资源描述
机械设备/行业深 度分析 报 告/2023.01.20 请阅读 最后 一页 的重 要声 明！半导体设备零部件国产化加速，开启千亿新蓝海 证券研究报告 投 资评 级 看好 维持 最近 12 月市场表现 分 析师 佘炜超 SAC 证书编号：S0160522080002 联 系人 赵璐 相关报 告 1.机床行业深 度报告 2022-12-29 核 心观 点 零部件是半导体设备行业的支撑，市场规模 近 亿美元，中国大陆市场超千亿人民币：半导 体行业遵 循“一代 技术、一 代工艺、一 代设备”的产 业规 律，而 半导 体 设 备 的 升 级迭 代，在 很大 程 度 上 有 赖 于精 密 零 部 件的 关键技 术 突 破。半 导 体零 部 件 按照 服 务 对象，可 以分 为 半 导 体 设 备 商 采 购 的零部件，以 及 晶 圆 厂 直 接 采购 的零部件。考虑 到两部 分需 求，我们 预计 年全球半导体设备商 采购、晶 圆厂直接采购的半 导体零部 件市场规模约 为 亿 美 元，中 国 大陆 对 应市 场规 模 约 为 亿 美 元（合 亿 元人 民 币）。零部件行业市场集中度较低，欧美日企业为主：从 全球角度 看，过去 20年发展历 程看，关 键设备 子 系统的前 10 大供应 商市场 地位较为 稳固，特 别是金融危机 之后的 几次重 大并 购，使得行 业巨头 的地位 更 加稳固。但 总体上 看，半 导体 零 部 件 市 场集 中 度 仍 然 较低，碎 片 化 特征 明 显。根 据我 们 测 算，2020年前十大 厂商收 入规模 约 为 75-80 亿美元，按照 80 亿美元计 算，对 应 CR10约为 21%。技术壁垒较高，国产化率普遍较低。国产 化 率超 过 的 零 部件 主 要以石 英 件（）、气 体 喷淋 头（）、边 缘环（）等 机械类 部 件 为主：泵（Pump）、陶瓷件(Ceramics)等国产 化 率在 5-10%，其余部 件国产化率 较低，尤 其是阀 件（Valve）、压力计（Gauge）、O-ring 密封圈等进口依 赖度 较 高。总体 上 看，国 产 化率 较 低 的 部件，通 常 为 较 复杂 的 电 子 和机 械产品，开发 技术难 度大，对 精度及材 料要求 高，如射 频 电源、泵、压 力计、陶瓷 件等；或 者 市场 规 模 较 小，市场 碎 片 化 特征 明 显 的 部 件，如 压 力 计、气 体流量计、O-ring 等，根据 芯谋 研究数据，这 些部件 在中国 市场规模 不超过 2000-3000 万美元，且不同产 品工 作原理有 很大差 别，因 此国 内厂商研 发和生 产的兴 趣不足。市场碎片化特征明显，部分产品实现率先突破。国 内厂商在 部分细 分领域，已 经 实 现 率先 突 破。如 射 频电 源 领 域 的英 杰 电 气；真 空类 零 部 件 中，汉钟 精机 实 现 真 空泵 领 域 出 货，新莱 应 材 在 管路、阀 件 等 领 域实 现 快 速 突破，机电类 产品中，华卓 精科 在 EFEM、机械 手等 领域实 现试生 产；机 械类零 部件 中，富 创 精 密、江 丰 电 子、华卓 精 科 均 实现 商 业 化 生 产，石 英 制 品 领域 菲利华实现 对国际 半导体 设备 上和国内 一线设 备商石 英制 品的供货。投资建议：建议关注正帆 科技、新 莱应材、汉钟 精机、菲利华 等。风险提示：国际宏观环境 恶化风险、国际 半导体 设备 产业更新 迭代风 险、宏观经济及 行业波 动风险、政 府补助及 政策变 动风险。-34%-27%-20%-13%-6%1%机械设备 沪深300机械设备/行业深 度分析 报 告/2023.01.20 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 行业深度分析报告/证券研究报告 表：重点公司投资评级 代码 公司 总市值（亿元）收盘价（）（元）投资评级 688596 正帆科 技 101.91 37.72 0.66 0.90 1.40 39.17 41.91 26.94 增持 300260 新莱应 材 149.80 66.12 0.75 1.62 2.29 62.89 