半导体零部件系列（三）：真空阀门——半导体真空系统的重要组成

真空系统是半导体制造过程中的关键技术之一，主要由真空泵、PLC程序控制系统、储气罐、真空管道、真空阀门、境外过滤总成等组成，其中，真空阀门作为该系统中的重要组成部分，在半导体设备的真空系统中发挥着重要作用。
真空阀门是指在真空系统中用来改变气流方向，调节气流量大小，切断或接通管路的真空系统元件，主要作用即隔离真空区域或控制气体进出量。真空阀门在CVD、PVD、刻蚀、离子注入、光刻、RTP、CMP等多种工艺流程设备中均有应用。
按照功能划分，真空阀门可分为隔离阀(Isolation Valves)、控制阀(Control Valves)、传输阀(Transfer Valves)等。
  • 隔离阀主要起隔绝/接通的作用，营造真空环境；
  • 控制阀主要起控制气体流量和压力的作用；
  • 传输阀则可用于晶圆在腔体之间或腔体和真空锁（Load Lock）之间的传输。
具体来看，隔离阀和控制阀又包括闸阀(Gate Valves)、角阀(Angle Valves)、蝶阀(Butterfly Valves)、球阀(Ball Valves)、摆阀(Pendulum Valves)等。
其中，隔离阀采用最多的是闸阀和角阀。具体如下表所示：
图片
表1：友财投资整理，图片来源：新莱应材官网

与仅限于完全打开和关闭的隔离阀不同，控制阀允许控制体积流量，这通常是通过缩小或加宽气门通道来实现，真空控制阀可用作没有隔离功能的纯控制阀，也可用作控制和隔离阀，从而完全中断体积流量。

各种类型真空控制阀介绍如下表所示：

图片
表2：友财投资整理，图片来源：VAT官网、新莱应材官网

除隔离阀和控制阀以外，传输阀则是用于连接真空腔室的长方形截面的阀门，可将物体（如晶圆）从一个腔室传送到另一个腔室，尤其是在传输腔和工艺腔之间需要用到，因此传输阀是多腔室系统的理想选择。

图片
图片来源：新莱应材官网

市场规模方面，QY Research数据分析表明，2023年全球半导体阀市场销售额达到了163亿元，预计2030年将达到186亿元，年复合增长率（CAGR）为4.7%（2024-2030）。

具体到真空阀门，VAT年报显示，2023年公司真空阀销售收入为8.85亿瑞士法郎，假设与人民币汇率为1：8.18，换算成人民币约72.39亿元。其中，VAT公司在全球真空阀门市场的占有率在70%左右，据此推算，全球半导体真空阀市场规模约103.42亿元（该测算结果仅供参考）。

目前，真空阀市场格局高度集中，除了VAT（瑞士）占据主导地位以外，MKS（美国）、VTEX（日本）、KITZSCT（日本）、CKD（日本）、ULVAC（日本）、HVA（美国）、SMC（日本）、Htc日扬真空（中国）等厂商也都占据一定的市场份额。

图片
图：全球真空阀竞争格局   来源：VAT 2023年年报

国内方面，当前，国内半导体设备厂商在真空阀门领域的采购主要依赖进口，但已有厂商具备良好的国产替代基础。如新莱应材已在闸阀等多种真空阀产品对国内主流客户实现国产化供应，在隔膜阀等气体阀也已实现销售突破并迎来快速放量。

当前趋势下，由于美国不断加大对我国半导体产业限制，尤其是半导体设备进口受到明显影响。半导体零部件作为半导体设备供应链上游不可或缺的产品，其供应稳定性对半导体设备厂商至关重要，因此，提升包括真空阀门等半导体零部件的国产替代程度，将进一步助力我国半导体产业实现自主可控。


文章分类： 行业最新资讯
分享到：