前言
半導(dǎo)體閥門在晶圓生產(chǎn)過程中扮演著至關(guān)重要的角色,隨著晶圓擴(kuò)產(chǎn)潮涌,半導(dǎo)體閥門市場空間廣闊。海外廠商掌握生產(chǎn)制造的核心技術(shù),壟斷全球半導(dǎo)體閥門市場;而國內(nèi)廠商技術(shù)水平較低,導(dǎo)致我國在這一領(lǐng)域的國產(chǎn)率較低,產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口,尤其在高端領(lǐng)域國產(chǎn)替代幾乎空白。但隨著美國對國內(nèi)半導(dǎo)體制裁愈演愈烈,設(shè)備廠和 Fab 廠為保障供應(yīng)鏈安全,對國產(chǎn)替代的需求愈發(fā)強(qiáng)烈,半導(dǎo)體閥門作為半導(dǎo)體核心零部件,相關(guān)企業(yè)有望迎來長足發(fā)展?,F(xiàn)階段國內(nèi)已有一批企業(yè)積極布局半導(dǎo)體閥門市場,加速國產(chǎn)替代進(jìn)程,如新萊應(yīng)材、晶盛機(jī)電等。
一、半導(dǎo)體閥門是半導(dǎo)體設(shè)備真空系統(tǒng)與流體系統(tǒng)中的重要零部件
根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國半導(dǎo)體閥門行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與投資趨勢分析報告(2025-2032年)》顯示,半導(dǎo)體閥門是半導(dǎo)體設(shè)備真空系統(tǒng)與流體系統(tǒng)中的重要零部件,發(fā)揮著開閉、控制流量/流向、調(diào)節(jié)壓力等作用。
在真空系統(tǒng)中,真空閥門是重要組成部分,指在真空系統(tǒng)中用來改變氣流方向,調(diào)節(jié)氣流量大小,切斷或接通管路的真空系統(tǒng)元件,主要作用即隔離真空區(qū)域或控制氣體進(jìn)出量。按照功能劃分,真空閥門可分為隔離閥、控制閥、傳輸閥等。隔離閥主要起隔絕/接通的作用,營造真空環(huán)境;控制閥主要起控制氣體流量和壓力的作用;傳輸閥則可用于晶圓在腔體之間或腔體和真空鎖之間的傳輸。具體來看,隔離閥和控制閥又包括閘閥、角閥、蝶閥、球閥、擺閥等。
真空系統(tǒng)主要閥門分類
類別 |
簡介 |
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隔離閥與控制閥 |
閘閥 |
閘閥是一個啟閉件閘板,閘板的運(yùn)動方向與流體方向相垂直,閘閥只能作全開和全關(guān),不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流。閘閥分為剛性閘閥和彈性閘閥。具有流動阻力小、結(jié)構(gòu)緊湊、閥門剛性好、流阻數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。 |
角閥 |
角閥氣體通路通常呈直角,主要可用于真空系統(tǒng)中的排氣管路和抽氣系統(tǒng)等的連接,如用于主泵(通常為分子泵)和前級泵(通常為干泵)之間(即前級管路),或者是工藝腔和前級泵之間(即粗抽或預(yù)真空管路),角閥適用于嚴(yán)苛的環(huán)境下,具有出色的可靠性,也可具備控制作用。 |
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蝶閥 |
蝶閥閥體呈圓筒形,軸向長度短,內(nèi)置蝶板,利用圓盤的啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn) 90°來開啟、關(guān)閉或調(diào)節(jié)氣體流量的一種閥門,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、開關(guān)迅速、力矩較小的特點(diǎn)。 |
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球閥 |
