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一、零部件是半导体设备行业的基石，技术复杂产品种类众多
半导体设备零部件位于产业链上游，为半导体行业发展提供重要支撑。半导体行业遵循 “一代技术、一代工艺、一代设备”的产业规律，半导体设备是延续行业“摩尔定律”的 瓶颈和关键。其中，半导体设备零部件作为半导体设备的关键构成，是决定半导体设备 产业发展水平的关键因素。半导体设备零部件不仅是半导体设备制造环节中难度较大、 技术含量较高的环节之一，也是国内半导体设备企业“卡脖子”的环节之一，其支撑着半 导体设备行业，继而支撑半导体芯片制造和整个现代电子信息产业。![]()
半导体设备由大量零部件组成，零部件直接决定设备可靠性和稳定性。半导体设备零部 件需要在材料、结构、工艺、品质和精度、可靠性及稳定性等性能方面达到设备及技术 要求。以等离子体设备为例，在反应腔周围，Gax Box 和 MFC 模块负责气体调配与供应， 射频电源负责制造等离子体，真空系统包括阀门、泵负责提供真空环境，加热器负责控 制反应温度，仪器仪表包括流量计、压力计等来监测压力与真空度等反应条件，各种精 密零部件共同构建起晶圆制造设备。半导体设备零部件种类繁多，工艺难度差别较大。半导体零部件细分种类众多，按结构 组成可分为机械类、电气类、机电一体类、气/液/真空系统类、仪器仪表类、光学类等， 应用设备有所差异。按标准化程度可分为精密机加件和通用外购件，精密机加件为定制 化产品，由设备厂商自行设计后委外加工，如腔体、机械手等，难度相对较低；通用外购 件是经过长时间验证、得到广泛认可的通用标准品，如阀门、密封圈（O-Ring）、规（Gauge）、 泵、喷淋头等，由于需要得到设备厂商与制造产线认证，技术壁垒较高。零部件按客户需求可主要分为两部分，设备端与 Fab 端：设备端：由半导体设备制造商采购，作为制造设备的直接原材料。部分类型如机械 类、电气类、仪器仪表类是设备通用的零部件。此外，部分工艺环节需要专用零部 件，如刻蚀和薄膜沉积等干法设备所需的气体输送系统、真空系统类，以及清洗、 涂胶显影、CMP 等湿法设备所需的气动液压系统类设备。Fab 端：晶圆厂直接向零部件厂商采购，用作厂务建设或作为芯片制造流程中的替 换材料。晶圆厂在长期使用半导体设备的过程中，设备不可避免地会产生磨损，需 要对零部件进行替换。此类主要是标准化的零件或是较为简单的模组、系统，而不 需要定制化操作，晶圆厂可以直接向零部件厂商进行采购。半导体设备零部件客户验证壁垒高，技术为零部件厂商核心竞争力。零部件供应需要保 持高度一致性，因此客户黏性及验证壁垒较高。此外，半导体设备厂商认证壁垒也相对 较高，设备零部件验证程序十分复杂，从质量体系认证到批量生产的周期通常为两年半， 因此，下游客户往往会选择长期合作或具备品牌口碑的零部件供应商。国内零部件厂商 仍处于发展初期，正不断积累技术及生产经验。随着国产设备自主可控需求提升，具备 核心关键技术的国内厂商有望得到验证机会，率先实现客户及认证壁垒的突破。半导体设备零部件应用广泛，参与制造全工艺流程。按照典型集成电路设备腔体内部流 程来分，半导体零部件可以分为传送装置类、电源和射频控制类、气体输送类、真空控 制类、温度控制类和光学类，下面对腔体及各类关键零部件进行详细介绍：腔体是半导体设备关键零部件，主要用于刻蚀、薄膜沉积设备中。腔体通常由高纯度、 耐腐蚀的材料制成，主要为不锈钢和铝合金。腔体为晶圆生产提供耐腐蚀、洁净和高真 空环境，用于承载并控制芯片制造过程中的化学反应和物理反应过程，主要应用于刻蚀、 薄膜沉积设备，也少量用于离子注入、高温扩散等设备。腔体所需核心技术为高精密多 工位复杂型面制造技术和表面处理特种工艺技术，以保证反应过程中腔体的真空环境、 洁净程度和耐腐蚀性能。腔体按使用功能可分为过渡腔、传输腔和反应腔：过渡腔：是设备中晶圆真空环境入口，晶圆从外部运输至设备入口，经过前端模块 （EFEM）后进入过渡腔，方从大气环境转换为真空环境，后续再进入真空环境的传 输腔、反应腔进行工艺反应。过渡腔以铝合金为主，技术相对简单。传输腔：是晶圆在过渡腔和反应腔之间进行转移的中间平台。传输腔材料主要是不 锈钢，腔体需要保证密封性和真空度，同时由于传输腔需要与不同工艺的反应腔连 接，也需要采用不同的表面处理工艺来保证洁净度和耐腐蚀性。传输腔主要由腔体、 中央的真空机械手、传输腔与反应腔连接处的门阀，以及各种真空密封件组成。反应腔：是晶圆加工和生产的工作空间，由于多种工艺气体会流入反应腔内发生化 学反应，其对洁净度和耐腐蚀性要求较高，尤其是先进制程对于洁净度要求更高。反应腔中包括内衬、匀气盘等核心零部件，对性能要求更为严苛。反应腔内部又有多种机械件，按不同材料及作用可分为金属工艺件、金属结构件及非金 属机械件：金属工艺件：在设备中与晶圆直接接触或直接参与晶圆反应。以匀气盘为例，在薄 膜沉积及刻蚀过程中，特种工艺气体通过匀气盘上的小孔后均匀沉积在晶圆表面，以确保膜层的均匀性，其加工与表面处理为技术难点。