，真空类的泵阀主要应用于刻蚀、薄膜沉积等干法设备、液体管路等气动液压系统零部件主要用于清洗机等湿法设备。因此，不同种设备