射频电源： 高技术壁垒核心零部件
射频电源（RF Power Supply）：高技术壁垒核心零部件
电源：给电气或电子设备提供电力的装置，主要作用是将电网、发电机、电池等发出的一次电能转换为可供用电设备使用的 二次电能。电源按输出类型可分为直流电源和交流电源，而交流电源按照频率大小可以分为中频电源、射频电源、微波电源。
射频电源：可以产生300KHz-300MHz频率的高频交流电源，虽然射频的频段很宽，但半导体设备用的射频电源工作频率一般 处于 2MHz 至 60MHz 之间。
射频电源应用领域：射频电源主要用于PECVD、HDPCVD、PEALD、干法刻蚀、去胶、PVD、干法清洗等设备中，起到激发等 离子体、选择刻蚀方向等作用。LED与太阳能光伏行业、科学研究、射频感应加热、医疗美容及常压等离子体消毒清洗等领 域也有应用。
射频电源原理及结构
射频信号源：射频信号源主要作用是提供射频信号基础频率。 放大模块：信号放大模块通过功率放大管对基础信号进行逐级放大。每一级信号放大后，信号源产生的正弦波容易出现移相 的情况，射频信号会互相抵消，需要进行信号耦合调整（调相、调频），调相、调频主要依靠耦合器件来完成。 匹配器：当射频电源的阻抗与负载的阻抗不一致时，射频电源发出的射频信号会被负载所反射，会对射频电源造成伤害，并 降低射频电源的输出效率。阻抗匹配器主要起到阻抗匹配的作用，减少被反射的射频信号。 开关电源：开关电源主要起到将交流电整流为直流电的作用，为各模块供电。 控制模块：控制模块会不间断对控制点的信号进行采样、检测和反馈，当出现超出正常范围的信号功率变化，控制模块会根 据算法进行警报、微调。控制模块最重要的参数是采样、检测和反馈的速度，而参数的实现主要取决于芯片算力和软件算法。 显示面板：显示面板主要作用是显示控制模块发出的信息。
射频电源技术难点
射频电源主要技术难点在于电源波形、频率和功率等参数稳定性的提升，以及在腔体中激发出的等离子体浓度、均匀度及相 应的控制精度，稳定性与控制精度对于薄膜沉积厚度、密度、应力、速率，以及深孔刻蚀质量至关重要。由于等离子体行为在微秒以下的时间尺度上演变，射频传输系统必须能够以非常低的群延迟感知和控制事件。为此，控制通 常由高速数字控制器提供复杂的DSP(数字信号处理)和反馈/前馈控制算法。
射频电源：产业发展瓶颈及行业趋势
目前国内先进等离子体设备中应用的射频电源，其主要技术性能（如输出功率、频率，阻抗匹配网络等）已和国外同类电源 无甚差别，但在自动化水平、体积以及应用范畴方面还有一定差距。因而，要跟上国际水平，还需进行以下工作： 1、小型化：国内射频电源采用的都是电子管或电子管、晶体管混合电路，体积较大，在对体积有要求的地方，限制了应用。 因此需要采用新兴的技术、新型的元器件，使射频电源固态化，更小型化。2、阻抗自动匹配：国外的阻抗自动匹配网络已产品化，设备更趋于完善。目前国内还是手动，在一般状况下能够满足工艺请 求，但操作时稍不留意仍会匹配不佳。用自动匹配取代手动是目前需要解决的工作重点之一。 3、多类型：我国需开扩射频电源的应用范畴，研制多性能、多种类的射频电源，如宽频带电源、微波电源等，为电源的发展 开创新的道路。
射频电源应用
射频电源在半导体领域的应用：刻蚀
使用化学或物理化学的方法在刻蚀对象表面去除不需要的材料，可以分为干法刻蚀（等离子刻蚀）和湿法刻蚀，目前干法刻 蚀在半导体刻蚀中占主流地位，市场占比超过90%。 刻蚀气体（主要是CF4）通过气路系统通入反应腔室后，被射频电源产生的高频率电场(通常为13.56 MHz)电离从而产生辉光 放电，完成从气体分子到离子的转变，形成等离子体(Plasma)，提高气体反应活性。 射频电源是等离子刻蚀设备的核心部件，为设备提供稳定的射频源，用于电离气态的化学刻蚀剂，直接关系到反应腔体中的 等离子浓度，均匀度以及稳定度。
射频电源在半导体领域的应用：薄膜沉积
1、PECVD：主要通过射频电源使工艺气体离子化，然后离子化后的气体通过扩散到达衬底表面，进而发生化学反应，完成薄 膜生长。射频电源是PECVD镀膜设备的核心部件，为设备提供稳定的射频源，以此生成辉光放电等离子体。 2、HDPCVD：是一种可以同时进行薄膜沉积与刻蚀制程的技术，极大提高了生产效率。HDPCVD设备有两个射频电源，其中 一个射频电源（Source RF）用于产生并维持等离子体，而另一个射频电源（Bias RF）用于控制反应腔中高能粒子的轰击力度 和方向，从而实现在小于0.5μm的间隙中镀膜不产生夹断和空洞。 3、PEALD：将气相的前驱体A与等离子活性化的前驱体B交替地通入反应室，从而实现以单原子层的形式一层层沉积具有特 殊功能的薄膜。射频电源主要为设备提供稳定的射频源来电离前驱体气体。 4、PVD：磁控溅镀设备通过射频电源使工艺气体电离，产生带正电的离子，然后通过大功率DC电源产生电磁场，使带正电 的等离子体受到负电极的吸引，撞击位于负极的靶材。靶材上的原子受到撞击并脱落，最终沉积于基体表面，实现镀膜效果。
半导体 vs 光伏 vs 面板射频电源
光伏设备通常使用能提供较高频率（如40KHz）的电源，半导体设备的射频电源功率在1KW-10KW之间（工作频率一般处于 2MHz-60MHz之间），面板生产使用15KW-50KW的功率水平，和无线通讯的射频功率相比大很多，应用不同。
半导体射频电源市场： 国外头部企业垄断、市场集中度较高
射频电源产业链