金属工艺件一般需要经过高 精密机械制造和复杂的表面处理特种工艺过程，具备高精密、高洁净、超强耐腐蚀、 耐击穿电压等特点，工艺制程复杂。金属结构件：结构件一般起连接、支撑和冷却等作用，对平面度和平行度有较高的 要求，部分结构零部件同样需要具备高洁净、强耐腐蚀能力和耐击穿电压等性能。代表产品包括托盘、铸钢平台、流量计底座、冷却板等，不同产品差异较大，难点包 括不锈钢的高精密加工、超高光洁度制造、表面处理等技术。非金属机械件：包括石英制品、陶瓷产品等，技术门槛极高。以静电卡盘（E-Chuck） 为例，它是在晶圆制造过程中为防止晶圆变形，利用静电吸附原理对超薄晶圆片进 行平整均匀夹持的零部件，被广泛用于刻蚀、沉积、离子注入等设备中。目前现有 的静电卡盘以氧化铝陶瓷或氮化铝陶瓷作为主体材料，并且进行分区温度控制，层 次较多结构复杂，通常采用陶瓷与电极高温共烧而成，技术难度高。EFEM 是连接物料搬运系统与晶圆处理系统的桥梁。设备前端模块（Equipment Front End Module，EFEM）指在高洁净环境下，将单片晶圆通过精密机械手传输至工艺、检测模块 的晶圆前端传输系统。它安装在工艺设备的前面，主要应用于晶圆的自动上下料，核心 部件主要包括晶圆装载系统（Load Port）、大气机械手（Robot）、晶圆对准器（Aligner） 和空气过滤器（FFU）。不仅包括薄膜/刻蚀设备，大多单片加工的设备均有这一模块，如 光刻机、单片清洗机、涂胶显影机、CMP 等。机械手承担晶圆定位与快速、平稳搬运作用，真空机械手技术壁垒高。机械手通常由控 制器、驱动器、手臂及末端执行器等部分组成，其核心部件片直接与晶圆接触，需要极 高的控制精度、运动速度、稳定性和可靠性，并且要在高洁净度的环境中运行。按使用 环境可分为大气手和真空手，其中真空手对于洁净度、精确度、晶圆固定方式等有更高 的要求。且由于真空手直接进入工艺腔，要求材料耐高温、耐磨，并且需要具备更高洁 净度及抗腐蚀性能。射频电源是重要电气类零部件，为等离子体配套电源，具有较高技术难度和壁垒。射频 电源是可以产生固定频率的正弦波、具有一定频率的高频电源，主要由射频信号源、射 频功率放大器及阻抗匹配器组成，其中，射频功率放大器是射频电源的核心。作为等离 子体配套电源，射频电源主要应用于离子注入、薄膜沉积和刻蚀设备，并且由于射频电 源直接关系到反应腔体中的等离子浓度，均匀度以及稳定度，要求其能够提供稳定的直 流电压、低噪声和较好的线性度，技术难度较高。供气系统在半导体制造中发挥重要作用，包括刻蚀、离子注入、薄膜沉积、氧化等制程。供气系统将气体从气源端输出，气体通过气柜出来，然后通过多功能阀箱及二次配阀盘 进行分流，最后通往工艺机台，作为半导体制造中不可或缺的一环直接影响生产运行及 产品质量。在大规模 IC 制造厂中，气体种类多、品质要求高、用气需求量大，对系统的 稳定和不间断供应、纯度控制和安全生产要求十分严格。供气系统包括 Gas box、MFC 等 关键部件，并集成了阀门、接头等管道元件以及其它必要的测量与控制仪器。![]()
气柜模组（Gas Box）是半导体供气系统关键组成，集成了流量/压力的测量及控制系统、 气体混合、输送等零部件。Gas Box 是特种工艺气体输送控制装置，按照晶圆生产工艺的 具体需求对不同特殊工艺气体进行传输、分配和混合。在半导体制程设备中，Gas Box 主 要用于刻蚀、薄膜沉积和离子注入设备等。模组集成了流量、压力测量与控制以及气体 混合与输送部件，以实现对工艺气体的流量、压力、浓度、混配比及反应时间等方面的 精准控制并确保洁净度、耐腐蚀性及安全性。气体管路主要应用于半导体设备中的特殊工艺气体传送，是连接气源到反应腔的传输管 道。可分为气源到气柜的大批量洁净管路和气柜到反应腔的超高洁净管路，后者工艺相 对复杂、单价相对较高、长度相对较长。由于晶圆加工过程中的气体具有纯度高、腐蚀性强、易燃易爆及毒性的特点，因此对管路的密封性、洁净度及耐腐蚀能力有较高要求， 表面处理为关键技术与难点所在。气体阀及气体流量控制器（MFC）是气柜中关键零部件：气体阀：阀门是在流体管路系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置。按工 作压力可分为真空阀和非真空阀，用于供气系统中的为非真空阀，包括隔膜阀、调 压阀、波纹管阀等。隔膜阀是用隔膜作启闭件封闭流道、截断流体、并将阀体内腔 和阀盖内腔隔开的截止阀，调压阀是把从钢瓶、压缩机等来源排出的气体或液体的 压力降低到分析仪等设备所需的较低值的阀门。MFC：是一种用于精确控制气体或液体的流量的设备，在气体供应系统中，MFC 用 于确保整个制造过程中气体的稳定供应，而在刻蚀、薄膜沉积、离子注入等过程中， MFC 通常用于控制工艺所需气体的流量以确保反应的均匀性与精确性。由于涉及特 种工艺气体，MFC 除了要求精度、准确度外还需要材料的密封性、耐腐蚀性与高洁 净度，存在较多技术壁垒。真空系统为半导体最大细分子系统，包含众多组件与零部件。半导体器件的生产，除需 要超净的环境外，有些工序还必须在真空中进行，以避免氧化和污染，保证芯片品质和性能。