TOTO冲击半导体市场：卫浴巨头转型，年利润破亿美元

卫浴行业领头羊TOTO冲击半导体市场，年利润创新高突破亿美元

　　 2月5日消息，据《日经新闻》报道，全球第三大陶瓷卫浴产品制造商——日本TOTO凭借其在陶瓷材料领域的深厚积累，在半导体制造所需的“静电卡盘”（Electrostatic Chucks，或称E-CHUCK、ESC）市场取得了显著的成功。 TOTO的这一转型令人瞩目。在传统卫浴领域取得巨大成功的背景下，该公司能够迅速抓住新的技术趋势，并将其核心能力应用到高科技领域，展示了其强大的创新能力和市场适应性。这种跨界发展的策略不仅拓宽了企业的业务范围，也为整个行业带来了新的活力。

　　 报道称，TOTO涉足半导体领域的业务最早可以追溯到1980年代，当时TOTO就开始为半导体行业研发高性能精密陶瓷产品，其中最具代表性的是“静电卡盘”。尽管这项业务多年来一直未能盈利，但随着近年来半导体市场的迅速扩张，该业务的利润自2022财年起开始显著增加，并广泛应用于高端半导体制造过程中。

　　 根据TOTO公布的2024财年前三季（2024年4月-12月）财报显示，前三季TOTO的包括半导体业务在内的“新领域”业务营收达到了344亿日元（约合2.25亿美元或16.36亿元人民币），同比增长31.8%，营业利润达142亿日元（约合0.93亿美元或6.75亿元人民币），同比激增84.4%。

　　 TOTO的“新领域”业务主要涵盖陶瓷业务和环境建材业务。陶瓷业务主要涉及以陶瓷组件为核心的产品，例如陶瓷半导体和光通讯设备等。而环境建材业务则专注于制造诸如陶板和瓷砖等产品。其中，与半导体相关的陶瓷业务，特别是静电卡盘，近年来已成为“新领域”业务的主要收入和利润来源。

　　 TOTO预计，其半导体业务今年的营业利润将超过 1 亿美元。

　　 什么是静电卡盘？

　　 在很多的半导体制造流程中，通常需要卡盘来对晶圆进行固定，以便进行加工、测量、装配等操作。卡盘可以根据其工作原理、结构形式、夹紧方式等方面的不同，分为多种类型，常见的卡盘类型包括：机械卡盘、真空卡盘、静电卡盘等。其中静电卡盘由于其对工件损伤小、精度高等特点，被广泛运用于半导体制造工艺等需要精密加工的场景。

　　 具体来说，静电卡盘是利用静电吸附原理将待加工晶圆吸附在其表面，并且可以通过背吹气体来控制晶圆表面温度的部件。静电卡盘可适用于真空及等离子体工况环境的超洁净晶圆承载体，在半导体制造中是薄膜设备、刻蚀机、离子注入机、量测设备等高端装备的核心部件。

　　 当一个内部电荷均匀分布的工件靠近通电的静电卡盘时，其内部的正负电荷会分别移向与之极性相反的电极一侧。由于电荷异性相吸所产生的库仑力，工件会被牢固地吸附在静电卡盘的表面。根据吸附机制的不同，静电卡盘可以分为库仑型（Coulomb type）和J-R型（Johnsen-Rahbeck type）。

　　 在现代半导体制造过程中，晶圆需经历光刻、清洗、氧化、刻蚀和薄膜沉积等多个环节，而这些环节又包含许多具体工艺。例如，离子掺杂、离子注入、物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等步骤都要求晶圆保持稳定且尽可能减少污染，因此通常需要用到静电卡盘来固定晶圆。

　　 尽管深紫外光（DUV）光刻技术没有使用静电卡盘，因为在常压或浸没式液体环境中，通过晶圆下方的真空系统足以确保晶圆的平整和固定，但极紫外光（EUV）光刻则有别于此。EUV光刻采用13.5纳米的极短波长光源，极易被材料吸收，因此需要在高真空条件下操作。为了避免EUV光线被吸收，芯片制造商倾向于使用静电卡盘代替传统的真空吸盘，因为静电卡盘更适合在这种环境下工作。此外，静电卡盘能够提供更加稳定的吸附力，减少形变，从而提高层间对准（Overlay）和关键尺寸（Critical Dimension, CD）控制的精确度。