40.66 28.78 未覆盖 002158 汉钟精 机 139.72 26.13 0.91 1.10 1.36 29.28 23.74 19.26 未覆盖 300395 菲利华 258.23 50.94 1.10 1.03 1.45 60.03 49.61 35.03 未覆盖 数据来源：wind 数据，财通证 券研究所（未覆盖标的预测数据来自 wind 一致预期）谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 行业深度分析报告/证券研究报告 零部件是半导体设备 关键 支撑，市场空间近 亿美元.零部件是半导体设备 行业 的支撑，是 卡脖子 环节.半导体零部件种类繁 多，市场规模近 亿美元.零部件行业市场集中 度较 低，但技术壁垒较高，国 产化率普遍较低.市场碎片化特征明显，部 分产品实现率先突破.真空类零部件：产品 种类 众多，真空泵、阀件 取得 较快突破.机电一体类：核心部 件为 海外巨头垄断，华卓 精科 等实现部分领域突破.机械类：国产化实现 快速 推进.电气类：、是主要厂商，英杰电气实 现突 破.相关标的.正帆科技：半导体 国产化开拓者，气体业 务成长潜力大.新莱应材：高洁净应 用材 料领导者，半导体零 部件 绘制第二成长曲线.汉钟精机：国内螺杆 压缩 机龙头，真空泵业务 快速 增长.菲利华：国内首家获 国际 半导体设备商认证的 石英 制品生产商.富创精密：国内半导 体设 备零部件龙头企业.万业企业：收购气体零部 件龙头，进一步 增强半导体设备领域 布局.华亚智能：半导体精 密金 属结构件制造商.英杰电气：国内半导体电 源行业领导者.华卓精科：半导体精密测 控装备部件及整机新 星.江丰电子：国内靶材 龙头 企业，进军半导体精 密零 部件领域.风险提示.图 半导体设备零部件在 产业链中的地位.图 半导体设备零部件在 产业链中的地位.图 零部件在全球半导体 设备销售额中的占比.图 年中国晶圆厂直 接采购设备零部件产 品结 构.图 全球半导体阀市场规 模变化（亿美元）.图 年全球半导体阀 销售额占比.内容目录 图表目录 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 4 行业深度分析报告/证券研究报告 图 全球半导体真空压力 计市场规模变化（百 万美 元）.图 年全球半导体真 空压力计销售额占比.图 大气机械手（晶圆）.图 全球半导体机械手 市场竞争格局（分厂 商）.图 全球半导体石英制 品市场规模（亿元）.图 全球半导体机械手 市场竞争格局（分厂 商）.图 刻蚀设备中的射频 电源及匹配箱.图 低温化等离子体 设备中的射频电源.图 正帆科技主营业务 构成（亿元）.图 正帆科技为泛半 导 体客户提供的工艺设 备.图 新莱应材主营收入 构成（亿元）.图 新莱应材主营业务 毛利率变化（）.图 新莱应材半导体产 品.图 汉钟精机主营业务 构成（亿元）.图 汉钟精机主营业务 毛利率变化（）.图 富创精密产品布局（刻蚀设备为例）.图 富创精密主营业务 构成（亿元）.图 富创精密主营业务 毛利率变化（）.图 华亚智能主要客户 及结构件产品应用领 域.图 江丰电子主营业务 构成（亿元）.图 江丰电子主营业务 毛利率变化（）.表 年全球前十大半 导体零部件厂商收入 规模.表 部分半导体零部件国 产化情况列举.表 汉钟精机半导体真空 泵产品.表 菲利华半导体领域产 品.表 江丰电子产品布局.谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 5 行业深度分析报告/证券研究报告 1 零 部 件 是 半 导 体设 备 关 键 支 撑，市场 空 间 近 亿美元 1.1 零 部件 是半导 体设 备行业 的支 撑，是“卡 脖子”环节 半导体行业遵 循“一代 技 术、一代工艺、一代设 备”的产业规律，而半导 体 设备的升级迭代，在很大程 度 上有赖于精密 零部件的 关 键技术突破。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“卡 脖子”的环 节之 一，也 支撑 着整 个半 导体 芯 片制造 和现 代电 子信 息产 业。