真空系统通常由真空泵、真空阀门、真空测量仪器、真空腔体、真空管路及法兰等 核心零部件构成。其中真空泵用来获得及维持真空环境；真空阀门主要用来调节流量、 切断或接通管路的元件；真空管路及法兰用于系统的可拆卸部位及安装需要的连接部位；真空测量仪器则通常需在反应腔体、传送模组等安装完毕后的漏气检查。真空泵为系统获取真空环境的核心零部件，在薄膜沉积、刻蚀、离子注入等对真空环境 要求较高的干法工艺中应用广泛。真空泵是利用机械、物理或化学方法，用以产生、改 善和维持真空环境的装置，主要包括干泵、分子泵、低温泵三大类。干泵通过电机驱动 转子将气体排出以实现抽气功能，包括爪式、涡旋式、罗茨式和螺杆式真空泵，应用领 域广泛；分子泵通过高速旋转的转子将动量传递给气体分子，使其获得定向速度并被压 缩至排气口，主要类型有涡轮分子泵和磁悬浮分子泵，后者在半导体领域应用广泛；低 温泵利用低温表面冷凝和吸附气体来抽气，能够达到超真空，但因其需要定期释放和再 生，市场相对较小。真空阀为气体流量调节核心零部件，种类较多且技术要求高。阀门为半导体真空系统中 的核心零部件，起到开闭、控制流量、调节压力等作用，真空阀指用在真空系统中的阀 门，按照功能可分为隔离阀、控制阀、传输阀。隔离阀起隔绝/接通作用，营造真空环境；控制阀主要起到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Load Lock 之间的传输，根据阀门的工作方式划分，隔离阀和控制阀又包括闸阀、角阀、 蝶阀、球阀、钟摆阀等。真空阀门为标准件，对精度要求较高且使用寿命较长，一般需要 通过市场的长期验证，技术壁垒较高。真空计为真空设备必要零部件，细分种类较多。真空计（Vacuum Gauge），也称真空规， 是一种测量真空度的仪器，主要分为三类：一是绝对压力的真空计，如波登式真空计和 电容式真空计；二是热传导式真空计，如皮拉尼真空计（热电阻）；三是电离式真空计， 如冷阴极真空计和热阴极真空计。此外还包括质谱分析仪、磁悬浮转子真空计。真空计 主要应用于粗真空环境及工艺过程中，在刻蚀、CVD、外延等等离子体工艺所需要的真 空环境以及气体通入腔体时都需要对腔体内的真空度进行实时监控，皮拉尼真空计和电 容薄膜真空计在半导体领域应用较多。O-Ring 密封圈是用于半导体生产的通用密封件，也是主要耗材之一。在半导体制造中， 弹性体密封垫的可靠性非常关键，对清洁度和纯净度的要求非常严格，同时密封件必须 能够在高真空度及侵蚀性化学气体的压力作用下及高温环境中长期工作。用于半导体生 产的密封圈通常为 FFKM 全氟醚橡胶材料，该材料成本高昂，其耐等离子体腐蚀、气体 腐蚀、酸碱腐蚀、高温腐蚀、橡胶密封高洁净度要求，有助于保持密封的完整性，减少维修次数并提高安全性，是半导体制造的最佳密封材料。温控装置实现工艺制程的控温需求，是不可或缺的关键设备。半导体专用温控装置 （Chiller）主要用于半导体制造过程中精确控制反应室的温度，是集成电路制造过程中不 可或缺的关键零部件。它是一种自平衡循环装置，主要由换热器、循环泵、压缩机和控 制系统组成，按照技术路线可分为热交换器型、单级压缩型、复叠型、热电型，按通道数 量可分为单通道、双通道和三通道。Chiller 主要应用于刻蚀、离子注入、扩散、薄膜沉 积、CMP 等环节。光学系统是半导体设备核心卡脖子环节，决定集成电路工艺制程节点。光学系统是光刻 机与量检测设备重要组成，覆盖半导体制造全流程。光刻机光学子系统是半导体光学系 统的核心，其中包括光源、照明系统和物镜系统。光源：是光刻机的核心构成之一，其波长决定了光刻机的工艺能力。光刻机根据光 源不同可分成紫外（UV）光刻机、深紫外（DUV）光刻机、极紫外（EUV）光刻机 三类，光源波长越短对应制程节点越先进，技术难度也越高。照明系统：位于光源和物镜系统之间，其作用是将光源发出的光束进行整形匀化后， 为掩膜提供成像曝光所需的照明模式和照明光场。其组件包括光瞳整形透镜、匀光 单位、扫描狭缝和中继镜。物镜系统：物镜系统的功能是实现光线的聚焦以将掩膜版上的图形缩放至晶圆表面。投影物镜是光刻机中最昂贵、最复杂的核心部件之一，为了精确成像，严格控制像 差，光刻机透镜平整度和光洁度要求度极高。二、半导体设备零部件市场空间广阔，国产替代助推行业快速发展
半导体周期企稳回暖，新一轮增长趋势明显。1999 年以来全球半导体行业共经历 7 轮左 右周期，每轮时长约 3-5 年，其中上行期约 1-3 年，下行期约 1-2 年。复盘每轮周期波动 原因较为类似，主要由于终端需求变化驱动行业景气提升，而后产能扩张叠加需求疲软 导致供需错配。进入 2023 年中，行业周期逐渐触底，受益于下游终端消费改善及 AI 相 关需求迅速扩张，至今半导体行业新一轮周期增长趋势明显，2024 年 8-10 月全球半导体 月销售额同比增长 20.6%/23.2%/22.0%。行业周期回暖，相关厂商迎来发展机遇。AI、汽车电子驱动行业需求回暖，全球晶圆厂产能持续扩张。随着人工智能快速发展， 推动对高性能计算与存储芯片需求，同时汽车电动化、智能化趋势带动汽车电子市场快 速增长，半导体行业需求逐步复苏，全球晶圆厂扩产速度回升。根据 SEMI 和 Trendforce 数据，2023 年全球半导体每月晶圆产能为 2960 万片（折 8 英寸），同比增长 5.0%，其中 中国大陆产能占比 26%，预计 2025 年全球产能将达到 3370 万片，中国大陆作为全球半 导体扩产的主要动力，产能将达到每月 1010 万片。![]()
