报告发布方：中金企信国际咨询《品牌认证-半导体硅部件市场占有率认证报告（2024版）》

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（1）半导体硅部件发展历程及制造工艺分析

半导体硅部件发展历程与半导体设备和制程节点发展紧密相关。高纯单晶硅材料制作的硅部件在刻蚀工艺中对集成电路制造的影响更小，因此更多的应用于先进制程（7nm、5nm）的刻蚀设备中。对于制程要求不高的集成电路制造，晶圆厂普遍采用多晶硅材料制作的硅部件，由于生产工艺的不同，同尺寸下直拉法生产的单晶硅材料成本高于铸锭法生产的多晶硅材料。

①刻蚀用硅部件

随着硅片制造技术多年的发展，刻蚀技术发生了许多变化，从最早的圆筒式刻蚀，发展到现代的等离子体刻蚀，其中使用等离子体的干法刻蚀已经成为主流的刻蚀工艺。与传统刻蚀设备相比，等离子体刻蚀设备中加入了构造精密的刻蚀反应腔室。传统腔室部件以陶瓷材料为主，但其容易导致缺陷。此外，晶圆与陶瓷元件的电性差异也使得靠近晶圆边缘的等离子体难以控制，对产品良品率产生影响。相对于陶瓷材料，硅材料所制成的部件不易导致缺陷，且与晶圆电特性相同，因此能够精密控制边缘处的等离子体，使产品良品率提高。

特征尺寸的缩小使刻蚀工艺对零部件的工艺要求更加严格，主要体现在参数精准控制上，如表面及边缘粗糙度、喷淋头微孔内部机械损伤厚度和微孔边缘形貌等。未来，硅部件制造技术将在平面研磨、硅喷淋头打孔、超声波加工等技术方面向极端精细化发展。

②炉管（热处理、LPCVD）用硅部件

炉管设备中常用的传统材料是石英和碳化硅，其中石英仅在适当的温度下使用，最高可达到约950℃（超过1,000℃以上时，石英制品存在因热应力而变形或翘曲的风险），而碳化硅几乎只在更高的温度下使用。同时，两种材料均存在特有的缺点，在高温情况下，由于热膨胀系数不同引起晶圆背面的摩擦，从而产生划伤、变形等缺陷，进而影响产品良品率。硅作为制作材料可有效地减少这种摩擦，且不会对集成电路造成损伤和污染。此外，使用超纯净多晶硅材料制作而成的硅部件已被证实可减少80%的晶粒错位，现已应用于先进制程的集成电路制造中。

以CVD为例，薄膜同时沉积在晶舟和内管上，经过数次循环后，沉积的薄膜会破裂脱落，并以颗粒的形态随着空气运动，最终停留在硅片上，导致缺陷和良品率降低。因此，晶舟和内管等部件需定期进行清洗，以保证良品率不受影响。石英部件在取下并清洗的过程中，所使用的酸刻蚀容易腐蚀石英，而CVD涂层的碳化硅部件具有化学惰性，不仅与工艺气体兼容，而且在去除薄膜所需的酸刻蚀中能保持良好的性能，从而显著提高了舟体使用寿命。但由于碳化硅材料价格比硅和石英更加昂贵，成品交付周期较久（碳化硅舟成品交付周期通常为18-36个月），价格更加适中、产品性能更佳的硅部件则更受青睐。

在LPCVD、热处理工艺下，硅产品是传统石英产品、碳化硅产品以外新的技术路径选择，未来有望被广泛应用于热处理和LPCVD等炉管设备中。其主要性能优势如下：

（2）全球半导体硅部件市场规模

①刻蚀用硅部件市场规模

刻蚀用硅部件属于消耗性零部件，在硅部件市场中占据主要份额。未来随着制程节点不断缩小，集成电路制造过程中所需的刻蚀次数将显著增长，因此对刻蚀用硅部件的配置需求也将进一步提高。2022年全球刻蚀用硅部件市场规模为144亿元，其中原厂件销售规模为107.7亿元，占比74.8%；预计2027年全球刻蚀用硅部件市场规模将达到207亿元，期间年复合增长率为7.5%，其中原厂件厂商市场份额将逐渐提高。原厂件市场主要由硅部件制造厂商生产并销售给刻蚀设备制造厂商的产品组成。

数据整理：中金企信国际咨询

②炉管用硅部件市场规模

炉管用硅部件更换频率低于刻蚀用硅部件，市场规模相对小于刻蚀用硅部件。随着炉管设备销售额的增长以及设备中硅部件渗透率的上升，全球炉管用硅部件市场规模有望从2022年的5.8亿元增长至2027年的21.9亿元，期间年复合增长率为30.4%。炉管用零部件常用的传统材料为石英或碳化硅，其中石英部件受温度限制主要应用于LPCVD设备中，且更换周期为2-3年；碳化硅部件更适用于高温环境下，但受碳化硅材料制备技术的限制，其成品交付周期长、材料成本高，在炉管设备中的渗透率较低。相比之下，硅材料制作的部件不仅可有效地减少摩擦、降低对晶圆制造的损伤和污染、减少晶格位错等，而且其成品交付周期较短、材料成本较低。因此，随着芯片制程的持续迭代，对于炉管用零部件使用性能和芯片加工良率的要求不断提高，硅零部件有望逐渐提升其在炉管用零部件市场的渗透率。

数据整理：中金企信国际咨询

（3）全球半导体硅部件行业产业链分析

与半导体设备产业链相似，全球半导体硅部件产业链亦呈全球化供应的格局，且主要市场份额被美国、日本和韩国企业所占据。

半导体硅部件行业上游主要为高纯度硅材料供应商。全球范围内，主要的高纯度硅材料供应商为瓦克化学、三菱材料、REC等企业。

硅部件产业链中游包括刻蚀用硅部件厂商和炉管用硅部件厂商。其中刻蚀用硅部件厂商较多，主要有Silfex、Hana、Worldex、SKCSolmics、三菱材料、Coorstek、盾源聚芯等，市场份额较为集中；炉管用硅部件厂商较少，主要有盾源聚芯、Sico和Holm。产业链下游由半导体设备厂商和晶圆制造厂商构成。

（4）全球半导体硅部件行业竞争格局分析

①刻蚀用硅部件行业竞争格局

全球刻蚀用硅部件市场主要被美国、日本和韩国企业垄断，部分企业同时具备大直径硅材料生产和硅部件加工能力。美国企业Silfex为LAM子公司，主要为LAM提供先进的刻蚀用硅部件产品，在全球市场中占据主导地位；Hana约占全球刻蚀用硅部件原厂件市场份额的13.3%，主要客户为TEL、三星电子和AMAT等，且60%以上的硅部件收入来自韩国市场。

数据整理：中金企信国际咨询

②炉管用硅部件行业竞争格局

全球炉管用硅部件企业主要有盾源聚芯、Sico和Holm三家企业。盾源聚芯依托先进的硅熔接技术，所制造的硅舟、硅喷射管等炉管用硅部件已得到主流半导体设备厂商和晶圆厂商认证，在2022年全球炉管用硅部件市场中约占37.3%的市场份额。传统的晶舟制造材料为石英或碳化硅，具备石英舟或碳化硅舟供应能力的企业有Coorstek、Shin-Etsu（信越化学）、Tosoh（东曹）、AGC（旭硝子）和东海碳素等。随着芯片制程的持续迭代，对于炉管用零部件使用性能和芯片加工良率的要求不断提高，炉管用硅部件产品的市场渗透率有望持续提升。