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电子行业半导体制造崛起系列:先进陶瓷零部件是半导体前道设备的核心结构件

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摘要

广发证券电子团队发布半导体制造崛起系列专题,系统梳理先进陶瓷零部件在半导体前道设备中的地位。 氧化铝、氮化铝、碳化硅、氮化硅等先进陶瓷凭借高硬度、耐高温、抗腐蚀、高绝缘及热膨胀系数匹配等综合性能,以静电卡盘、陶瓷加热器、气体喷淋头、聚焦环、陶瓷腔体内衬等形式,直接承载晶圆、构建反应环境并实现精密温控,是保障芯片制程精度与良率的刚性耗材。 其中静电卡盘已是刻蚀、CVD、PVD 和离子注入等工艺中替代机械卡盘和真空吸盘的标准配置。 据 QY Research,2025 年全球半导体用结构陶瓷零部件市场规模约 31.47 亿美元,预计 2031 年达 51.63 亿美元,年复合增长率约 8.6%。 高端市场仍由日本京瓷、日本碍子、美国 CoorsTek 等巨头主导,日本企业占全球 50%以上份额,国内高端市场国产化率不足 10%。 在国内 12 英寸晶圆厂扩产备货、先进制程推高单设备陶瓷零部件消耗量、供应链安全推动下游主动加速国产替代的三重驱动下,本土企业进入从技术突破到批量放量的关键窗口期:珂玛科技率先实现陶瓷加热器批量量产并在本土市场份额领先,江丰电子布局静电卡盘产能,富乐德整合富乐华切入覆铜陶瓷载板并布局 AlN 加热器。 报告重点推荐半导体设备零部件领域,建议关注珂玛科技、富乐德、江丰电子等核心受益标的,同时提示下游扩产与资本开支、认证导入周期、量产良率与成本控制、海外原材料依赖等风险。

主要观点

  • 先进陶瓷材料是半导体前道设备的核心耗材与关键结构件,在刻蚀、薄膜沉积、氧化扩散等环节以静电卡盘、陶瓷加热器、气体喷淋头、聚焦环、陶瓷腔体内衬等形式直接承载晶圆、构建反应环境并实现精密温控。
  • 静电卡盘利用静电吸附固定晶圆并通过背吹气体实现精密温控,已成为刻蚀、CVD、PVD 和离子注入等工艺中替代传统机械卡盘和真空吸盘的标准配置,直接决定晶圆加工稳定性和工艺良率。
  • 陶瓷加热器以氮化铝等高导热陶瓷为基体保障氧化扩散和 CVD 等高温工艺的均匀加热,气体喷淋头均匀分布反应气体,聚焦环约束等离子体分布、提升刻蚀均匀性,陶瓷腔体内衬抵御腐蚀并延长腔体寿命。
  • 据 QY Research,2025 年全球半导体用结构陶瓷零部件市场规模约 31.47 亿美元,预计 2031 年达 51.63 亿美元,年复合增长率约 8.6%。
  • 全球高端陶瓷零部件市场呈寡头垄断格局,由日本京瓷、日本碍子、美国 CoorsTek 等巨头主导,日本企业占全球 50%以上份额,国内高端市场国产化率不足 10%。
  • 本土主要企业在细分品类各自实现突破:珂玛科技率先实现陶瓷加热器批量量产并在半导体先进结构陶瓷本土市场份额领先,江丰电子布局静电卡盘产能且高精度氧化铝陶瓷零部件处于量产阶段,富乐德完成富乐华整合切入覆铜陶瓷载板并布局 AlN 加热器。
  • 三重驱动下本土企业迎来从技术突破到批量放量的关键窗口期:12 英寸晶圆厂持续扩产带动备货需求、先进制程演进推高单设备陶瓷零部件消耗量、供应链安全考量下下游客户主动加速国产替代。
  • 投资建议方面,报告认为国产替代正从技术突破迈入批量放量阶段,重点推荐半导体设备零部件领域,建议关注产业链核心受益标的珂玛科技、富乐德、江丰电子等。
  • 风险层面,报告提示下游 12 英寸晶圆厂扩产与资本开支存在不确定性、认证周期长可能导致客户导入滞后、本土厂商高端产品量产良率与国际龙头仍有差距、以及高纯陶瓷粉末等关键原材料依赖日本和欧洲海外供应商。