半导体产能扩张，晶圆厂设备支出迎来增长周期。根据 VLSI 数据，2020-2022 年，疫情 影响下消费电子需求激增，供需失衡情况促使全球晶圆厂纷纷提升资本开支，全球晶圆 厂设备支出快速增长，由 2020 年的 640 亿美元增长至 2022 年的 950 亿美元。2023 年由 于需求减弱及终端库存累积，设备支出增速有所调整，2023 年全球晶圆厂设备支出为 980 亿美元，同比增速 3%。在 AI、汽车电子等需求驱动下，全球晶圆厂将继续扩产，设备支 出有望持续增长，2025 年将达到 1,130 亿美元。国产替代浪潮驱动设备需求，国内主要设备厂商扩产加速。2024 年 12 月 2 日，美国将 多家中国半导体企业列入实体清单，其中包括：芯恩、鹏新旭、ICRD 等代工厂，北方华 创、拓荆科技、芯源微、新凯来等设备厂商，中微被移除 VEU 白名单（不再享有 VEU 身份带来的出口便利），半导体设备及零部件产业链国产替代紧迫性进一步提升。2020- 2023 年，国内主要设备厂商订单规模不断提升，2020 年北方华创合同负债为 30.48 亿元， 2023 年达 83.17 亿元，年均复合增长率 39.73%。设备需求不断提升的同时，国内主要设 备厂商也加速提升产能，2023 年北方华创在建工程为 20.27 亿元，同比增长 65.73%。大基金三期落地，有望加大对核心技术和关键零部件的支持力度。2024 年 5 月，国家大 基金三期注册成立，注册资本 3440 亿元。与此同时，包括中国银行、中国建设银行等 6 家银行发公告表示参与出资国家大基金三期，预计自基金注册成立之日起 10 年内实缴 到位。根据 DeepTech 报道，国家大基金一期侧重半导体制造领域（重点关注下游各大产 业链巨头），国家大基金二期侧重半导体设备和材料（重点关注上游产业链，包括薄膜设 备、测试设备，以及光刻胶、掩模版等材料）；据多家银行的公告，国家大基金三期则是 面向半导体全产业链，旨在引导社会资本加大对半导体产业的多渠道融资支持。全球半导体设备市场规模达千亿美元，中国大陆市场逆势扩张，市占率显著提升。根据 SEMI及SEAJ数据，2023年全球半导体设备市场规模为1,062.46亿美元，同比减少1.30%， 同年中国大陆地区半导体设备市场规模达 365.97 亿美元，同比增长 29.47%。近年来中国 大陆已跃居半导体设备全球第一大市场，且市占率显著提升，2023 年中国大陆市场份额 达 34%。2013-2023 年，中国半导体设备市场年均复合增长率约为 26.93%，高于全球的 12.82%。未来随着行业需求的持续复苏，以及下游 AI 等新应用领域带动晶圆厂扩产，我 国半导体设备需求将持续增长。半导体设备直接材料费用高，零部件价值在设备总价值中占比近半。用半导体设备直接 材料费用代表零部件价值，2023 年中国大陆主要半导体设备厂商直接材料占生产成本比 例约在 85-95%区间内，平均占成本 90.23%。毛利率方面，2023 年海内外主要设备厂商 如 ASML、AMAT、LAM、北方华创、中微公司、拓荆科技、华海清科的毛利率区间约 在 40-50%，此外 KLA 的毛利率高达 60%。若按半导体设备毛利率为 45%，直接材料占 比 90%估算，零部件价值在设备总价值中占比约为 49.5%。（注：北方华创数据为电子工艺装备业务数据）将半导体设备零部件市场按客户端需求分为设备厂采购与 Fab 厂务及替换需求，分别进 行规模测算：设备端：根据前文梳理，半导体零部件大量使用于前道设备，尤其是刻蚀、薄膜沉 积、清洗、离子注入等工艺设备以及光刻设备中。根据 SEMI 测算，预计 2024 年全 球前道设备市场规模为 983 亿美元。参考半导体设备上市公司的财务数据，半导体 设备毛利率约为 40-50%（对应成本占比 50-60%），直接材料占成本比例约 90%。由 此推测，全球每年设备厂采购零部件 442-531 亿美元。Fab 端：根据芯谋研究，2020 年中国大陆晶圆厂零部件采购金额超过 10 亿美元，包 括石英件、射频电源、真空泵、阀门、静电卡盘等。IC Insights 和 SEMI 数据显示， 2020 年中国大陆晶圆厂产能为每月 318 万片（折 8 英寸），占全球的 15.3%，2024 年 中国大陆产能预计达每月 860 万片，占全球的 20.1%。按照产能比例倒算，同时考 虑到先进工艺带来的高附加值零部件采购需求，预估 2024 年全球晶圆厂采购零部件 金额在 150 亿美元左右。