球閥的啟閉件是中間帶有圓形通道的球體,可以繞垂直于通道的軸線旋轉(zhuǎn),而達(dá)到啟閉通道的目的。球閥適用于高真空到低真空等壓力范圍,同時在帶有腐蝕性介質(zhì)的系統(tǒng)中也均可適用。 |
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擺閥 |
擺閥基于鐘擺運(yùn)動原理來控制流體的流動,當(dāng)閥門處于開啟狀態(tài)時,氣體可以自由流動,當(dāng)閥門沒有外力作用時,受到重力影響會向下擺動處于關(guān)閉狀態(tài),阻止氣體自由流動,具有設(shè)計(jì)緊湊、振動小、啟閉平穩(wěn)、能有效避免產(chǎn)生顆粒的特點(diǎn),被廣泛用作控制閥,多用于真空泵和工藝腔之間 |
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傳輸閥 |
傳輸閥是用于連接腔室之間的閥門,通常用于工藝腔與 Load lock 之間,需要保證兩邊腔體的密封性。 |
資料來源:觀研天下整理
在流體系統(tǒng)中,流體系統(tǒng)分為氣體輸送和液體輸送子系統(tǒng),半導(dǎo)體制造工藝設(shè)備內(nèi)/外部氣路系統(tǒng)需要大量的高純流體閥門參與氣體的控制,電子氣體先由氣柜出來經(jīng)過分配,通過多功能閥箱/閥盤及二次配閥盤,該過程中需用到隔膜閥、單向閥、調(diào)壓閥等閥門。
流體系統(tǒng)主要閥門分類
類別 | 簡介 |
隔膜閥 | 隔膜閥是用隔膜作啟閉件封閉流道、截?cái)嗔黧w、并將閥體內(nèi)腔和閥蓋內(nèi)腔隔開的截止閥。隔膜閥按結(jié)構(gòu)形式可分為:屋式、直流式、截止式、直通式、閘板式和直角式六種;連接形式通常為法蘭連接 |
調(diào)壓閥 | 調(diào)壓閥可以把從鋼瓶、壓縮機(jī)等來源排出的氣體或液體的壓力降低到分析儀等設(shè)備所需的較低值。 |
單向閥 | 單向閥的設(shè)計(jì)允許流體在一個方向上流動,而阻止反向流動,確保系統(tǒng)流程的穩(wěn)定性和安全性。在半導(dǎo)體制造過程中,單向閥確?;瘜W(xué)氣體或液體按預(yù)定方向流動,防止逆流,對維持工藝流程的穩(wěn)定性很重要。 |
資料來源:觀研天下整理
二、全球晶圓擴(kuò)產(chǎn)潮涌,半導(dǎo)體閥門市場空間廣闊
半導(dǎo)體閥門在晶圓生產(chǎn)過程中扮演著至關(guān)重要的角色,隨著晶圓擴(kuò)產(chǎn)潮涌,半導(dǎo)體閥門市場空間廣闊。根據(jù)數(shù)據(jù),2025年全球?qū)⒂?8座新晶圓廠開工,晶圓產(chǎn)能將達(dá)3360萬片/月,較上年同比增長6.6%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
2023年全球半導(dǎo)體閥門及管接頭市場銷售額達(dá)30.81 億美元,預(yù)計(jì)2030 年全球半導(dǎo)體閥門及管接頭市場銷售額將達(dá)到42.33億美元, 2024-2030 年復(fù)合年增長率為 4.53%。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
三、半導(dǎo)體閥門國產(chǎn)替代需求迫切,中國企業(yè)有望迎來長足發(fā)展
全球主要半導(dǎo)體閥門生產(chǎn)企業(yè)包括 VAT,富士金,派克,CKD,MKS,世偉洛克,IHARA,SMCCorporation等。
其中,真空系統(tǒng)閥門市場由瑞士 VAT 公司主導(dǎo),其2021 年的全球市場份額高達(dá)75%。此外,MKS(美國)、VTEX(日本)、CKD(日本)、SMC(日本)、Ulvac(日本)等廠商也占據(jù)了不小的市場份額。在流體系統(tǒng)閥門市場方面,主要參與者同樣為美日企業(yè),包括 Swagelok(美國)、Fujikin(日本)、Parker Hannifin(美國)等。
數(shù)據(jù)來源:觀研天下數(shù)據(jù)中心整理