　　 通常，静电卡盘的表面材料主要采用氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷两种。氧化铝陶瓷因其生产工艺相对简单，在当前的静电卡盘市场上应用最为广泛。然而，随着半导体工艺对静电卡盘散热性能要求的不断提升，导热性能更优的氮化铝陶瓷开始展现出其独特的优势。相比主流的氧化铝陶瓷，氮化铝陶瓷具备更出色的导热性能、热膨胀系数、机械性能以及绝缘性，因此更适合应用于半导体工艺中的静电卡盘。

　　 由于氮化铝具有共价键特性，自扩散系数较低，在常规烧结温度下难以形成致密结构，这会对其作为静电卡盘的导热性能造成影响。目前的主要解决方法是在烧结过程中添加一些烧结助剂（例如CaO、Y2O3等），以促进氮化铝的烧结过程，进而提升氮化铝陶瓷的导热性。随着氮化铝陶瓷烧结技术的不断发展，未来氮化铝陶瓷的静电卡盘有望逐步取代氧化铝陶瓷的静电卡盘。

　　 静电卡盘市场格局：美国及日本厂商垄断

　　 静电卡盘作为半导体制造工艺设备中的重要组件，在核心零部件中占据着重要的位置。根据拓荆科技的招股说明书，在2019年至2021年第三季度期间，静电卡盘所属的机械类零部件始终占据了拓荆科技核心原材料采购额的25%以上，并且一直是所有零部件类别中采购额最高的部分。这些机械类零部件包括静电卡盘、加热盘和腔体等，而静电卡盘的价值尤为突出。据珂玛科技的公告显示，静电卡盘在刻蚀机原材料采购成本中所占比例为12.7%。 可以看出，静电卡盘在半导体设备中扮演着至关重要的角色。其高价值和高采购比例不仅反映了其技术复杂性和制造难度，也突显了它在提升设备性能和生产效率方面的重要性。随着半导体技术的不断进步，静电卡盘的研发与制造水平也将成为决定行业竞争力的关键因素之一。

　　 目前，全球静电卡盘市场主要由美国、日本和韩国的企业主导，主要供应商包括美国应用材料（AMAT）、泛林集团（Lam Research），日本新光电气（Shinko Electric Industries）、TOTO、日本陶瓷综合制造商（NTKCERATEC）、京瓷、日本碍子，以及韩国的MiCo、AEGISCO、KSM、LKE ENGINEERING等公司。根据QYResearch的数据，应用材料、泛林集团和新光电气在2021年的全球静电卡盘市场销售额排名前三，市场份额分别为43.86%、31.42%和10.20%。

　　 不过，日韩企业在静电卡盘市场主要采取独立销售的策略，而美国的静电卡盘企业则多为综合性半导体设备制造商，它们倾向于将静电卡盘与自家生产的PVD、CVD等半导体设备一起打包出售给终端用户。这不仅有助于提升整体设备的销售业绩，同时也扩大了静电卡盘的市场需求。此外，由于静电卡盘的使用寿命一般不超过两年，属于高频率更换的消耗品，因此其替换需求也带来了稳定的销售收入来源。 这种销售模式的差异反映了不同地区企业的经营战略和市场定位的不同。日韩企业专注于提高单一产品的竞争力，而美国企业则更注重提供全面的解决方案，以增强客户的依赖性和满意度。这种趋势在未来的市场竞争中可能会进一步加剧，推动相关企业不断创新和优化产品性能。

　　 中国本土的静电卡盘供应商主要有瑞耘科技广东海拓创新、君原电子、华卓精科、苏州珂玛科技、中瓷电子和中山思考电子，但整体市场份额都非常小。值得一提的是，2025年1月17日，江丰电子与KSTEINC.签署了《关于静电吸盘项目之合作框架协议》。江丰电子将从KSTE引进约定范围的静电卡盘产品所需的全部生产技术并采购相关生产线，最终实现公司在中国大陆地区独立量产。KSTE负责向江丰电子提供全流程技术支持，并负责有关生产线的设计和交付。

　　 从市场规模来看，根据QYResearch的预测数据显示，2022-2028 年全球静电卡盘市场销售额将由 17.9 亿美元增长至 24.1 亿美元，年复合增长率为 5.1%。

　　 不过，根据珂玛科技招股书显示，2023年全球静电卡盘市场规模保守估计为36~42亿元，其中中国大陆市场为7~8亿元。

　　 TOTO如何改进静电卡盘技术？

　　 从技术方面来看，静电卡盘所使用的高性能陶瓷虽然坚硬，但容易变脆，所以陶瓷材料必须兼具强度与抗裂性，而TOTO运用长年制造马桶及陶瓷卫浴产品所需的陶瓷成型与烧成技术，可以制造出抗裂的均质陶瓷材料。