假设来源于设备厂的零部件估计为 40-75 亿美元，则 Fab 直 接向零部件厂采购金额在 75-110 亿美元左右。全球半导体设备零部件市场规模上百亿美元，中国大陆市场不断成长。由以上数据，测 算出全球半导体零部件市场 2024 年预期规模为 542 亿美元，2025 年预期规模为 613 亿 美元。根据 SEMI 数据，2023 年中国大陆半导体设备销售额为 365.97 亿美元，占全球总 销售额 34.45%（以 34.45%作为预测期内中国大陆占全球半导体设备销售额比例），推算 中国大陆半导体设备零部件市场 2024E 规模为 187 亿美元，2025E 市场规模约为 211 亿 美元。半导体设备零部件细分市场中，机械类、气液真空类及光学类市场规模较大。根据富创 精密招股书数据，机械类、电气类、机电一体类、气液真空系统类、仪器仪表类及光学类 占半导体设备零部件市场的比例分别为 12%、6%、8%、9%、1%和 8%，可以得到细分 产品种类的市场规模。其中机械类、气液真空类及光学类、机电一体类市场规模较大， 2024 年全球市场规模预计分别为 65.1、48.8 及 43.3 亿美元。随 AI 驱动半导体市场持续 增长，设备零部件规模有望继续提升。![]()
（三）行业格局整体分散细分领域集中，国产零部件加速突破全球半导体设备零部件市场格局相对分散，各专注于细分零部件领域。半导体设备本身 结构复杂，对加工精度、一致性、稳定性要求较高，导致精密零部件制造工序繁琐，技术 难度大，行业内多数企业只专注于个别生产工艺，或专注于特定精密零部件产品。根据 Yole 数据，2022 年全球半导体设备关键子系统收入前 10 的厂商为 ZEISS（光学物镜系 统）、MKS（MFC、射频电源、真空系统）、Edwards（真空泵）、Advanced Energy（射频 电源）、UCT（真空阀）、Horiba（MFC）、Ichor Systems（气体输送系统）、VAT（真空阀）、 EBARA（真空泵）和 ASML（光学系统），收入份额合计 53%，行业竞争格局相对分散。关键零部件市场竞争格局较为集中，以部分关键零部件市场为例：工艺设备关键陶瓷零部件，全球市场规模稳健增长。受益于半导体产能扩张带动设备市 场规模增长，全球静电卡盘市场规模也持续增长。根据 QYResearch 数据，2021 年全球 静电卡盘市场规模为 17.14 亿美元，2017-2028 年均复合增速为 4.09%。由于静电卡盘属 于消耗品，使用寿命一般不超过两年，因此替换量需求较大。随着全球半导体设备市场 规模继续增长，相应的扩产需求与存量替换需求将驱动静电卡盘市场规模持续提升。全球静电卡盘市场竞争格局集中，中国市场份额提升国产替代空间广阔。静电卡盘市场 具有高度垄断性，主要由日本和美国等企业主导，包括美国应用材料、美国 LAM、日本 新光电气、日本 TOTO 等公司。根据 QYResearch 数据，2021 年前四大企业占据 90%以 上的全球市场份额，中国市场集中度更高，2021 年前三大企业份额占比 93.52%。伴随国 内晶圆厂的加速扩产，我国静电卡盘需求占比有望由 2021 年的 18.6%提升至 2028 年的 21.7%，市场年均复合增速 7.30%。随着产品陆续研发量产，国产替代有望快速推进。全球半导体真空阀门市场规模约 11 亿美元，龙头 VAT 占据垄断地位。真空阀门市场高 度集中，马太效应显著，全球龙头瑞士 VAT 市占率逐年提升。2022 年 VAT 应用于半导 体领域的真空阀产品约占全球市场份额的 70%，其后 MKS、VTEX 等零部件企业市场份 额较小。根据 VAT 投资者关系数据，2022 年 VAT 半导体领域真空阀销售额为 7.71 亿瑞 士法郎，假设汇率为 1.10，估算得到 2022 年全球半导体真空阀门的市场空间为 11.30 亿 美元。半导体真空泵市场规模持续增长，份额集中于欧洲和日本厂商。干式真空泵是半导体各 制程中必备的通用设备，应用于单晶拉晶、Load-Lock、刻蚀、CVD、原子层沉积（ALD）、 封装、测试等制程。受益于近年来集成电路产业的稳定增长，干式真空泵产业也保持着 持续稳步的发展态势。根据华经产业研究院数据，2022 年全球半导体用干式真空泵市场 达 196.4 亿元，同比增长 9.3%。竞争格局方面，全球半导体真空泵行业格局集中，2019 年主要玩家 Atlas、Ebara、Pfeiffer 市场份额分别为 49%/25%/14%。国内零部件厂商从 0 到 1 快速崛起，行业集中度明显下降。半导体设备零部件领域验证 壁垒较高，因此能实现从 0 到 1 突破、在细分领域进展较快的供应商能抢占先机率先导 入，一旦与设备厂形成稳定合作关系，零部件供应商将具备长期竞争优势。国内主要设 备厂的供应商几乎都来自全球头部零部件厂，但近年集中度明显下降，从国内主要的设 备厂商前五大供应商占比来看，平均占比从 2019 年的 33.65%下降到 2023 年的 22.93%， 随着国产供应商的逐渐导入，头部供应商集中度不断分散。不同种类零部件技术难度不一，部分产品已实现国产化突破。从技术难度看，机械类零 部件作为应用最广、市场份额最大的类别，除高端产品外主要产品技术已实现突破和国产化替代，整体国产化率相对较高；机电一体类、气液真空系统类零部件的技术难度适 中，国产化率处于中等水平；其余品类国产化率较低，比如光学类技术难度极高国际市 场高度垄断，或如仪器仪表类市场份额较小且技术难度高，国产设备厂仍以进口为主。非金属零部件和真空阀、流量计等标准件国产替代程度较低，偏定制化的机械类精密金 属零部件具备规模放量和份额提升的条件。三、重点公司分析