海外廠商壟斷市場,主要得益于其掌握了半導(dǎo)體閥門生產(chǎn)制造的核心技術(shù)。相比之下,國內(nèi)廠商技術(shù)水平較低,導(dǎo)致我國在這一領(lǐng)域的國產(chǎn)率較低,產(chǎn)品大量依賴進(jìn)口,尤其在高端領(lǐng)域國產(chǎn)替代幾乎空白。但隨著美國對國內(nèi)半導(dǎo)體制裁愈演愈烈,設(shè)備廠和 Fab 廠為保障供應(yīng)鏈安全,對國產(chǎn)替代的需求愈發(fā)強(qiáng)烈,半導(dǎo)體閥門作為半導(dǎo)體核心零部件,相關(guān)企業(yè)有望迎來長足發(fā)展。
美國對中國半導(dǎo)體制裁政策梳理
時間 | 具體事件 |
2016年3月 | 美國商務(wù)部將中興通訊等列入“實(shí)體清單”,對中興公司限制出口 |
2018年3-4月 | 美國商務(wù)部限制中興通訊等中企獲得美國產(chǎn)品,禁止其從美國進(jìn)口商品,2018 年中美半導(dǎo)體貿(mào)易戰(zhàn)全面打響。 |
2018年10月 | 美國商務(wù)部正式采取行動限制美國企業(yè)對福建晉華集成電路有限公司(“晉華”)的任何產(chǎn)品出口。 |
2019年5-8月 | 美國商務(wù)部將華為及其 114 家附屬公司列入”實(shí)體清單”,標(biāo)志著美國開啟對中國半導(dǎo)體、5G 領(lǐng)域的技術(shù)限制。ASML 停止向中國出口 EUV 光刻機(jī)。 |
2020年4月 | 美國商務(wù)部宣布規(guī)定,要求全球使用美國設(shè)備生產(chǎn)芯片的公司,如果向華為供應(yīng)產(chǎn)品,必須先獲得美國的許可。 |
2020年5-8月 | 美國商務(wù)部進(jìn)一步加強(qiáng)對華為的出口管制,限制華為使用美國技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的產(chǎn)品,將華為在全球 21 個國家的 38 家子公司列入“實(shí)體清單”。 |
2020年9月 | 美國商務(wù)部針對華為及其子公司的芯片升級禁令正式生效,臺積電停止為華為生產(chǎn)麒麟芯片。 |
2020年10月 | 美國國際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所(ITIF)發(fā)布《與中國競爭:戰(zhàn)略框架》報告,明確將中國定義為美國在科技領(lǐng)域的“最大威脅”。 |
2020年12月 | 美國商務(wù)部工業(yè)與安全局(BIS)將中國芯片制造商中芯國際(SMIC)等60 多家其他企業(yè)列入“實(shí)體清單”。 |
2021年4月 | 美國總統(tǒng)拜登召集英特爾、臺積電、三星等 10 家芯片相關(guān)企業(yè)召開峰會,并提出在芯片產(chǎn)業(yè)投入 500 億美元來重振美國芯片制造。 |
2021年6月 | 美國參議院通過《2021 年美國創(chuàng)新與競爭法案》(USICA),提供資金支持美國半導(dǎo)體研發(fā)和生產(chǎn),限制與中國的科技往來。拜登簽署行政命令,將華為公司、中芯國際等 59 家企業(yè)列入投資“黑名單” |
2021年12月 | 美國通過《2022 財(cái)年國防授權(quán)法案》(NDAA),包含限制與中國軍事和監(jiān)視相關(guān)實(shí)體交易的條款。 |
2022年2月 | 美國國防部將中芯國際列入《中國軍方與軍工企業(yè)清單》。 |
2022年3月 | 美國政府聯(lián)合韓國、日本和臺灣地區(qū)組建“Chip 4”芯片四方聯(lián)盟。 |
2022年7月 | 美國商務(wù)部禁止 ASML、Lam Research、KLA 向中國出口 14nm 以下先進(jìn)制程制造設(shè)備 |
2022年8月 | 美國總統(tǒng)拜登簽署《2022 芯片與科學(xué)法案》,要求接受美國政府資金的芯片企業(yè)不得在中國對某些半導(dǎo)體新建廠或擴(kuò)產(chǎn)。 |
2022年10月 | 修訂《出口管理?xiàng)l例》,管控主要涉及和先進(jìn)計(jì)算及半導(dǎo)體制造業(yè)以及超級計(jì)算機(jī)和半導(dǎo)體最終用途 |
