新興領(lǐng)域崛起，半導體發(fā)展引擎被點燃，國產(chǎn)替代加速進行
從整個市場環(huán)境來看，雖然半導體行業(yè)自2021年起受到全球通貨膨脹、地緣沖突等因素的影響而進入暫時性下行周期，但隨著AIOT、智能汽車、大數(shù)據(jù)、XR等新興領(lǐng)域的迅速崛起，半導體領(lǐng)域的發(fā)展引擎已被點燃。
目前，半導體零部件被美日歐高度壟斷。加之，美國頻繁對我國高科技領(lǐng)域?qū)嵤┘夹g(shù)封鎖，且手段日趨嚴厲，這使國內(nèi)廠商關(guān)鍵技術(shù)自主可控的意愿愈發(fā)強烈。
為應對嚴峻形勢，我國半導體廠商正積極推進國產(chǎn)化落地。眾多設(shè)備及零部件廠商正積極推進跨期合作，通過自研、并購等方式推進對關(guān)鍵零部件業(yè)務的布局，并在部分零部件細分賽道已相繼取得突破，半導體零部件的國產(chǎn)化浪潮已然掀起。
新興領(lǐng)域崛起，驅(qū)動半導體需求回暖
半導體零部件是指在材料、結(jié)構(gòu)、工藝、品質(zhì)和精度、可靠性及穩(wěn)定性等性能方面達到了半導體設(shè)備技術(shù)要求的零部件，是半導體設(shè)備的基礎(chǔ)和核心，直接決定著設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性。從2020年到2022年，半導體行業(yè)歷經(jīng)供不應求，再到階段性供過于求的周期變化。
短期來看，受全球通貨膨脹、疫情、地緣沖突和下游創(chuàng)新放緩的影響，以手機、PC為代表的可選性耐用消耗品需求不振，從而使半導體行業(yè)景氣度進入暫時性下行周期。以1976年至今的全球半導體銷售額為鑒，半導體行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)周期性變動的規(guī)律，隨著半導體公司庫存水位的逐步修正，半導體行業(yè)有望憑借技術(shù)創(chuàng)新及下游需求回暖拉動而觸底回升。
另據(jù)，美國半導體行業(yè)協(xié)會發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2023年Q2全球半導體銷售額總計為1245億美元，環(huán)比Q1增長4.7%；2023年6月全球銷售額為415億美元，環(huán)比增長1.7%，全球芯片銷售額已連續(xù)四個月小幅上升；與此同時，我國六月半導體銷售額也實現(xiàn)了環(huán)比3.2%的增長，因此全球半導體銷售額連續(xù)小幅回升，有望實現(xiàn)觸底反彈。
隨著海量算力需求涌現(xiàn)，AI服務器作為人工智能的核心基礎(chǔ)設(shè)施，其市場規(guī)模將加速擴張，AI服務器搭載的CPU、GPU、FPGA、ASIC等芯片需求將同步上漲。TrendForce預測，2023年全球AI服務器出貨量近120萬臺，同比增長38.4%，出貨量占整體服務器出貨量近9%，2026年占比將提升至15%，2022年-2026年AI服務器出貨量CAGR為29%；AI芯片2023年出貨量將增長46％，其中英偉達GPU為AI服務器市場搭載主流，市占率約60～70％，其次為云端廠商自主研發(fā)的AISC芯片，市占率超20％。
汽車電子價值量占整車成本比重快速上升，持續(xù)打開車規(guī)級芯片增長空間。受益于汽車行業(yè)電動化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、共享化趨勢日益深入的發(fā)展，汽車電子技術(shù)水平不斷優(yōu)化升級，汽車電子占整車價值量的比重快速上升。
AI/汽車/XR領(lǐng)域需求依然迅猛，將作為三大驅(qū)動力在中長期支撐半導體行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。據(jù)McKinsey預測，2030年全球半導體銷售規(guī)模有望達到1萬億美元，年均增長率可能達到6%-8%。其中，計算與數(shù)據(jù)存儲市場規(guī)模可達3300億美元，將是市場份額最大的領(lǐng)域，汽車領(lǐng)域市場規(guī)模達1600億美元，將是增長最快的領(lǐng)域，2021-2030年CAGR可達13%-15%。
半導體呈現(xiàn)局部高度壟斷的現(xiàn)狀
第一，半導體行業(yè)集中度比較高，全球龍頭高度壟斷。半導體核心零部件廠商主要集中于美、日、歐三地，海外合計市場份額在九成以上。
據(jù)VLSI數(shù)據(jù)，全球半導體零部件供應商CR10長期穩(wěn)定于50%，且其主要產(chǎn)品已基本覆蓋各半導體零部件類型，主導零部件整體市場的發(fā)展。