（一）富创精密：半导体设备零部件领军者，国际化发展+国产替代双轮驱动公司自 2008 年成立以来持续深耕精密零部件赛道，目前主要产品包括工艺零部件、结构 零部件、模组产品和气体管路四大类，应用于半导体设备、泛半导体设备等领域，覆盖 全球龙头厂商并积极开拓境内市场，未来公司将不断拓宽产品布局和下游应用：技术攻关阶段（2008-2014 年）：公司成立之初，自研 90 纳米以上制程半导体设备的 工艺零部件和不直接参与晶圆反应过程的外围结构零部件，成为国际半导体设备龙 头客户 A 的合格供应商，并向拓荆等 10 余家企业交付 1,000+种精密零部件。快速成长阶段（2014-2018 年）：公司持续研发投入，实现 22 纳米以下零部件相关技 术产业化运用，多项核心技术达到主流国际客户标准。公司成为客户 A 的战略供应 商，东京电子、VAT 等国际知名企业的供应商。高速发展阶段（2018 年至今）：公司部分高端产品已应用于 7 纳米制程设备。公司进 入 HITACHI、ASMI 等多个全球半导体设备龙头厂商供应链体系，并积极开拓国内 市场，实现了对主流国内半导体设备厂商的量产配套。公司主要产品包括工艺零部件、结构零部件、模组产品和气体管路四大类，应用于半导 体设备、泛半导体设备及其他领域：受益于全球晶圆厂 capex 提升叠加设备零部件国产化进程推进，富创精密营收快速增长。半导体设备精密零部件属于资本密集型行业，行业景气度是影响公司产能利用率和盈利 的关键因素。2019 年公司业绩处于低谷，2020-2022 年，受下游汽车电子、5G、物联网 等新应用需求强劲以及“疫后效应”影响，半导体行业景气度迅速回升，公司营业收入与 归母净利润实现高速增长。2023 年全球半导体周期较为疲软，叠加公司产品结构变化、 提前储备产能、加大研发投入等因素，使得归母净利润同比-31.33%。但伴随行业周期复 苏，叠加国产替代需求旺盛，公司业绩整体呈稳步增长趋势，2019-2023 年营业收入年均 复合增长率为 68.98%。![]()
模组产品增长迅速，随行业复苏+产能释放高毛利产品营收同比高增。公司主营业务收入 来源于模组产品、结构零部件、工艺零部件、气体管路四大部分，2023 年营收分别为 9.25/4.91/4.57/1.65 亿元，占比 45.39%/24.10%/22.41%/8.11%，其中受产品模块化趋势影响，公司模组产品营收占比上升迅速，2023 年占比相比 2022 年+18.63pct。模组产品原材 料占成本比例较高，毛利相对较低，2023 年模组毛利率为 19.60%，结构、工艺零部件与 气体管路毛利更高，均在 30%左右。受益于行业增长与公司产能的陆续释放，公司各类 产品收入均实现大幅增长，2024H1 年模组产品、结构零部件、工艺零部件、气体管路收 入分别为 5.79/3.90/3.33/1.45 亿元，同比+67.96%/91.65%/70.70%/98.68%。毛利率调整趋稳，研发投入&管理费用助力公司远期成长。公司 2021-2023 年销售毛利率 分别为 32.04%/32.68%/25.20%，2023 年由于毛利率相对较低的模组产品营收占比大幅上 升，叠加公司南通、北京厂房产能达产节奏与行业景气度错配，公司盈利能力短期承压。2024Q1-3 毛利率为 28.78%，有所回升。期间费用方面，公司期间费用率较为稳定，研发 投入与管理费用助力公司远期成长。（二）珂玛科技：国产陶瓷材料零部件领跑者，掌握核心技术发展空间广阔公司自成立以来深耕先进陶瓷材料领域，是国内本土先进陶瓷材料及零部件的领先企业 之一，未来将不断丰富产品型号并拓展应用领域。产品提升阶段（2009-2014 年）：公司成立于 2009 年，启动先进陶瓷产品的研发，先 后开发氧化铝、钇/镁/铈稳定氧化锆、氧化锆增韧氧化铝、氮化铝的陶瓷零部件产品， 客户群体也而不断扩大，先后进入北方华创、拓荆科技和京东方供应链。战略发展阶段（2015-2021 年）：公司不断发展陶瓷零部件产品及技术，承担“02 专 项”课题并掌握陶瓷加热器的制备技术。同时在先进陶瓷产品业务基础上，拓展进 入表面处理业务领域。2017-2021 年公司苏州工厂加速扩产，并完成四川工厂投产。升级突破阶段（2022 年至今）：公司陶瓷加热器产品已通过客户验证并实现量产，未 来规划进一步加强产业链“卡脖子”产品布局，重点研发突破 12 寸静电卡盘、超高 纯碳化硅套件，并进一步完善陶瓷加热器、8 寸静电卡盘产品，持续拓展业务空间。