2022年12月 | 美國商務(wù)部將長江存儲等 36 家中國高科技企業(yè)及研發(fā)機(jī)構(gòu)列入美出口管制“實(shí)體清單”?!?023 財(cái)年國防授權(quán)法案》禁止美國政府采購中芯國際等 3 家公司的產(chǎn)品與服務(wù)。 |
2023年1月 | 美、日、荷達(dá)成秘密協(xié)議對華設(shè)限,美國政府向荷蘭發(fā)出強(qiáng)制指令,限制對中國的深紫外(DUV)光刻機(jī)及其部件出口。 |
2023年2月 | 美國商務(wù)部將 6 家中國軍工企業(yè)列入實(shí)體名單。 |
2023年3月 | 美國商務(wù)部以“國家安全”和“外交政策利益”為由將 28 家中國大陸企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)列入“實(shí)體清單”。 |
2023年6月 | 美國準(zhǔn)備將 43 家公司添加到出口管制名單,其中 31 家實(shí)體的總部在中國;美國總統(tǒng)拜登簽署行政命令,限制對華高科技領(lǐng)域投資。 |
2023年8月 | 美國總統(tǒng)拜登簽署行政命令,授權(quán)美國財(cái)政部長監(jiān)管美國在半導(dǎo)體、微電子、量子信息技術(shù)和某些人工智能領(lǐng)域?qū)χ袊髽I(yè)的投資。 |
2023年10月 | 美國商務(wù)部工業(yè)和安全局(BIS)發(fā)布針對芯片的出口禁令新規(guī),包括限制向中國出口更先進(jìn)的人工智能(AI)芯片和半導(dǎo)體設(shè)備等。 |
2024年3月 | 美國商務(wù)部對《出口管理?xiàng)l例》中關(guān)于半導(dǎo)體相關(guān)出口管制內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整和澄清,明確規(guī)定對中國出口的芯片限制也將適用于包含 AI 芯片的筆記本電腦。 |
2024年9月 | 美國商務(wù)部發(fā)布公告,更新了量子計(jì)算和半導(dǎo)體制造的出口管制政策,其中涉及先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備和技術(shù),對中國企業(yè)在進(jìn)口光刻機(jī)等關(guān)鍵半導(dǎo)體設(shè)備提出挑戰(zhàn)。 |
2024年10月 | 美國財(cái)政部正式發(fā)布在半導(dǎo)體、AI 信息等領(lǐng)域的對華投資禁令。 |
2024年11月 | 應(yīng)用材料公司 (Applied Materials) 和 Lam Research 等芯片制造企業(yè)在美國政府壓力的推動下,要求供應(yīng)商將中國從供應(yīng)鏈中剔除。臺積電向所有中國大陸 AI 芯片客戶發(fā)送正式電子郵件,宣布自11 月11 日起,將暫停向中國大陸 AI/GPU 客戶供應(yīng)所有 7nm 及更先進(jìn)工藝的芯片。 |
2024年12月 | 美國發(fā)布了對華半導(dǎo)體出口管制措施,進(jìn)一步加嚴(yán)對半導(dǎo)體制造設(shè)備、存儲芯片等物項(xiàng)的對華出口管制,并將 140 家中國實(shí)體增列至出口管制實(shí)體清單,還拓展長臂管轄,對中國與第三國貿(mào)易橫加干涉。 |
2025 年 1 月 | 拜登政府計(jì)劃在離任前夕對英偉達(dá)等公司的 AI 芯片出口實(shí)施新一輪限制。美國希望在國家層面和公司層面限制數(shù)據(jù)中心所用 AI 芯片的銷售,其將對芯片實(shí)施三個層級(Tier)的限制。自美國政府將 140 家中國實(shí)體列入出口管制實(shí)體清單后,為配合美國對華芯片產(chǎn)業(yè)鏈制裁,日本政府反應(yīng)迅速,加嚴(yán)了對華的半導(dǎo)體零部件出口限制。此次禁運(yùn)令不僅涵蓋了廣泛的半導(dǎo)體設(shè)備及零部件品類,而且在管制強(qiáng)度上也達(dá)到歷史之最。 |