图1.半导体 设备 零部 件在 产业 链中的 地位 数据来 源：SEMI、中 微公 司招 股说 明书、富创 精密 招股 书、财通 证券 研 究所 半导体零部件 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。图2.半导体 设备 零部 件在 产业 链中的 地位 数据来 源：富创 精密 招股 书、财通 证 券研究 所 1.2 半 导体 零部件 种类 繁多，市场 规模近 亿美元 1.2.1 按通用性划 分类：精 密机 加件 通用外购件 半导体 零部 件按 照 通用性 划分可 以分 为 精密机加件、通用外购件。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 6 行业深度分析报告/证券研究报告 一般而 言，通用外购件需 要设备商及晶圆厂长 期验 证，数量众多，国产化难 度较大。1）精密机加件一 般由 各设备 公司 工程 师自 行设 计，委外 加工，一般 只用 于本公司生产设备，如工艺 腔 室、传输腔室。这种零 部 件的国产化相 对容易，一 般对表面处 理、精 密机 加工 等 技术要 求较 高。2）通用外购件 一般 是经 过长 期验 证，得到众多设备商、晶圆制 造 厂广泛认可的 通用零部 件，更加标准化，应用数 量 也更大，不仅设备商会采购，晶圆厂也会采购此类 部件 作为耗材和备件使用，例 如石英件、射频电 源、泵、阀 门、密封 圈、流量计、陶 瓷件等。这类 零部件需 要 较强的通用 性和 一致 性，并得 到设备 上、晶圆 厂的 认证，因此 国产化难度较 大。1.2.2 按服务对象 分类：设 备商 采购 晶圆厂直接采购 半导体 零部件 按照 服务 对 象，又 可以分 为 半导体设备商直接采购的零部件，以及晶圆厂直接采购的零 部件。）半导体设备商采购的零 部件，即原 装需 求，零部 件厂商 直接 向设 备厂 定制 化提供的原装零部 件；根据 富 创精密招股书，半导体 设 备中包含的零 部件可以 大 致分为机械 类、电 气类、机电 一体类、气体/液体/真空 系 统类、仪器仪 表类、光学 类，以及其 他零 部件。其中，机械类、气体 液体 真空系统类在设备中应用广 泛，成本占比较大。此 外，根 据富 创 精密招 股书，设 备成本 中，一般 90%以 上为 原材 料（即不同类 型精 密零 部件 产品），考虑 到国 际半 导体 设备 公司毛 利率 约 为 40-45%，因此全部 精密 零部 件市 场约 占全球 半导 体设 备市 场规 模的 50-55%。图3.零部件 在全 球 半 导体 设备 销售额 中 的 占比 图4.2020 年中 国 晶 圆厂 直接 采 购设备 零部 件产 品结 构 数据来 源：富创 精密 招股 书、财通 证 券研究 所 数据来 源：芯谋 研究、财 通证 券研 究 所）晶圆厂直接采购的耗材 或备件：根据 芯谋 研究，中国大 陆晶 圆制 造厂 商采 购设备零部 件主 要有 石英 件（Quartz）、射频 发生 器（RF Generator）、各种 泵（Pump）、阀门（Valve）、吸 盘（Chuck）等 零部 件，比 重均 在 10%左右。反 应腔 喷淋 头（Shower Head）、边缘 环（Edge Ring）等 零部 件的 采购 占比 也 比较高。其他 零部 件包 括 测量仪器(Gauge)、质量 流量 计（MFC）、陶瓷 材料(Ceramic)、密 封圈（O-ring）等。总石英件,11%射 频 发 生 器,10%泵,10%阀门,9%吸盘,9%反应喷淋头,8%边缘环,6%测量仪器,3%质量流量 计,2%陶瓷件,2%密封件,1%其他,29%谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 7 行业深度分析报告/证券研究报告 体上看，与设备商采购零 部件相类似的是，泵、阀 门、边缘环、密 封圈等 各 类真空控制零部件是占比 最多 的采购设备，其次为 射频 发生器等电源类零部 件。