珂玛科技主要产品包括先进陶瓷材料零部件、表面处理和金属结构零部件。珂玛科技是 半导体设备陶瓷零部件领跑者，掌握从材料配方到零部件制造全工艺流程的核心技术。公司先进陶瓷材料零部件主要用于半导体制造前道工序，截至 2024H1 已覆盖刻蚀、薄膜 沉积、离子注入、光刻和氧化扩散设备，设备零部件产品用于腔室中，包含圆环圆筒类、 气流导向类、承重固定类、手爪垫片类和模块；泛半导体领域包括显示面板、LED、光伏 设备刻蚀与薄膜零部件；其他应用领域包括电子材料粉体粉碎、能源化工、纺织、汽车 制造、生物医药等。表面处理方面，公司主要为显示面板工艺设备零部件提供清洗和再 生改造服务，半导体领域也已具备 14nm 制程设备零部件新品加工和再生改造的生产能 力。国产设备零部件加速替代，珂玛科技业绩持续增长。伴随半导体设备市场需求稳定增长， 以及关键零部件国产化进程加快，公司业绩持续提升，营业收入由 2019 年的 1.76 亿元 增长至 2023 年 4.80 亿元，年均复合增长率 28.61%；归母净利润由 2019 年的 0.13 亿元 增长至 2023 年的 0.82 亿元，年均复合增长率 59.73%。2024Q1-3，受益于半导体设备与 晶圆厂需求提升，叠加陶瓷加热器量产，公司实现营业收入 6.16 亿元，同比+74.65%，归 母净利润 2.26 亿元，同比+295.42%。泛半导体领域先进陶瓷为珂玛科技核心产品，毛利率稳定在较高水平。公司产品主要分 为先进陶瓷零部件、表面处理、金属结构件三大类，其中先进陶瓷又可分为泛半导体、 粉体类和其他领域。先进陶瓷零部件为公司主要产品，2023 年先进陶瓷零部件收入占主 营比例 82.63%，其中的泛半导体先进陶瓷是公司核心产品，占比逐年提升，2023 年占主 营比例 54.41%。分产品毛利率方面，泛半导体领域先进陶瓷材料零部件的毛利率较高， 稳定在 55%上下；粉体类陶瓷毛利率有所下降，系新能源下游降价传导与竞争对手产能 扩张所致；表面处理业务毛利率呈下降趋势，系行业竞争激烈；金属结构件毛利率先降 后升，系收入规模较低且产品结构差异大。期间费用管理稳定，研发投入助力公司长期成长，盈利能力随新品放量提升。2020 年公 司扩产逐渐兑现产能，规模效应显现，期间费用率趋于稳定，2020-2023 年维持在 20%左右，2024Q1-3 随着新品放量带来营收增长，期间费用率进一步被摊薄。公司提升研发投 入，持续拓展产品布局助力长期成长。毛、净利率方面，2019-2023 年公司毛利率有所波 动，主要受产品结构影响，2024Q1-3 公司先进陶瓷模块新品实现量产，高毛利率产品收 入占比提高带动公司盈利能力显著提升。（三）英杰电气：本土高端工业电源领军企业，半导体业务放量打开成长空间国产高端工业电源领跑者，深耕光伏行业数十年，发力布局半导体、充电桩等新兴领域。公司自 1996 年成立以来，一直专注于功率控制电源和特种电源的研发制造，目前已成为 我国高端工业电源领域领军企业，下游覆盖光伏（硅料、硅片、电池片）、半导体（MOCVD、 碳化硅等）、冶金玻纤、充电桩等。光伏扩产潮叠加半导体业务放量，带动公司业绩持续增长。公司作为光伏上游材料生产 设备的电源配套供应商，2019-2023 年显著受益于光伏扩产潮；与此同时，公司在泛半导 体设备配套电源和充电桩产品领域逐步成熟，共同带动业绩加速增长。2019-2023 年公司 营业收入从 4.43 亿元增长至 17.70 亿元，CAGR 为 41.38%；净利润从 2019 年的 1.11 亿 元增长至 2023 年的 4.31 亿元，CAGR 为 40.37%。2024 年以来虽然光伏行业整体承压， 但公司通过加大在光伏领域的覆盖面、涉足晶硅电池片生产设备电源应用领域（TOPCON 和 HJT）和积极拓展海外市场等方式应对行业变化，叠加半导体业务持续放量，带动公 司 2024Q1-3 收入同比+17.36%至 13.29 亿元，归母净利润同比+8.27%至 3.03 亿元。![]()
公司盈利能力保持高水平，费用管控能力强。2019-2024Q1-3 公司毛利率保持在 40%左 右，2022-2023 年受上游原材料波动等因素影响导致毛利率有所波动，2024 年随着公司 产品结构的逐步优化，毛利率已恢复至 40%以上；费用方面，公司注重费用管控情况， 2019-2023 年随着收入体量的上升，期间费用率整体呈下降趋势，2024 年公司加大研发 投入力度持续迭代产品性能、完善产品布局，为后续长期发展打下坚实基础。（四）新莱应材：全面布局多领域洁净系统组件，气体/真空零部件快速放量公司自 1991 年成立以来持续深耕高洁净应用材料，并持续纵向拓展应用领域，目前公司 产品主要包括腔体、管道、管件、泵阀、法兰等洁净应用材料和高纯及超高纯应用材料， 应用于食品安全、生物医药和泛半导体领域：公司创立阶段（1991-2011 年）：公司 1991 年成立台湾新莱，起步于食品安全领域， 1998 年实现量产真空级产品。2000 年，公司前身昆山新莱流体设备有限公司成立；2006 年昆山新莱厂扩建，2011 年公司在深交所上市。