射頻電源是等離子體加工設備核心零部件

射頻電源是產生等離子體的核心零部件，對等離子體加工設備的加工能力和加工效果影響很大。主要影響領域包括半導體中刻蝕、薄膜沉積、離子注入、清洗去膠等環節和光伏中薄膜沉積環節，射頻電源的性能對形成的等離子體質量和穩定性至關重要，因此對于輸出方式、輸出效率、輸出穩定性等都有極高要求，是半導體零部件中高技術壁壘的零部件之一。

射頻電源價值約為設備成本12%，2022年射頻電源國內市場空間約55億元

據SEMI統計，2022年全球刻蝕設備市場空間為184億美元，全球薄膜沉積設備市場空間為220億美元，射頻電源價值量約占等離子體加工設備12%，計算可得對應射頻電源市場規模約為26億美元，考慮離子注入和清洗等環節，全球總空間約為30億美元。SEMI統計2021年半導體設備國內銷售額約占全球28.9%，國內市場空間約為60億元。

射頻電源主要被美商MKS、AE壟斷，國產化率幾乎為零

射頻電源由于自身高技術壁壘和研發難度，國內市場長期被美商壟斷，主要企業為美國 MKS Instrument （萬國儀器）和Advanced Energy（先進能源工業），2021年 MKS Instrument 半導體業務（包含其他產品）的營業收入為18.29億美元，Advanced Energy半導體業務（主要為射頻電源）的營業收入為7.1億美元。

中美貿易摩擦催化射頻電源國產替代，英杰電氣、恒運昌研發進度領先

美國BIS于2022年10月7日出臺管制新規，管制措施適用于將美國設備或零部件出口到中國國內的特定先進邏輯或存儲芯片晶圓廠，國產射頻電源替代迫在眉睫。國內設備商和電源企業陸續開始研發合作，其中英杰電氣和恒運昌的部分產品已經取得了一定的驗證進度，有望成為國產射頻電源的中流砥柱。

貿易摩擦加快設備國產替代，擴容射頻電源市場

由于中美貿易摩擦，23-25年設備國產化率有望快速提升，國產射頻電源市場有望迅速擴大。2022年國內設備國產化率約25%，對應國產射頻電源空間約14億元，我們預計，2025年設備國產化率有望超過50%，對應國產射頻電源空間將超過30億元，驗證進度領先的射頻電源企業有望率先受益。

相關企業

英杰電氣、恒運昌（未上市）、武漢凡谷、神舟半導體（未上市）等。

風險提示

射頻電源需求不及預期，產業鏈驗證進度不及預期。

射頻電源：等離子體加工設備的核心零部件

等離子體（Plasma）是等離子體加工設備的核心元素，是氣體分子或原子與外層電子分開的一種狀態，也稱為物質的第四態。等離子體組成包含電子、離子、中性粒子及活性粒子、光子。形成方式包括強熱和電磁場兩種方式，存在形式通常也為兩種，一是完全電離形式，主要存在于核產業；另一種是局部電離形式，電離率通常只有0.001%，主要應用于半導體制造。

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射頻電源（RF Generator）是等離子體加工設備的核心零部件。其工作原理是在密閉的真空壓力容器內，利用真空泵獲得一定的真空度，然后射頻被饋入到真空室的兩個基板之間，在兩個極板之間產生一個變電場，氣體在電場中被電離，產生相對應的離子，帶電粒子被加速不斷地碰撞氣體分子產生級聯效應，從而產生了等離子體。

射頻電源主要應用于半導體領域和光伏領域。射頻電源主要應用于依賴等離子體進行微觀精細加工的設備中，半導體中主要包括刻蝕（Etcher）、薄膜沉積設備（Thin film deposition）、離子注入設備（Ion implanter）和去膠機（Stripper）；光伏中主要應用于Topcon、HJT和XBC等電池片生產中的鍍膜環節，光伏電池片產線中鍍膜設備價值占比達到了50%以上，對應的射頻電源也有廣闊的市場空間。

射頻電源內部通常分為五大模塊：AC-DC模塊、DC-DC模塊、DC-RF模塊、PA模塊和阻抗檢測模塊：AC-DC模塊是將市電轉變為直流電，為電源內部控制線路板供電；DC-DC模塊調整直流電大小至適配使用；DC-RF模塊為晶體震蕩部分，產生正弦波信號，目前多用DDR數字模塊；功率放大模塊(Power Amplifier, PA)由固態晶體管組成，主要目的是把高頻信號，進行功率放大，使得輸出功率達到輸出要求；阻抗檢測模塊主要為檢測控制電路，通過高頻測量電感檢測入射功率、反射功率，把該信號提供給主控制板（FPGA核心計算單元核）， 實現自動PID控制。此外還有射頻互鎖控制模塊(Interlock)：主要提供安全互鎖功能，比如射頻輸出線互鎖，高壓互鎖，射頻輸出互鎖，過溫互鎖等控制功能。

主流射頻電源頻率包括為400KHz、2MHz、13.56MHz、27.12MHz、40MHz和60MHz等。射頻電源由于應用場景多樣，按照頻率和功率可分為不同型號。其中60MHz、40MHz和27.12MHz的射頻多作為刻蝕機的Source源；400KHz和2MHz多用于Bias源；13.56MHz既可以做Source源，也可以做Bias源，應用范圍最廣。