1.2.3 半导体零部件市场空 间测 算：全球市场空间近 亿美元 总体上，考虑 到设备商 采 购、晶圆厂直 接采购的 半 导体零部件两 部分需求，我们预计 年全球半导体设备商采购、晶圆厂 直接 采购的半导体零部件 市场 规模约为 亿美元，中国大 陆 对应市场规模约为 亿美元（合 亿元人民币）。测算过 程如 下：一、半导体设备商采 购的 零部件：半导体 设备 商生 产设 备中 使用的 零部 件，可以 大致 根 据公式 设备 销售额 成本占 比 原材料占比 来 计算。在半 导体设 备成 本构 成中，精 密零部 件的 价值 占比 较高。根据富创 精密 招股 书，国际 半导体 设备 公司 毛利 率一 般在 40%-45%（对应 成本 占比55-60%），设备成 本中一 般 90%以上 为原材料（主 要为不同类型的 精密零部 件产品）。这 里我 们保 守估 计，假 设设备 销售 额中 成本 占比 为 55%，零 部件 占比 为 80%，根据 Semi 预计，2022 年 全球半 导体 设备 总销 售额 有望达 到 1175 亿美 元，则 我们预计 2022 年全球 半 导体 设备销 售额 对应 零部 件市 场规模 约 为 517 亿美 元。根据SEMI 数据，2021 年中 国 半导体 设备 销售 额在 全球 中占比 约 为 28.86%，假设我国设备零 部件 在全 球 中 占比 与设备 占比 相同，且 2022 年占比 保持 不变，则 我们 预计2022 年中 国大 陆半 导体 设 备销售 额对 应零 部件 市场 规模约 为 149 亿 美元。二、晶圆厂直接采购 的耗 材或备件：根据芯 谋数 据，2020 年中 国 8 寸和 12 寸 晶圆 线采 购 设备零 部件 金额 超 过 10 亿美元（包括三星、海力士、台积电等境外厂商在大陆的产线）。根 据市场调研机 构Knometa Research 2022 年 版 全 球晶 圆产 能报 告，到 2020 年 底，中国 大陆 占全球晶圆 产能 的 15.3%，2021 年，这一 比重 为 16%。假设晶 圆厂 采购 耗材 及备 件金额与其 产能 成正 比，按照 2020 年 中国 占全 球晶 圆产 能比 例 15.3%计 算，估 计 2020年全球 晶圆 厂直 接采 购的 耗材及 备件 约 为 65 亿美 元。假设晶 圆线 直接 采购 零部 件金额 与晶 圆厂 产能 同步 增长，根据 Knometa Research数据，2020 年全 球晶 圆月 产能约 为 2081 万片/月（200 毫米 当量 晶圆），2021 年约为 2160 万片/月，另外，Knometa Research 预 计，2022 年全 球晶 圆厂 产能 将增 长8.7%。据此，我 们预 计到 2022 年 全球 晶圆 厂直 接采 购的耗 材及 备件 约为 74 亿美元，相应 地，按照 中国 大陆 晶圆占 全球 比 重 16%计算，我们 预计 2022 年 中国 大 陆直接采 购耗 材及 备件 市场 规模约 为 12 亿 美元。1.3 零 部件 行业市 场集 中度较 低，但技 术壁垒 较高，国产 化率 普遍较 低 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 8 行业深度分析报告/证券研究报告 从全球 角度 看，过 去 20 年 发展历 程看，真空 控制 类、电 源类、硅 片传 送、气 体与液体控 制以 及其 它零 部件 等 关键 设备 子系 统的 前 10 大供应 商 市 场地 位较 为稳 固，特别是金 融危 机之后 的几 次重大并 购，使得 行业 巨头的地位 更加稳固。但总 体上看，半导体零部件市场集 中度仍然较低，碎片化 特 征明显。按 照前 文计 算 市 场规模方法，我们 可以 大致 测 算出，2020 年全 球半 导体 设备商 采购、晶圆 厂采 购 零部件市场 规模 分别 为 313 亿 美元、65 亿美 元，合 计 378 亿美 元。相对 应地，年前十大厂商收入规模 约为 亿美元，按照 亿 美元计算，对应 约为。