内生外延阶段（2012-2016 年）：公司逐渐切入生物医药和泛半导体领域，2012 年通 过全球龙头半导体设备商 AMAT 认证，成为合格供应商，2016 年公司收购美国大型真空闸阀公司 GNB，完善真空产品能力。快速成长阶段（2017 年至今）：公司在已有产品经验的基础上加大半导体领域的研发 投入，专注开发超高洁净的气体/真空系统等半导体系统关键零部件，并积极在国内 外龙头设备厂商与厂务端认证导入，为公司贡献第二增长曲线。公司产品为洁净应用材料和高纯及超高纯应用材料，主要应用于泛半导体、生物医药与 食品三大领域。分产品看，真空腔体、管道、管件、泵阀、法兰等属于高洁净流体管路系 统、超高真空系统和超高洁净气体管路系统的关键组件，应用于生物制药/食品/日化和泛 半导体领域的真空系统和气体系统；食品包装材料及设备由子公司山东碧海生产。其中 半导体领域，公司产品可覆盖半导体制程设备和厂务端所需的真空系统和气体管路系统。公司经营情况良好，广泛布局多轮驱动保障收入规模稳定增长。公司业务广泛覆盖食品 饮料、生物医药与泛半导体领域，整体营业收入稳健增长，2019-2023 年营业收入年均复 合增长率为 18.24%。2020 年由于疫情影响食品及泛半导体领域的需求、物流和供应，收 入规模略有下滑；2021-2022 年收入快速增长，主要系半导体市场尤其是国内客户订单旺 盛，医药领域由于疫苗相关需求同样增长迅速；2023 年泛半导体市场需求承压，医药领 域面临压力业务收缩，食品饮料消费需求回暖叠加开发重点客户保障公司营收正增长。公司持续受益于半导体行业复苏&国产替代，产品结构不断优化。新莱应材收入来源于 泛半导体、食品类和医药类，2023 年分别实现收入 6.62/17.18/3.15 亿元，占总营收比例 分别为 24%/63%/12%。2024 上半年，受益于半导体行业复苏与设备国产替代进程加速， 泛半导体业务实现收入 4.47 亿元，占比提升至 32%。毛利率方面，由于泛半导体和医药 业务的壁垒较高，毛利率高于食品业务，2023 年半导体和医药毛利率分别为 30.38%/36.73%；食品类受上游原材料涨价影响，2020-2021 年毛利率有所下降，2022-2023 年逐渐回升，2023 年食品毛利率达 21.75%。期间费用率控制良好，盈利能力波动向上。公司期间费用率控制良好，2021 年受益于规 模效应摊薄成本，同时公司内部强化协同和完善管理机制大幅降低管理费用率，2021-2024Q1-3 期间费用率较为平稳，维持在 15%左右。毛、净利率方面，2021 年起公司产品 结构逐渐调整，高毛利率的半导体产品在客户端逐步验证并放量，面对 2021 年食品原材 料价格上涨以及 2023 年医药业务承压，公司毛、净利率呈波动向上趋势。![]()
绑定下游龙头厂商，海外建厂加深联系，管阀件领军厂商有望深度受益国产替代。新莱 应材产品覆盖半导体制程设备和厂务端所需的真空系统和气体管路系统，是国内管阀件 头部厂商。公司绑定全球及国内半导体龙头厂商，客户资源优质。设备端，公司与全球 头部设备厂 AMAT 与 LAM 合作，并进入国内头部设备厂北方华创等；厂务端，公司面 向正帆科技、至纯科技等工程商客户及长江存储、无锡海力士、合肥长鑫等终端客户。2023 年公司在新加坡和马来西亚建厂，有望加深与国际大客户联系。公司持续导入下游 客户，随着我国半导体国产化率持续提升，公司有望深度受益。（五）江丰电子：金属溅射靶材领军者，半导体设备零部件业务进入放量期公司是超高纯金属材料及溅射靶材领军企业，积极布局半导体设备零部件、三代半材料 打开成长空间。江丰电子自 2005 年成立以来持续深耕超高纯金属材料及溅射靶材的研发 生产，目前已成为国内半导体靶材行业的头部企业，主要产品包括铝靶、钛靶、钽靶等， 客户覆盖全球头部半导体、平板显示及新能源厂商；2017 年起公司积极推进半导体零部 件业务发展，完善产品布局，扩建多个零部件生产基地；2022 年，公司开始布局第三代 半导体材料业务。公司超高纯靶材业务稳健增长，半导体设备零部件业务贡献第二增长曲线。受益于行业 周期波动+国产替代，公司靶材产品份额快速提升，2021 年以来公司零部件业务不断放 量，双轮驱动收入持续增长。2019-2023 年公司收入从 8.25 亿元增长至 26.02 亿元，CAGR 为 33.26%；2024Q1-3 公司收入同比高增 41.77%至 26.25 亿元。利润方面，公司归母净利 润从 2019 年的 0.64 亿元增长至 2023 年的 2.55 亿元，CAGR 为 41.28%，2021 年利润波 动主要系公司零部件新业务放量导致产品结构变化带来的毛利率波动所致；2024Q1-3 公 司归母净利润同比增长 48.51%至 2.87 亿元。
此为报告精编节选，报告原文：
《交运设备-半导体设备零部件行业深度研究报告：半导体设备之磐基，国产替代正当时-华创证券[耿琛,岳阳]-20250107【41页】》请点击下方「阅读原文」跳转【价值目录】电脑站点下载阅读。