射頻電源兩個主要應用場景是刻蝕設備和薄膜沉積設備。其中刻蝕設備單腔通常應用2-3臺射頻電源，1臺高頻電源作為Source源，用來產生等離子體；1-2臺低頻電源作為Bias源，用來給予偏壓電場，給離子加速。高頻電源作為Source源的好處在于能夠使等離子體中粒子發生更多次碰撞，從而獲得高密度粒子；低頻作為Bias源更易于給到粒子更高的速度和動能，使離子有更強的轟擊能力。

薄膜沉積設備是射頻電源的另一主要應用。以PECVD為例，通常是將待沉積物質在射頻作用下形成等離子體，再通過化學反應在硅片表面完成沉積；PVD中同樣需要先形成等離子體，在反向電場的作用下加等離子體轟擊到腔體上方靶材上，擊落靶材粒子完成沉積；PEALD中同樣應用等離子體來增強沉積能力。

射頻電源技術壁壘高，軟硬件研發均存在技術難點。由于刻蝕部分工藝需要射頻電源做脈沖模式輸出，既要求射頻電源極好的控制能力，還要保證輸出的穩定性和精確性，主要包括大功率下對應功率放大器的研發、應用阻抗壓縮技術的寬頻段研發、阻抗匹配算法的研發以及去除過沖的相位控制技術等，預計完全突破仍然需要一定時間的研發與迭代，國產射頻電源任重而道遠。

射頻電源設備價值占比約12%，國內市場空間約60億人民幣

射頻電源市場空間廣闊。根據VLSI數據，薄膜沉積、刻蝕、離子注入機等等離子加工設備在整個生產線中價值占比超過50%，其中刻蝕設備和薄膜沉積設備價值均超過了20%。根據Gartner數據，2022年全球半導體刻蝕設備市場規模將達到184億美元，2022年全球半導體薄膜沉積設備市場規模預計將達到220億美元。

射頻電源在設備成本價值占比約12%，單價與功率大小成正比。射頻電源市場單價在10萬至50萬之間，高級電源如400k 50000W型號要百萬元以上，通常射頻電源在設備成本價值占比約12%，以此比例計算，刻蝕與薄膜沉積用射頻電源全球市場空間約為26億美元，結合離子注入和清洗，射頻電源全球市場空間約為30億美元。

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國內空間約60億人民幣，國產射頻空間隨設備國產化率提升而擴容。據SEMI統計，2021年，半導體制造設備國內市場約占全球28.9%，以此比例計算射頻電源國內市場空間約為60億人民幣左右。2022年設備國產化率約為20%，對應國產射頻空間為12億人民幣，預計2025年設備國產化率將達到50%，國產化射頻電源空間約30億人民幣以上。

射頻電源是實現自主可控的關鍵零部件，美國制裁新規刺激射頻電源國產替代需求。集成電路制造由于高精密性，對設備的尺寸精度控制能力、均勻性控制能力要求很高。我國集成電路制造起步較晚，在設備及關鍵零部件的研發程度上相較于國際一線設備廠商仍有差距，也成為了國外廠商制約我國芯片制造發展的一種手段。美國BIS于2022年10月7日出臺管制新規，管制措施適用于將美國設備或零部件出口到中國國內的特定先進邏輯或存儲芯片晶圓廠，主要是16/14nm以下節點的邏輯集成電路、128層以上的NAND存儲器集成電路、18nm及以下的DRAM集成電路。射頻電源也是“卡脖子”的關鍵零部件之一，是實現設備自主可控的必要條件，管制新規進一步催化我國半導體設備及零部件國產化趨勢。

國產射頻電源進展迅速，英杰電氣、恒運昌驗證領先。在中美貿易摩擦的背景下，我國等離子體加工設備商均面臨供應鏈安全的“卡脖子”問題，國內設備商和國產零部件企業陸續開始研發合作，射頻電源方面，國產電源廠商、英杰電氣和恒運昌的部分產品已經取得了一定的驗證進度，有望成為國產射頻電源的中流砥柱。

相關公司

英杰電氣（300820.SZ）：英杰電氣是國內電源管理的龍頭企業，營收及凈利潤繼續保持高增長。公司成立于1996年，2020年創業板上市，為國內中高端工業電源龍頭企業。公司下游覆蓋光伏（硅料、硅片電源）、泛半導體（集成電路、藍寶石、碳化硅）、玻纖冶金等多個領域。同時，公司也有新能源車充電樁及儲能領域布局。公司2022年營收12.83億元(YoY +94.34%)，歸母凈利潤3.39億元(YoY +115.47%)，營收及凈利潤繼續保持高增長，隨著半導體用射頻電源驗證進度的逐漸落地，有望為公司打開第二成長空間。

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恒運昌（未上市）：深圳恒運昌真空技術有限公司創立于2013年，是一家集等立體電源系統研發、設計、生產制造、應用維護、技術進出口和國內外貿易為一體的國家高新技術企業。產品廣泛應用于半導體、光伏設備、LCD設備、LED設備、生物工程設備、醫藥設備、玻璃深加工、卷繞鍍膜和先進工業鍍膜等領域。

審核編輯：黃飛