论述逻辑

  • 先进陶瓷材料具备高硬度、耐高温、抗腐蚀、高绝缘等综合性能 → 在刻蚀、薄膜沉积、氧化扩散等环节以静电卡盘、陶瓷加热器、气体喷淋头、聚焦环、腔体内衬等形式直接承载晶圆、精密控温、均匀导气并保护腔体 → 属于保障制程精度与良率的刚性耗材 → 对应全球市场 2025 年约 31.47 亿美元、2031 年预计 51.63 亿美元(CAGR 约 8.6%)→ 但高端市场被日本京瓷、日本碍子、美国 CoorsTek 等寡头垄断,日本企业份额超 50%、国内高端国产化率不足 10% → 国内 12 英寸晶圆厂扩产、先进制程推高单设备消耗、供应链安全三重驱动国产替代 → 珂玛科技、江丰电子、富乐德等已在陶瓷加热器、静电卡盘、覆铜陶瓷载板等细分品类实现突破 → 国产替代从技术突破迈入批量放量阶段 → 报告据此重点推荐半导体设备零部件领域,建议关注珂玛科技、富乐德、江丰电子等核心受益标的。

关键展望

  • 市场空间展望:QY Research 预计全球半导体用结构陶瓷零部件市场规模由 2025 年约 31.47 亿美元增至 2031 年 51.63 亿美元,年复合增长率约 8.6%。
  • 行业窗口期:三重驱动下,本土陶瓷零部件企业正迎来从技术突破到批量放量的关键窗口期,国产化率有望持续提升。
  • 后续验证点与风险:下游 12 英寸晶圆厂扩产节奏与资本开支力度、技术认证与客户导入进度、本土厂商高端产品良率与成本控制,是决定订单需求和盈利水平的关键变量。
  • 供应链风险:上游高纯陶瓷粉末等关键原材料仍主要依赖日本、欧洲等海外供应商,国际贸易政策变化或供货中断将影响国内企业生产与成本。

推荐标的

  • 珂玛科技:率先实现陶瓷加热器批量量产,在半导体先进结构陶瓷本土市场份额领先,为报告建议关注的核心受益标的(报告未给出个股评级与目标价)。
  • 江丰电子:布局静电卡盘产能,高精度氧化铝陶瓷零部件处于量产阶段,为报告建议关注的核心受益标的(报告未给出个股评级与目标价)。
  • 富乐德:完成对富乐华整合切入覆铜陶瓷载板领域,并在 AlN 加热器方向积极布局,为报告建议关注的核心受益标的(报告未给出个股评级与目标价)。
  • 板块层面,报告重点推荐半导体设备零部件领域,建议关注产业链核心受益标的珂玛科技、富乐德、江丰电子等。

关键图表

图1. 表 1: 先进陶瓷材料零部件产品应用与图示

**图1. 表 1: 先进陶瓷材料零部件产品应用与图示**

图2. 表 2: 不同工艺流程中的陶瓷零部件应用

**图2. 表 2: 不同工艺流程中的陶瓷零部件应用**

图3. 典型半导体 CVD 设备的先进陶瓷使用情况

**图3. 典型半导体 CVD 设备的先进陶瓷使用情况**

图4. 典型半导体刻蚀设备的先进陶瓷使用情况

**图4. 典型半导体刻蚀设备的先进陶瓷使用情况**

图5. 半导体制造中先进陶瓷使用情况

**图5. 半导体制造中先进陶瓷使用情况**

图6. 全球半导体用结构陶瓷零部件市场规模(单位:百万美元)

**图6. 全球半导体用结构陶瓷零部件市场规模(单位:百万美元)**

图7. 中国泛半导体先进结构陶瓷市场规模

**图7. 中国泛半导体先进结构陶瓷市场规模**

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