半导体设备精密零部件具有高精密、高洁净、超强耐腐蚀能力、耐击穿电压等特性，生产工艺涉及精密机械制造、工程材料、表面处理特种工艺、电子电机整合及工程设计等多个领域和学科，是半导体设备核心技术的直接保障。

因此，半导体设备的升级迭代很大程度上有赖于精密零部件的技术突破，从而半导体精密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。

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半导体零部件产业链

零部件是半导体行业的基石，支撑着半导体设备行业发展。零部件的性能直接决定了设备的性能，是半导体设备制造过程中非常重要的一环。在半导体设备的成本构成中，精密零部件的价值占比较高。根据国内外半导体设备厂商公开披露信息，设备成本构成中一般 90%以上为原材料（即不同类型的精密零部件产品），考虑国际半导体设备公司毛利率一般在 40%-45%左右，从而全部精密零部件市场约为全球半导体设备市场规模的 50%-55%。

1.1 半导体零部件分类

半导体零部件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，具有工艺精密、批量小、品种多等特点。半导体零部件涵盖多个细分的领域，品类众多，分类方式也有多种标准。半导体零部件的分类标准主要有四大口径，按照结构、实现功能、材料和服务对象分类。

行业通常采用结构构成或按照实现功能分类。按结构构成来看，零部件可以分为机械、电气、机电一体、气体/液体/真空系统、仪器仪表和光学等多个领域，各类别均是半导体设备组成的重要构件。

机械类零部件约占半导体设备零部件的 20%-40%，下游满足半导体所有设备的应用。机械类零部件在设备中起到构建整体框架、基础结构、晶圆反应环境和实现零部件特殊功能的作用，保证反应良率，延长设备使用寿命。该环节是半导体零部件中应用最广，市场份额最大的零部件类别。机械类零部件国产化率较高，但高端产品国产化率较低。国产化程度主要由技术壁垒决定，当前应用于高制程设备的产品技术突破难度仍较高。

电气零部件约占半导体设备零部件的 10%-20%，作为控制工艺制程的核心部件，技术突破难度较大。电气零部件主要包括射频电源、射频匹配器、远程等离子源、供电系统、工控电脑等。其中，射频电源是重要的电气类零部件产品，具有较高的技术难度和壁垒。美国两大厂商 MKS Instrument（万机仪器）和Advanced Energy（先进能源工业）是半导体射频电源市场的领导者。对于核心模块（射频电源等），中国企业尚未进入国际半导体设备厂商，少量应用于中国半导体设备厂商，主要应用于光伏、LED LED 等泛半导体设备，国产化率低，高端产品尚未国产。

机电一体类零部件在设备中起到实现晶圆装载、传输、运动控制、温度控制的作用，部分产品包含机械类产品，价值量占比 10%-25%。该环节应用于所有设备，其中双工机台和浸液系统仅用于光刻设备。主要包括 EFEMEFEM、机械手、加热带、腔体模组、阀体模组、双工机台、浸液系统、温控系统等。大多品类中国厂商主要供应中国半导体设备厂商，整体国产化率不高，功能复杂的高端产品未国产。

气体/液体/真空系统类零部件在设备中起到传输和控制特种气体、液体和保持真空的作用。主要应用于薄膜沉积设备、刻蚀设备和离子注入设备等干法设备；气动液压系统类主要应用于化学机械抛光设备、清洗设备等湿法设备。为了将半导体制造过程控制在更小的尺寸上，半导体工艺需要在真空环境中运行。因此，真空泵和真空阀是重要的真空系统类零部件。真空泵为集成电路制造前道工序的四大核心设备中的薄膜。

光学类零部件在光学设备中起到控制和传输光源的作用，对光学性能要求高，主要包括光学元件、光栅、激光源、物镜等。鉴于光刻设备国际市场高度垄断，高端产品一家独大。中国光刻设备尚在发展，相应配套光学零部件国产化率低，技术突破难度较高。中国企业尚未进入国际半导体设备厂商，已少量应用于中国光刻设备，国产化率较低，高端产品尚未国产。光学类零部件目前炬光科技有部分产品在进行国产替代，总体上光学类零部件在国产化方面相对薄弱。

仪器仪表类对测量的精准度要求高，国产化率低，技术突破难度较高。仪器仪表类中国企业通过收购进入国际半导体设备厂商，中国企业自研产品仅少量用于中国半导体设备厂商，由于产品成本占比较低，中国企业主要以采购进口产品为主，国产化率低，高端产品尚未国产化。