上游：射频电源的上游核心零部件如电感、变压器等，主要依靠射频电源厂商自主设计；其余非核心的零部件如MOSFET等主 要依靠封装厂供应。 中游：射频电源市场呈现国外头部企业垄断、市场集中度较高的竞争格局，目前射频电源领域尚无成熟的国内生产商。 下游：射频电源的下游厂商主要为半导体及泛半导体加工设备制造商，市场集中度较高。
射频电源定价及毛利率
根据智研咨询数据显示，2022年中国射频电源行业产量约为29716台，需求量约为38548台，均价约为17.83万元/台。 以一台12吋刻蚀机为例，有8个腔，每个腔体有上电极和下电极，每个电极有一台射频和一台匹配器，共32台射频和匹配器。 一台刻蚀机在射频电源和匹配器上的采购需要花费几百万，占一台设备总成本的12%左右。 根据英杰电气年报相关数据，其特种电源（含射频电源）总体毛利率处于50%水平，自2019年至2022年整体呈上升趋势。 2022年，英杰电气特种电源系统的毛利率为45.5%，特种电源装置的毛利率为59.6%，特种电源总体毛利率为52%。
全球半导体射频电源：2022年市场规模7.26亿美元
全球半导体射频电源市场规模：根据QYR（恒州博智）的统计及预测，2022年全球半导体射频电源市场销售额达到了7.26亿 美元，预计2029年将达到14.57亿美元，年复合增长率（CAGR）为11.18%（2023-2029）。地区层面，中国市场（含中国台湾 地区）在过去几年变化较快，2022年市场规模为96.6百万美元，约占全球的13.31%，预计2029年将达到188.52百万美元，届 时全球占比为12.94%。未来几年，亚太地区的重要市场地位将更加凸显，除中国外，日本、韩国、印度和东南亚地区，也将 扮演重要角色。此外，未来六年，预计德国将继续维持其在欧洲的领先地位。 全球半导体射频电源生产地区分布：根据共研产业咨询披露的数据，2022年，全球半导体射频电源重要生产区域是北美、日 本，合计占据全球近60%的市场份额，其中北美占全球的36.04%，日本占全球的23.17%。
国内半导体射频电源：2022年市场规模0.97亿美元，约占全球13.31%
国内半导体射频电源市场规模：随着国内半导体行业的持续稳步发展，中国半导体射频电源市场规模仍将保持着强劲的增长 态势。根据共研产业咨询的统计及预测，2022年中国半导体射频电源市场规模为0.97亿美元，约占全球的13.31%，预计2023 年将达到1.10亿美元，约占全球的14.23%。根据智研咨询数据，2022年中国射频电源行业产量约为29716台，需求量约为 38548台。
国内相关企业：国内射频电源基本依赖进口，主要研发单位主要包括北京北广科技股份有限公司、四川英杰电气股份有限公 司、江苏神州半导体科技有限公司、深圳恒运昌真空技术有限公司等。随着半导体设备国产化的不断推进，国产零部件厂商 逐步崭露头角，恒运昌、英杰电气、北广科技等射频电源企业在下游设备厂商的支持下逐步成长，在射频电源产品供应方面 实现批量订单的突破。
他山之石：论海外半导体射 频电源公司如何发展的？
MKS ：半导体环形等离子体源领导者
MKS公司成立于1961年，为领先的半导体制造、电子封装以及特殊工业应用提供基础技术解决方案。 公司运用广泛的科学和工程能力，创造仪器、子系统、系统、过程控制解决方案和特种化学品技术，以提高过程性能、优化 生产力并实现独特创新。公司产品可分为以下三部分： 1、VSD（Vacuum Solutions Division）：提供基础技术解决方案。VSD产品源于公司在压力测量和控制、流量测量和控制、 气体和蒸汽输送、气体成分分析、电子控制技术、反应气体产生和输送、发电和输送以及真空技术方面的核心竞争力。 2、PSD（Photonics Solutions Division）：提供仪器、组件和子系统。PSD产品源自公司在激光、光子学、光学、温度传感、 精密运动控制和振动控制方面的核心竞争力。3、MSD（Materials Solutions Division）：在先进的表面改性、化学和电解电镀以及表面处理方面开发领先的工艺和制造技 术，产品组合包括化学、设备、软件和服务。
Advanced Energy：更稳定的eVerest系列射频等离子体发生器
半导体行业加速走向新的拐点，eVerest™射频发生器满足了变革性等离子体控制的需求。其可配置的多级脉冲，可实现瞬时 调节。此外，高速、高精度、基于模型的频率调谐和宽频率扫描范围，可提供更高的过程稳定性。 能够实现 <2 nm 的沉积和蚀刻轮廓的新颖工艺开发，并能够无缝集成到任何等离子系统。
半导体企业投资推迟，DAIHEN射频发生器系统需求受到影响
半导体与FPD业务板块： 虽然半导体市场预计中长期内对生成型人工智能等产品的需求将会增加，但在智能手机和个人电脑(pc)需求下降的背景下， 半导体企业推迟投资，对半导体制造用射频发生器系统需求减少的影响较大。 2023年，公司营业收入1371百万美元，同比下降4.18%。公司半导体与FPD业务营业收入为436百万美元（同比增长7.44%）， 占总营收的32%，利润率为18.67%，相较2022年下降0.6pct。
报告节选：
（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）
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