據(jù)ICWorld 2020公開資料所示的20類43家全球零部件供應商，共有美國和日本供應商20家和16家，分別占比45%和36%，其余均為海外廠商。由于上游原材料被外商壟斷，工藝成熟度與國外存在技術(shù)代差，我國半導體零部件質(zhì)量及性能穩(wěn)定性較差。
第二，細分品類繁多，市場高度碎片化。半導體零部件品類繁多，細分賽道數(shù)量眾多，呈現(xiàn)高度碎片化。按功能的不同，半導體零部件可分為機械類、電氣類、機電一體類、氣/液/真空系統(tǒng)、光學類和儀器儀表類等子賽道，不同品類之間存在顯著差異和技術(shù)壁壘。據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2021年機械類零部件占比最高為25%，氣/液/真空系統(tǒng)占比19%，機電一體類、光學類占比相當，為17%。
第三，單產(chǎn)品市場空間有限，龍頭廠商跨品類發(fā)展。國際龍頭大多采取多產(chǎn)品線發(fā)展策略，布局可覆蓋多個下游的通用零部件。各細分品類零部件差異巨大、技術(shù)壁壘高，市場格局分散且單產(chǎn)品市場空間有限。以MKS儀器為例，公司廣泛布局氣體壓力計、儀器儀表、射頻電源、真空產(chǎn)品等多條產(chǎn)品線并均取得一定市場份額，產(chǎn)品打通半導體、工業(yè)、醫(yī)療、生命健康和國防等應用領(lǐng)域，不僅為客戶提供系統(tǒng)全面的服務方案，同時構(gòu)筑了公司獨特的競爭優(yōu)勢。
國產(chǎn)替代仍為國內(nèi)半導體主要發(fā)展趨勢
半導體設(shè)備的升級迭代很大程度上依賴于精密零部件技術(shù)的突破。隨著中美科技大戰(zhàn)持續(xù)升級，關(guān)鍵零部件成為國產(chǎn)半導體發(fā)展的掣肘，技術(shù)自主可控訴求強烈，國產(chǎn)替代為大勢所趨。與設(shè)備整機市場相比，零部件市場規(guī)模不大，但起著以小制大的關(guān)鍵作用。
據(jù)芯謀研究，中國晶圓廠采購的設(shè)備零部件主要包括石英、射頻發(fā)生器、泵類、閥門和吸盤等，采購金額占比均高于8%。其中，僅石英件、反應腔噴淋頭、邊緣環(huán)的國產(chǎn)化率超過10%，其余零部件自給率均不足10%，閥門、泵類、密封圈基本依賴進口。
即便我國的自主化之路道阻且長，我們?nèi)詧孕判袆t將至。源起基金表示，可以從以下幾方面突破國產(chǎn)化難點：
第一，細分市場規(guī)模小且碎片化
與食品和醫(yī)用級產(chǎn)品相比，半導體級零部件產(chǎn)品具有較高的技術(shù)壁壘和精度要求，細分市場規(guī)模較小，在國內(nèi)市場算上外商采購約兩三千萬美元。同時，零部件產(chǎn)品種類繁多且工作原理差異巨大，難以形成規(guī)模效應，極大削弱了本土廠商的國產(chǎn)化動力。
第二，原料的性能指標要求高
精密半導體零部件對原料的性能有極高要求，包括純度、精密度、穩(wěn)定性、均勻性等。與成熟的機械加工產(chǎn)業(yè)相比，我國材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為滯后，原材料在性能指標上與世界先進水平仍存在較大差距。
第三，電氣類產(chǎn)品基礎(chǔ)較為薄弱
我國廠商在機械類零部件領(lǐng)域起步較早，但在電氣類和機電一體類組件領(lǐng)域仍處于起步階段，國產(chǎn)化率較低。電氣類零部件的結(jié)構(gòu)較為復雜，對效率/精度/穩(wěn)定性要求較高，國產(chǎn)產(chǎn)品性能較行業(yè)龍頭存在較大差距。以射頻發(fā)生器為例，其性能直接決定腔內(nèi)等離子體濃度，從而影響刻蝕及PECVD等關(guān)鍵步驟，而當前國產(chǎn)產(chǎn)品的電源電壓和品類等參數(shù)尚不穩(wěn)定，與國際先進水平仍有很大差距。
第四，認證程序復雜且周期長
半導體設(shè)備行業(yè)具有極高的供應鏈進入壁壘，資質(zhì)認證體系嚴格。且零部件需經(jīng)過客戶端長期的反復調(diào)試和驗證，在多次達標后才能進入設(shè)備廠商的核
心供應鏈，建立起長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。
第五，表面處理技術(shù)要求高
表面處理是指在零部件表面覆蓋保護層或改變其表面狀態(tài)，從而隔絕腐蝕環(huán)境。干法處理包括氧化處理、氫氣處理、含氟氣體刻蝕，濕法處理主要為溶液浸泡和擴散。當前中國廠商難以解決表面處理問題，因此閥門、噴淋頭、陶瓷件等零部件發(fā)展受到制約。
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