　　 据了解，TOTO通过采用高耐等离子体性的Al2O3材料，成功提升了其静电卡盘产品的耐用性，并降低了背面颗粒污染。此外，TOTO的静电卡盘还能够根据客户的需要调节晶圆温度。这一切成就均得益于TOTO在陶瓷材料领域积累的丰富设计和大规模生产经验。

　　 △等离子体照射检查示例：TOTO 的材料 （AP900R） 比典型的高纯度 Al2O3（纯度 99.9%）具有更高的耐等离子体性

　　 当TOTO最初进入半导体产业时，曾一度面临重大挑战。该公司最早供应结构性零部件，但销售表现不佳，后来则在静电卡盘领域取得了一定成功，但由于良率过低，导致产能无法满足市场需求。

　　 TOTO曾利用高精度显微镜仔细检查马桶表面，从而发现并修正了一些微小瑕疵，以减少污垢的附着，提升了产品的质量。而在静电卡盘产品的良品率过低的问题上，TOTO同样采用了类似的技术进行检测，结果发现产品上的化妆品粉等异物颗粒是导致良品率下降的主要原因。由于当时的生产过程仍然主要依赖人工操作，且无尘室的标准相对较低，这些因素最终影响了产品的整体质量。 从这个案例可以看出，尽管TOTO在某些方面已经采取了先进的技术手段来提高产品质量，但依然面临着来自生产环境和技术水平等方面的挑战。这表明，即便是在高科技领域的企业，也需要不断改进生产工艺和工作环境，以确保产品能够达到预期的质量标准。同时，这也提醒我们，在追求自动化和智能化的过程中，对生产环境的控制也至关重要。

　　 最终，凭借在陶瓷卫浴领域的技术积累，TOTO准确识别出存在的问题，并对相关环节进行了有效改进，从而显著提高了产品的良品率。

　　 为了稳固其市场地位，TOTO在陶瓷材料制造方面投入了大量资金。2020年，TOTO投资118亿日元在日本大分县建设新的陶瓷生产设施。在2020年4月至2024年4月期间，该公司的陶瓷生产员工数量增加了大约20%。据TOTO总裁木形稔去年10月在电话会议中的透露，公司目前还在考虑建立新工厂的可能性。 当前时间是2025年2月。

　　 目前，TOTO公司正在扩展其业务领域，重点关注切割和封装等下游制造工艺。特别是，随着3D堆叠技术的发展，基板材料需要采用新的技术方案。TOTO陶瓷业务企划部经理Kameshima Junji表示，未来的陶瓷材料将在半导体制造的后段工艺设备中得到更广泛的应用。 这种趋势表明，陶瓷材料在高科技产业中的角色日益重要。随着半导体技术的进步，对高性能材料的需求也在增加。TOTO的这一战略调整不仅体现了公司在技术创新方面的决心，也预示着陶瓷行业在未来半导体市场中可能扮演的关键角色。这无疑是一个值得关注的趋势，可能会引发更多企业重新评估其产品线和技术路线。

　　 在2024财年，TOTO预计其与半导体相关的陶瓷部门将实现200亿日元（约1.3亿美元）的营业利润，营业利润率接近40%，远超公司整体7%的预期营业利润率。这显示出该部门强劲的增长势头。TOTO计划在2026财年使该部门的营业利润提升至250亿日元，并通过扩大产品组合来进一步巩固这一业务的稳定性。 这种增长态势不仅反映了半导体行业的繁荣对相关材料需求的增加，也表明TOTO在该领域的战略规划取得了显著成效。随着全球半导体市场的持续扩张，TOTO有望在未来几年内继续扩大市场份额并提升盈利能力。此外，通过不断丰富产品线，TOTO也将能够更好地应对市场波动，确保业务的长期稳定发展。

　　 目前，TOTO已将其住宅设备业务和中国业务的利润重新投入到陶瓷技术的研发中。面对日本住房市场的收缩以及中国经济的放缓，AI、数据中心及电子设备的需求却显著增长，促使TOTO加大了在半导体领域的投资。

　　 TOTO总裁Kiyota在讲话中指出，尽管半导体行业会有起伏波动，但其业务无疑将持续实现显著增长。 这样的表述反映出行业内对于半导体长期发展前景的乐观态度，同时也承认短期内可能会遇到各种挑战与不确定性。这种对未来的积极展望，不仅体现了企业领导层的信心，也为相关行业的投资者和从业者提供了一定程度的指引和信心。