表1.2020 年 全 球前 十大 半导 体 零部件 厂商 收入 规模 企业名称 所在国家 主要产品 零部件收入（亿美元）蔡司ZEISS 德国 光学镜头 21.2 MKS 仪器 美国 MFC、射频电 源、真 空产品 14 爱德华Edwards 英国（后 加入瑞 典Atlas)真空泵 13.8 Advanced Energy 美国 射频电源 6.12 Horiba 日本 MFC、射频电 源、真 空产品 4.94 VAT 瑞士 真空阀件 4.3 Ichor 美国 模块化气 体输送 系统及 其他组 件 3.8 Ultra Clean Tech 美国 真空发件 3.5 ASML 荷兰 光学部件 及光刻 机组件 服务 3 EBARA 荏原 日本 干式真空 泵 3 合计 75-80 数据来源：VLSI、CIC 集 成电路、国际电子 商情网、财通 证券研 究 所 从国内 来看，各个 零部 件中，国产化率超过 的零部件主要以石英件（）、气体喷淋头（）、边缘环（）等机 械类部件为主，泵（Pump）、陶瓷件(Ceramics)等 国产 化 率在 5-10%，其 余部 件国 产 化率较 低，尤其 是 阀 件（Valve）压力计（Gauge）、O-ring 密封圈 等进 口依 赖度 较高。总体上 看，国产化率较低 的部件，通常为 较复杂的 电子和机械产品，开发技 术难度大，对精度及材料要求 高，如射 频电 源、泵、压 力计、陶瓷 件等；或者市 场规模较小，市场碎片化 特征 明显的部件，如压 力计、气体流 量计、O-ring 等，根据芯谋研 究数 据，这些 部件 在中国 市场 规模 约在 2000-3000 万美 元，且不 同产 品工作原理 有很 大差 别，因此 国内厂 商研 发和 生产 的兴 趣不足。表2.部分半 导体 零部 件国 产化 情况列 举 分类 零 部件 难点 国 际领先企 业 国 内领先企 业 自 给率 机械类 ESC 静电吸 盘 承载晶圆 尺寸逐 步增大，温度均匀 性需求 也逐渐 提高 Shinko（新光电 气）、TOTO、NGK 君原电子、新纳 陶瓷、华卓精 科、海拓创新-边缘环 加工精度、耐腐 蚀性、密封性等 Tokai Carbon、EPP 珍宝、神 工半导 体 10%石英件 纯度、加 工精度、原材 料匹配性、表面颗 粒质量、应力质量 等 Wonik、Ferrotec、Heraeus 凯德石英、上海 强华、菲利华、宁波云德、太平洋 石英 10%谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 9 行业深度分析报告/证券研究报告 陶瓷件 难点在 于 ESC 静 电吸盘 Kyocera、CoorsTek 苏州珂玛、卡贝 尼、河 南东微 电子 5-10%精密轴承 材料、加 工精度、对游 隙的控制 Fala、Kaydon-电气类 射频电源 RF 电源、电路 板、电 磁阀、控制 器等种 类多、产品复杂，涉及功 能各不 相同；正向 研发需 要结合 使用功能。AE、MKS、Kyosan、Daihen 恒运昌、神州半 导体、北方华 创（旗下北 广科技）、英 杰电气、中科院微电 子 1-5%机电一体类 机械手臂 难点在于 通讯 Brooks、MKS、Yaskawa、Kawasaki、JEL、Rorze、Sankyo、RND、Kostek 沈阳新松 机器人 1-5%EFEM 传 输系统 总成、占 地面积、发热 量 Brooks、Rorze 果纳半导 体、锐 杰机器 人、华 卓精科-温控设备 高稳定度、长寿 命、体 积小、无噪 声、无 磨损、无振动、无 污染 SMC、ATS 北京京仪 自动化-气体类 气体流量 计 满足量程 时间、测量精 度 Horiba、Brooks、MKS、Swagelok、Hamlet 北方华创、万业企业 10%真空类 O-Ring 密封圈 材料特殊，需要 做成分 分析及各种 掺杂；耐化性：需要应对 腐蚀性 气体及 化学品、臭 氧等离 子体等，耐高温、机械摩 擦等；形状特殊，加工难 度也较大。