电子行业动态-晶圆载具：晶圆“保险箱”，高端产品国产替代进程启动

污染控制是提升芯片生产良率的重要手段之一，而晶圆载具是污染控制的重要工具。晶圆载具用于硅片生产、晶圆制造以及工厂之间晶圆的储存、传送、运输以及防护，按尺寸可以分为12英寸和8英寸及以下，我们认为难度较大的12英寸晶圆载具是国产替代的核心。12英寸晶圆载具包括FOUP（主要用于Fab厂中）、FOSB（主要用于硅片制造厂与Fab厂之间12寸晶圆的运输）、无接触HWS等品类。基于应特格数据我们认为芯片制程降低将推升污染控制的难度，从而使得对晶圆载具的性能要求提升。 经测算，2026年中国大陆FOUP+FOSB市场规模有望达32亿，市场由海外头部公司垄断。我们基于全球/中国大陆晶圆厂产能数据对FOUP与FOSB的潜在市场规模进行了测算，测算结果为：2023年全球/中国大陆FOUP+FOSB市场规模有望分别实现90/21亿元，到2026年全球/中国大陆FOUP+FOSB市场规模或将分别达到123/32亿元；其中，FOSB占比较高，在全球和中国大陆市场占比均超过80%。从竞争格局来看，头部公司垄断该市场，昌红科技披露美国应特格、日本信越合计市场份额高达80%-90%；而国内多数厂商或生产小尺寸晶圆载具较多，或较少涉猎生产难度较大的高端大尺寸产品。另外，我们认为晶圆载具的特性决定其市场或具有一定的抗周期性。晶圆载具的主要功能为储存、运输晶圆，因此当半导体在下行周期时，库存晶圆仍有储存和运输需求，晶圆载具或仍有望保持一定的市场规模。 原材料/注塑工艺/模具设计/产品验证均具有挑战性。制造晶圆载具的难点如下：越精密的芯片对防污染的要求越高，从而对晶圆载具原材料的释气性提出了更高要求，国产厂商在原材料方面或存在掣肘；载具本身精度要求很高，因此对模具设计和注塑工艺要求较高。另外，国产厂商作为行业后入者或面临着验证难度大、周期长的问题。例如，FOUP用于在晶圆厂内运输晶圆且过程中需要和100-200个工艺工具接触，我们认为这意味着客户或需要考虑晶圆载具和各机台的适配性，因此新产品或需要经历较长的验证周期；同时，这一点将有助于验证通过的企业与客户建立高黏性合作关系、构建较高的行业壁垒。 《本土晶圆代工扩产积极，韩国存储芯片出口恢复正增长》——2023年11月20日 断供风险推动高端晶圆载具国产替代进程快速启动。我们认为由于应特格&信越中国大陆收入占比偏低、复杂的国际形势、中国半导体耗材国产替代进程逐步加快等原因，海外企业或不会优先保障对中国大陆客户的供应（例如，此前中国台湾家登集团就发出通知暂停向中国大陆企业供货）。因此，中国大陆客户对于导入国产晶圆载具的积极性有望提升。顺应该趋势，昌红科技与鼎龙股份共同成立鼎龙蔚柏，有望打破海外企业在12英寸晶圆载具市场上的垄断。鼎龙蔚柏在2023年4月完成了工厂的整体建设及装修工程，设备也已陆续到位调试，在7月开始向多家国内主流FAB厂商送样验证。 《中芯国际资本开支上调提振设备&材料景气度，2024年有望成AI PC元年》——2023年11月15日 《存储价格上行趋势有望延续，看好安卓链复苏机遇》——2023年11月11日 投资建议 维持电子行业“增持”评级，我们认为，国内相关厂商有望受益于①12寸晶圆厂产能提高、②部分晶圆厂为避免断供而引入国内供应商、③国产高端晶圆载具验证过程持续推进。建议关注昌红科技、鼎龙股份。 产品性能提升不及预期，晶圆厂产能扩张不及预期，市场竞争风险。 