目前半导体零件的国产化率较低。半导体零部件有个特点是种类繁多，以机械类零部件为例，分为精密机加件和通用外购件。精密机加件国产化难度低。通常由设备厂自行设计，然后委外代工，一般只用于自己公司的设备上，国产化相对容易，这对其表面处理、精密机加工等工艺技术要求较高。通用零部件指需经过长时间验证，得到众多设备厂和制造厂广泛认可的标准化零部件，需要具备较强的通用性和一致性，并且需要得到设备、制造产线上的认证，需要一定时间的积累。

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半导体零部件市场发展空间

2.1 半导体零部件市场规模及竞争格局

SEMI 数据显示，2023 年全球半导体设备市场规模达预估 1009 亿美元。中国大陆的市场规模约为 315 亿美元，占据了全球市场规模的 31%，这表明中国大陆已成为全球半导体设备市场重要市场。虽然短期内全球晶圆厂设备支出将放缓，但 SEMI 预测在 2024 年开始复苏，预计同比增长 4%，叠加中国大陆晶圆制造厂逆势扩产，未来几年国内半导体设备及零部件市场将继续保持增长。

半导体设备零部件市场主要由半导体设备厂的直接材料以及晶圆制造厂的替换材料两部分构成。根据近两年国内外已上市半导体设备厂商公告数据，设备厂商毛利率区间通常在 40-50%，直接材料占比半导体设备成本 80%-90%。假设半导体设备厂商的毛利率约 45%，普遍直接材料占生产成本的比例约85%，则根据半导体设备市场规模数据，估算 2024 年全球半导体设备零部件直接材料市场规模约 492 亿美元，国内半导体设备零部件直接材料市场规模约 164 亿美元。

资本开支方面，SEMI 发布《300mm 晶圆厂 2027 年展望报告(300mm FabOutlook Report to 2027)》指出，由于内存市场复苏以及对高效能运算和汽车应用的强劲需求，全球用于前端设施的 300mm 晶圆厂设 备支出预估在 2025 年首次突破 1000 亿美元，到 2027 年将达到 1370 亿美元的历史新高。全球300mm 晶圆厂设备投资预计将在 2025 年增长 20%至 1165 亿美元，2026 年将增长 12%至 1305 亿美元，将在 2027 年创下历史新高。

国内来看，SEMI 预计中国大陆在全球半导体产能中的份额将持续增加，2023 年中国大陆产能 同比增长 12%，达到每月 760 万片晶圆；预计中国大陆芯片制造商将在 2024 年开始运营 18 个项目，2024 年产能同比增加 13%，达到每月 860 万片晶圆。到 2025 年，中国大陆、中国台湾和韩国仍将是全球设备支出的前三大目的地。根据中国电子专用设备工业协会数据，2022 年集成电路晶圆制造关键设备进口零部件金额约占设备市场的 40%左右，部分国产半导体设备公司的零部件进口额达到 60%，影响了国产设备在国内市场竞争力，后续随着自主研发的关键半导体设备和核心部件进入量产生产线，替代进口产品，国产设备的市场竞争力将显著提升。

全球半导体零部件市场按照服务对象不同，主要包括两部分构成。一是全球半导体设备厂商定制生产或采购的零部件及相关服务。根据美国半导体产业调查公司 VLSI Research 提供的数据，2020 年半导体设备的子系统市场销售规模接近 100 亿美元，其中维修+支持服务占 46％，零部件产品销售占 32％及替换+升级占 22％。二是全球半导体制造厂直接采购的作为耗材或者备件的零部件及相关服务。根据芯谋数据，2020 年，中国大陆 8 寸和 12 寸 晶圆线前道设备零部件采购金额超过 10 亿美元。我 国制造产能占全球的比例在 12-15％左右，考虑到先进工艺带来的高附加值零部件采购需求，全球 8 寸和 12 寸晶圆线前道设备零部件采购金额至少在 100 亿美元以上。因此叠加两部分半导体零部件销售市场，可以看出全球半导体零部件市场在 200 亿-250 亿美元甚至更大的规模。

尽管半导体零部件市场总体规模仅为全球半导体接近 5000 亿美元市场规模的不足 5％，但零部件的价值通常是自身价格的几十倍，具有很强的产业辐射能力和影响力。另外，半导体零部件关键技术反映一个国家工业和半导体设备的技术水平，具有十分重要的战略地位，其技术进步是影响到下游数字经济和信息应用行业技术创新的先决条件。