Dupont、Greene Tweed 深圳畅扬、沸点 密封、苏州复 芯 1%真空泵 气体动力 学涉及、材料、微米级精 密加工、表面 处理、精密 装配 Alcatel、Edwards、荏原、Pfeiffer Vacuum(普发）、Kashiyama（坚山工业）、Brooks、Sumitomo、Varian、Leybold 汉 钟精机、通嘉 宏瑞、中科科 仪、上海协微、沈阳 科仪、京仪 5-10%阀件 材料等级 高，耐 磨性、抗腐蚀性、不能有 颗粒 Fujikin、VAT、MKS、Swagelok、Hamlet 晶盛机电、中科 艾尔、靖江佳 佳 1%仪器仪表 压力计 满足量程 时间、测量精 度 MKS、Inficon 上海振太 1%数据来源：CIC 集成电路、芯 谋研究、财通证券研究 所 2 市 场 碎 片 化 特 征明 显，部 分 产 品实 现 率 先 突 破 2.1 真 空类 零部件：产 品种类 众多，真空 泵、阀件取 得较 快突破 就半导体制造 过程而言，从晶圆裸片到 芯片成品，中间需要经过 氧化、溅 镀、光刻、刻 蚀、离子 注入、封装 等上百 道工 艺步 骤，其中 多个步 骤都 离不 开真 空环 境；就设备而言，电子加速、光电器件、电 子材料、射 线管、晶振、激光、离 子 注入设备、离子 刻蚀 机、CVD、PECVD，PVD、分 子束 外 延设备、集 成电 路封 装等 等，均会用 到中 高真 空。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 10 行业深度分析报告/证券研究报告 2.1.1 真空泵、是国际领先企业，汉 钟 精 机、中科仪、中科科仪实现突破 真空泵是一种 重要的通 用 设备，广泛用 于制药、化 工、科学仪器 等下游行 业，半导体是其 主要的 应用领 域，主要应 用在 刻蚀、成 膜、离子注入 等 环节。由于 芯片制程不断缩小，更加需 要 以高精度和均 匀性执行 制 造过程，为了 实现这一 点，半导体工艺必须 在 高度 受 控 的真空环境中 运行。而 随 着工艺步骤数 量的增加，对真空设备 的需 求也 在增 加。半导体制造过 程中所需 的 真空系统，需 要具备抽 除 腐蚀性气体、粉尘颗粒 物、有毒气体 等功 能，因此 油封 式机械泵 无 法满 足半 导体 产业的 需要。上 世纪 80 年 代，日本半导体工 业快速发 展，急需大量干 泵，开始 研 制出 一种适用 于半导体 工 业的干式真空泵，受 益于 下游 集成电 路、光伏、LED 等 行业的 持续 发展 进步，干 式真空泵的产品 类型不 断增加，性能、控 制集成 度等指 标参数显著 改善。截至 目前，发达国家的半导体相 关产 业已全部使用干式真 空泵，我国近年来也呈现明显 的干式真空泵替代油泵的趋 势，目前国内的高端半导体行业已基本使用干式真 空泵。目前，半导 体真 空泵 主要 由国外 企业 主导，根 据芯 谋研究 数据，2021 年 半导体真空泵的国产化率仅在，对外 依存度 较高，主 要原因 在 于 进口 泵在 压缩 比方面更有优势，其合金比 国 内更加稳定，热胀冷缩 更 小，因此间隙 也可以做 得 更加精密。根据 官网介绍，一个月产能在 万片 的晶圆厂，大约需要 个真空处理工具，个干泵，以及 个涡轮泵。根 据 前文 我 们的 测算，到 2022 年全球半 导体 零部 件市 场规 模 预计 约为 591 亿美 元，另据芯 谋研 究数 据，全球 晶圆厂直接 采购 耗材 及备 件中 真空泵 占比 约 10%，假设 半导体 设备 商采 购额 中真 空泵占比相 同，则我们预计 年全球半导体真空泵市 场规模约为 亿美元。是半 导体 真空 泵领域 的龙 头企 业，2014 年收 购 Edwards 进军 半导 体真空泵 领域。作 为真空 泵领 域的 领导 者，产品系 列最 全，在各 种真 空泵领域均 有布 局。此外 荏原 机械（Ebara）以 罗茨 泵为 主，Kashiyama 以罗 茨泵、螺杆泵为 主。国内 企业 中，汉钟精机作为 螺杆 泵龙 头企 业，其 真空 泵以 螺杆 式为 主，旋片泵也 有所布 局，中科仪 以 涡旋泵 和罗茨 泵为主；中科科仪以分子泵、旋 片泵为主。2.1.2 阀件：欧美日巨头占 成 市场份额，新莱应材 取得 一线厂商突破 半导体制造过 程中每一 个 环节都需要许 多阀门和 配 套的解决方案，真空和 气 流的高精度 控制与 隔离在 半导 体制造 中至关 重要，所有 阀门都要保证在高循环次数及 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 11 行业深度分析报告/证券研究报告 精确的可重复性。