目录 1晶圆载具兼具储存、运输与污染控制等功能，是影响良率的重要产品...............................................................................................32 2026年中国大陆FOUP+FOSB市场规模有望达32亿，头部公司垄断市场....................................................................................53虽有多重挑战，但断供风险推动国产替代进程快速启动............84风险提示...................................................................................10 图 图1：FOSB、FOUP、HWS应用领域..................................3图2：影响晶圆良率的污染物及晶圆良率对净利润的影响.....4图3：全球晶圆载具需求分布（按地区）..............................6图4：日本信越2023财年营收结构（按地区）....................9图5：美国应特格2022年营收结构（按地区）....................9 表 表1：晶圆载具FOUP与FOSB介绍....................................3表2：晶圆载具产业链典型公司整理......................................5表3：海外主要晶圆载具厂商情况梳理..................................6表4：2023-2026年FOUP和FOSB全球与中国大陆市场规模测算.............................................................................7 1晶圆载具兼具储存、运输与污染控制等功能，是影响良率的重要产品 晶圆载具用于硅片生产、晶圆制造以及工厂之间晶圆的储存、传送、运输以及防护。晶圆载具的种类众多，按尺寸可以分为12英寸和8英寸及以下，据昌红科技披露12英寸晶圆载具难度较大，我们认为12英寸晶圆载具是国产替代的核心。12英寸晶圆载具包括前开晶圆传送盒FOUP（Front Opening Unified Pod）、前开晶圆运输盒FOSB（Front Opening Shipping Box）、无接触晶圆水平运送装置（Contactless Horizontal Wafer Shippers，无接触HWS）等品类，其中FOUP主要用于Fab厂中晶圆的保护、运送、储存，FOSB主要用于硅片制造厂与Fab厂之间12寸晶圆的运输，无接触HWS的任务是将昂贵、复杂的成品晶圆从Fab厂安全地运送给最终客户。 资料来源：集成电路材料研究，Entegris官网，上海证券研究所整理并翻译 污染控制是芯片良率提升的关键之一，而晶圆载具是污染控制的重要工具。污染控制直接影响到芯片制造过程的生产良率等参数，而应特格计算结果表明，晶圆良率提高1%可能意味着节省超过1.5亿美元。同时，应特格数据显示，当逻辑芯片制程从28nm降至7nm时，其可容许的金属杂质浓度极限缩减1000倍，危及晶圆良率的微粒大小缩小了将近4倍。我们认为污染控制的难度或随着制程缩小而逐渐提升，从而使得晶圆载具需要具备抵御微粒、挥发性有机化合物、氧气、水分等污染物的能力。 资料来源：应特格公众号，上海证券研究所 22026年中国大陆FOUP+FOSB市场规模有望 达32亿，头部公司垄断市场 晶圆载具产业链上游为原材料+设备厂商，中游为晶圆载具生产厂商，下游为硅片厂、晶圆厂等。 上游：原材料厂商以海外企业为主，包括三菱化学、巴斯夫（BASF）、乐天化学（LOTTECHEMICAL）、赢创（EVONIK）；设备主要包括注塑相关设备及模具，昌红科技即为其子公司鼎龙蔚柏提供模具等相关设备。 中游：从竞争格局的角度来看，美国应特格及日本信越等龙头公司垄断晶圆载具市场。