根据 VIJSI Research 的数据，2020 年全球半导体零部件领军供应商前 10 中，包括有蔡司 ZEISS(光学镜头)，万机仪器 MKS(MFC、射频电源、真空产品)，爱德 华 Edwards( 真 空 泵 ) ， 先 进 能 源 Advanced Energy( 射 频 电 源 ) ，堀场Horiba(MFC)，徽拓 VAT(真空阀件)，Ichor(模块化气体输送系统以及其他组件)，超科林 Ultra Clean Tech(密封系统)，阿斯麦尔 ASML(光学部件)及荏原EBARA(干泵)。

根据 VLsI Research 数据，近 10 年里，前 十大供应商的市场份额总和趋于稳定在 50％左右。但由于半导体零部件对精度和品质的严格要求，就单一半导体零部件而言，全球也仅有少数几家供应商可以提供产品，这也导致了尽管半导体零部件全行业集中度仅有 50％左右，但细分品类的集中度往往在 80％-90％以上，垄断效应比较明显。例如在静电吸盘领域，基本由美国和日本半导体企业主导，市场份额占 95％以上，主要有美国应用材料(AMAT)、美国泛林集团(LAM)，以及日本企业新光电气(Shinko)、TOTO、NGK 等。

目前国内规模较大的半导体设备精密零部件厂商主要为台湾地区的京鼎精密和日本 Ferrotec 等外资企业的境内子公司，其主要为国际半导体设备厂商供货。

半导体设备精密零部件内资企业中，发行人能够直接为国际半导体设备厂商制造量产产品。此外，也有以向国内半导体设备厂商供货为主的靖江先锋和托伦斯等。随着国内半导体市场的快速发展，国家对产业链安全更加重视，将促进内资半导体精密零部件制造企业的进一步发展。

2.2 半导体零部件国产化面临的主要问题

2.2.1 创新能力较为落后，核心技术差距明显

由于国内零部件行业长期未受到重视，只能粗放式成长，因此大部分国内零部件企业进入半导体行业主要以提供维修及更换服务、清洗服务为主，整体研发投入力度不够，创新能力较为落后，长期停留在中低端生产标准和复制国外产品的水平，核心技术差距明显。

我国半导体零部件产业的创新能力不足还体现在行业标准体系不健全、基础工艺研究投入严重不足，工艺技术获取渠道不畅，科研与生产实际结合不紧密等诸多问题，制约了半导体零部件产品的结构设计技术、可靠性技术、制造工艺与流程、基础材料性能研究的创新发展。

2.2.2 半导体零部件细分领域人才供给不足，缺乏有效激励机制

目前我国半导体行业人才缺口达到数十万人，尽管近年来在半导体人才培养上我国出台了一系列支持措施，但大量的半导体人才培养主要聚焦在设计、制造、设备和材料环节，对半导体零部件等基础产业的人才培养仍缺乏重视，在基础学科的教育制度改革、专业设置、在职工程教育、技术资格认证等方面缺乏统筹规划和实施力度，零部件职业基础和从业技能课程安排严重不足，同时也缺乏对崇尚求精、求实、求新，精于设计、善于攻坚的工匠精神的引导。

此外半导体零部件行业面临严重的人才激励机制不到位问题。尽管目前国内半导体行业人员总体薪酬水平相比之前有大幅提升，但对于零部件企业所需的机械加工、精密仪器仪表、表面处理等行业，从业人员薪酬普遍大幅低于半导体行业平均水平。

2.2.3 产业链各环节脱节严重，难以短期通过行业验证

半导体零部件通过大规模生产线验证、实现规模化销售之前，需要经历严格复杂的验证程序，因此零部件厂商需要和下游设备、以及制造厂商有很充分的协同合作。目前国内半导体零部件上线验证程序复杂、过程漫长，制造厂商、设备厂商和国内半导体零部件厂商的配合度不高，欠缺有效沟通与互动，导致双方对彼此工艺参数与配套匹配性互不掌握，国产替代动力不足。再加上在长期的产品迭代过程中，已有的国外零部件厂商形成了大量的 Know—How。而国内厂商在后续模仿、试制过程中，通常只能做到形似，因缺乏经验和关键技术而在初期验证中就被淘汰，无法进入规模化应用同。此外，国内半导体零部件厂商无法从原材料和生产设备等配套环节获得支撑，也影响到其产品的竞争力。

半导体零部件一般都是多品种、加工精度要求高的产品，对生产这些零部件的原材料及加工装备要求高并且价格昂贵。由于我国工业受长期形成的“重主机、轻配套”的思想影响，对零部件上下游配套领域的投入力度严重不足，导致我国在零部件的原材料和生产装备上就与国外拉开差距。

精选报告来源：银创智库

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