申万宏源报告指出,射频电源作为半导体设备核心零部件,其国产化进程正进入加速阶段。射频电源用于向半导体设备腔室提供固定频率射频能量以激发等离子体,是刻蚀、PECVD等工艺设备最关键部件之一,价值量占设备成本10%-20%。当前半导体射频电源领域全球龙头主要为美国mks及美国AE,共同占据全球大部分市场份额。2024年3月,中微公司入股英杰电气子公司英杰晨晖(持股16%),或意味中微将与英杰电气在刻蚀/薄膜沉积设备射频电源领域加大合作。射频电源国产替代空间巨大,是国内半导体零部件自主可控的关键一环。
2026射频电源:半导体设备的“能量心脏”
射频电源是微电子仪器设备的核心部件,作用是为设备腔室提供固定频率的射频能量以激发腔室内的气体离化产生等离子体。现已广泛应用到真空镀膜、等离子清洗、半导体刻蚀、射频放电、射频加热等方面,例如ALD、等离子刻蚀机、溅射台、PECVD等半导体设备。射频电源主体结构包括电源模块、水冷板、功率放大器等部件。在PECVD设备中,主要通过射频电源使工艺气体离子化后经扩散到达衬底表面完成薄膜生长,是PECVD镀膜设备的核心部件。CCP(电容性等离子体刻蚀)与ICP(电感性等离子体刻蚀)设备原理与应用场景不同:CCP以高能离子在较硬的介质材料上刻蚀高深宽比深孔/沟槽;ICP以较低离子能量和极均匀离子浓度刻蚀较软或较薄的材料。CCP刻蚀设备反应腔外装置高频交流功率发生器和低频交流功率发生器,ICP除上述外另需射频交流功率发射器。
全球射频电源市场格局:美企垄断,国产化率极低
半导体射频电源领域全球龙头主要为美国mks及美国AE,两家共同占据全球市场大部分市场份额,均覆盖半导体、电子封装、工业、医疗等领域。mks和AE在半导体射频电源领域积累了深厚的技术壁垒和客户资源,产品覆盖CCP和ICP刻蚀设备、PECVD、ALD等各类薄膜沉积设备。国内半导体射频电源领域整体技术水平相对较弱,国产化率仍处于极低水平。多家国内企业积极研发半导体射频电源,包括英杰电气、北方华创子公司北广科技、未上市的恒运昌、点为电子、吉兆源、伊恩埃等。射频电源技术难度较高,需满足输出功率稳定性、电压质量、波形质量、频率质量等指标,同时需在长期运行中保持可靠性。
中微入股英杰电气:射频电源国产化的重要里程碑
2023年3月,英杰电气设立全资子公司英杰晨晖。2024年3月,英杰晨晖发生股权变更,中微公司(持股16%)、嘉兴盛微投资管理(4%)新进成为股东。中微公司是国内刻蚀设备龙头企业(CCP刻蚀市占率领先),英杰电气是国内工业电源领域领先企业(光伏电源市占率高)。此次入股或意味中微公司将与英杰电气在刻蚀/薄膜沉积设备射频电源领域加大合作,未来英杰电气有望在半导体射频电源领域加速研发,成为射频电源领域国产替代领军。英杰电气2023年半导体及电子材料领域毛利率42.8%(高于光伏的30.9%),1H24半导体领域营收占比约23%,产品结构持续优化。9M24公司整体毛利率42.0%、净利率23.9%、归母净利润3.0亿元(+8%)。
射频电源国产替代的空间与路径
射频电源价值量占半导体设备成本10%-20%,按国内半导体设备市场超300亿美元(约2170亿元人民币)估算,国内射频电源潜在市场超40亿美元/年(约290亿元人民币)。射频电源不仅具有高价值量,还具备耗材属性(使用寿命有限需定期更换),晶圆厂直接采购需求同样可观。国产替代路径上,国内射频电源企业需突破三项核心能力:一是产品性能验证(需与设备厂商紧密合作、在产线上长期验证);二是稳定性与一致性(半导体制造对电源稳定性要求极高);三是客户认证(进入设备厂商和晶圆厂供应链需长期考验)。中微公司入股英杰电气提供了“设备龙头+零部件企业”协同研发的典型范式,有望加速射频电源国产化进程。
表:国内半导体射频电源主要参与企业| 公司 | 背景 | 进展 |
|---|
| 英杰电气 | 光伏电源龙头,工业电源领域领先 | 中微公司入股子公司(16%),加速半导体射频电源研发 |
| 北广科技 | 北方华创子公司 | 为北方华创刻蚀设备配套 |
| 恒运昌 | 未上市 | 专注于半导体射频电源 |
| 点为电子 | 未上市 | 射频电源研发 |
| 吉兆源 | 未上市 | 射频电源研发 |