美国应特格、日本信越为晶圆载具行业两大龙头企业，据昌红科技投资者关系活动记录表（2022年11月25日）披露，晶圆载具80%-90%的市场份额被美国的应特格、日本信越等公司占据（据贝哲斯咨询数据显示，在FOUP和FOSB市场中，2022年应特格的市场占有率为41.92%）；除应特格、信越外，中国台湾家登精密在该领域也有一定竞争力，2022年家登晶圆FOUP载具销售收入约为6亿新台币，约合1.3亿人民币（汇率时间节点为2023年11月15日）。韩国3SKOREA是韩国首家成功研发出FOSB及实现量产的公司，主要客户包括三星电子、SK海力士，正努力开拓国际市场。国内多数厂商或生产小尺寸晶圆载具较多，正在往大尺寸上突破。另外，从地区来看，Marketsand Research数据显示亚太地区是晶圆载具全球最大的市场，市场份额为74%，我们认为原因为晶圆厂产能越大则晶圆载具需求可能越大，而中国大陆、中国台湾、日韩等地合计晶圆厂产能全球份额相对较高。 资料来源：MarketsandResearch，上海证券研究所 下游：硅片厂、晶圆厂等均有晶圆载具需求。 经测算，我们认为2023年中国大陆FOUP+FOSB市场规模有望实现21亿元。我们基于以下假设对2023年全球/中国大陆FOUP与FOSB市场规模进行了测算： FOUP：FOUP的寿命多为2-4年，因此我们认为FOUP的需求大多来自于12英寸晶圆厂扩产及FOUP部分更换，假设每年有5%的FOUP需要更换，则2023年全球FOUP市场规模的测算公式为2023年全球FOUP市场规模=（2023年全球晶圆月产能-2022年全球晶圆月产能）*12/25*FOUP单 价+2022年 全 球 晶 圆 月 产 能*5%*12/25*FOUP单价、2023年中国大陆FOUP市场规模的测算公式为2023年中国大陆FOUP市场规模=（2023年中国大陆晶圆月产能-2022年中国大陆晶圆月产能）*12/25*FOUP单价+2022年中国大陆晶圆月产能*5%*12/25*FOUP单价。基于EBAY销售数据我们假设 FOUP单价为3400元，则2023年全球/中国大陆FOUP市场规模分别有望实现约12/4亿元。由于硅片厂也需要FOUP，因此该市场规模测算结果可能偏小。 FOSB：FOSB多为一次性产品，由于其主要用于硅片制造厂与Fab厂之间12寸晶圆的运输，因此其需求量和晶圆运输量有关，假设晶圆厂满产满销、且每个晶圆从硅片厂运送到Fab厂再送往封装厂共需要运输2次，则2023年全球FOSB市场规模的测算公式为2023年全球FOSB市场规模=2023年全球晶圆月产能*2*12/25*FOSB单价、2023年中国大陆FOSB市场规模=2023年中国大陆晶圆月产能*2*12/25*FOSB单价。FOSB相对FOUP价格较低，基于EBAY销售数据我们假设FOSB单价为1100元，则2023年全球/中国大陆FOSB市场规模分别有望实现约78/18亿元。 我们认为晶圆载具市场具有韧性，即在半导体下行周期时，晶圆载具市场仍有望保持一定的市场规模。半导体行业进入周期底部的原因之一或为行业总体库存较高，而晶圆载具的主要功能为储存、运输晶圆，因此即使下游需求减弱，但我们认为库存晶圆仍有储存和运输需求，叠加FOSB是一次性耗材、FOUP或有失效更换需求，晶圆载具市场规模或仍具有一定的抗周期性 3虽有多重挑战，但断供风险推动国产替代进程快速启动 原材料的选择会影响晶圆载具的污染控制性能。晶圆载具可采用的材料有金属、PFA、PTFE、PP、PEEK、PES、PC、PBT、PEI、COP等。应特格数据显示越小制程的芯片对污染物控制的要求越高，从而我们认为小制程的芯片或对材料的释气性要求更高、高端原材料的采购或成为晶圆载具厂商需要面对的挑战之一。同时，据昌红科技投资者关系活动（20221125）披露，载具本身精度要求很高，因此对模具设计和注塑工艺要求较高。 我们认为验证周期较长有望提升客户黏性，从而构筑行业壁垒。以FOUP为例，由于FOUP用于在晶圆厂内运输晶圆、且在制造过程中需要和100-200个工艺工具接触，我们认为这意味着客户或需要考虑FOUP和各个机台的适配