資料來源:觀研天下整理
目前國內(nèi)已有一批企業(yè)積極布局半導(dǎo)體閥門市場,加速國產(chǎn)替代進(jìn)程。如新萊應(yīng)材已在閘閥等多種真空閥產(chǎn)品對中國國內(nèi)主流客戶實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化供應(yīng),在隔膜閥等氣體閥也已實(shí)現(xiàn)銷售突破并迎來快速放量;晶盛機(jī)電建立了以超導(dǎo)磁體、半導(dǎo)體閥門、管件、磁流體等精密零部件產(chǎn)品體系,以配套半導(dǎo)體和光伏設(shè)備所需關(guān)鍵零部件及需求;中科艾爾(北京)科技有限公司主要產(chǎn)品為半導(dǎo)體級氣路關(guān)鍵部件,超高純減壓閥、閥門、EP 管和接頭等系列產(chǎn)品打破了國際壟斷。
國內(nèi)半導(dǎo)體閥門主要企業(yè)相關(guān)業(yè)務(wù)
企業(yè)名稱 | 企業(yè)名稱 |
新萊應(yīng)材 | 主營潔凈應(yīng)用材料和高純及超高純應(yīng)用材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。在真空應(yīng)用/UHP應(yīng)用等級的管道、管件、閥門、腔室、精密零部件等產(chǎn)品被國內(nèi)外客戶廣泛認(rèn)可并大量使用。在半導(dǎo)體真空應(yīng)用領(lǐng)域,公司“AdvanTorr”產(chǎn)品主要包括:高真空和超高真空的法蘭、管件、傳輸閥、鋁合金與不銹鋼閘閥、角閥等。公司已在閘閥等多種真空閥產(chǎn)品對中國國內(nèi)主流客戶實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化供應(yīng),在隔膜閥等氣體閥也已實(shí)現(xiàn)銷售突破并迎來快速放量。 |
晶盛機(jī)電 | 在精密零部件領(lǐng)域,公司建立了以超導(dǎo)磁體、半導(dǎo)體閥門、管件、磁流體等精密零部件產(chǎn)品體系,以配套半導(dǎo)體和光伏設(shè)備所需關(guān)鍵零部件及需求。其子公司晶鴻精密與日本 Primet 合資成立的紹興普萊美特,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 6 款隔膜閥的客戶驗(yàn)證并量產(chǎn)。 |
四川九天真空(非上市) | 擁有以真空閥、薄膜規(guī)、真空部件、真空系統(tǒng)集成為主的四大核心業(yè)務(wù),自主研發(fā)真空系列產(chǎn)品數(shù)千余種,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于科研院所、半導(dǎo)體、電子通訊、新材料、新能源、人工智能、生物醫(yī)療等行業(yè)。 |
中科艾爾(北京)科技有限公司(非上市) | 主要產(chǎn)品為半導(dǎo)體級氣路關(guān)鍵部件。超高純減壓閥、閥門、EP 管和接頭等系列產(chǎn)品打破了國際壟斷。產(chǎn)品滿足半導(dǎo)體行業(yè)一致性標(biāo)準(zhǔn),并于2021 年成為中芯國際的氣路零配件(國產(chǎn))合格供應(yīng)商。 |
北京安卓泰克科技有限公司(非上市) | 主要產(chǎn)品為氫能及半導(dǎo)體,石油化工及電力行業(yè)、航空航天、科院院所及高校使用的高品質(zhì)流體控制閥門等設(shè)備。 |
無錫凱必特斯半導(dǎo)體科技有限公司(非上市) | 提供半導(dǎo)體真空閥門及加熱零部件產(chǎn)品。經(jīng)過多年研發(fā),已成功攻破半導(dǎo)體真空閥、加熱零部件等多款半導(dǎo)體核心零部件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、材料、算法等相關(guān)難題。 |
資料來源:觀研天下整理(zlj)
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