精 确性 主要体现 在在规 定时间 内 实现精确 的体积 流动，实 现一致、可 靠的 密封。从分类看，半 导体阀主 要 包括 隔膜阀，波纹管阀，真空阀，球阀，蝶阀，门 阀，角阀，特 氟龙 阀门 和其 他，其中 真空阀为主 要的 半导 体阀类 型，根 据 QYR 数据，年全球共消费了 万个真空阀，约占 全球 半导体阀市场的。目前，半导体 等领域的 高 纯气路管阀件 的生产制 造 核心技术主要 掌握在日 本、美国、瑞士等国 家，国内 目 前生产的卫生 级阀件主 要 用于食药，以 及部分半 导 体领域，但与进口 阀件存在 较 大差距。目前，全球主 要 的半导体阀生 产企业包 括 瑞士V AT、派 克（Parker）、富 士 金（Fujikin）、CKD、世 伟洛 克、MKS、SMC Coporation、GEM，Entegris 和 Festo 等。图5.全球半 导体 阀市 场规 模变 化（亿 美元）图6.2020 年全 球半 导体 阀销 售 额占比 数据来 源：QYResearch、财 通证 券研 究所 数据来 源：QYResearch、财 通证 券研 究所 根据 数据，年全球半导体阀市场 营业额约为 亿美元，并预计到 年将达到 亿美元，2021-2027 年 复 合增长 率约为 6.07%。此 外，2020 年，排名前三的半导 体阀件厂商约占整个 市场 的，呈现较高的集中 度。其中，V AT 的 营业 额达 539.94 百 万美 元，占全 球半 导 体阀总 市场 的 43.88%，其 次是派克，2020 年半 导体 阀 营业额 为 136.93 百 万美 元，市占 率约 为 11.13%。瑞士 成 立于 1965 年，是全 球领 先的 高性 能高 端真空 阀，多阀 模块，边 焊波纹管及相关增 值服务的 开 发商，制造商 和供应商。该公司专注于 设计和生 产 用于半导体，显 示器 和太 阳能 电 池板制 造的 真空 阀，以及 一 系列工 业和 其他 研究 应用。根据立 鼎产 业研 究网 数据，在半导体真空阀领 域市占率 超过。美国派克汉尼汾（）成 立于 1938 年，是全 球 运动和 控制 领域 最大、产 品种类最完 备的 公司,是 唯一 一 家为客 户提 供液 压、气 动 和机电 一体 化运 动控 制方 案的制造商。公司 致力于提 供 一流的产品及 用户服务，为各种汽车、工业和航 空 市场提供精 确设 计的 解决 方案。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 12 行业深度分析报告/证券研究报告 国内 新 莱应材 填补国 内超 高纯应用材 料空白，打入 多家头部半 导体设 备厂及 晶圆厂。在 半导 体领 域，公司 产 品主要 为半 导体 领域 管、阀、腔 体、泵等 核心 零部 件，主要运 用于 气体、真空 系 统领域，是国 内少 数同 时 通过 AMAT 和 LAM 认 证 的零部件供应商。公司的高 纯、超高纯应用 材料可满 足 洁净气体、特 殊气体和 计 量精度等特殊工艺 的要求，以 及对真空度和 洁净度的 要 求。目前，公 司与顶级 设 备制造企 业 AMAT，以及 国内 领先的 存储 器芯 片设 计与 制造公 司长 江存 储、合肥 长鑫等在高端真空 阀门等产 品 均有深入合作。在气体 管道 及气体控制 元件领域 也 在不断深入 国产 替代，与 北方 华创 展 开全 面合 作。2.1.3 真空压力计：欧美日 企业 占据垄断地位，国产 化率 较低 真空计(Vacuum Gauge)，又名真空表，即依据各种 原理制作成 用来测 量真空状态下压力大小的真空传感器，由栅极、灯 丝、收 集极 组成，其 特征 在于有 上、下端栅的鼠笼式栅 极，环形 灯 丝，并利用真 空连接管 导。用压力表示 真空度是 由 历史沿用下 来的 方式，一般压力 低与高真空度相对应，反 之，压力高与低真空度对 应。一般半导体制 造工艺中 均 会用到中高真 空，所有 设 备真空腔体的 真空度检 测 主要是使用 真空 规（Gauge），前级真 空使 用一 个，本 地 和工艺 监控 各使 用一 个，目前使用的基本 都是进口 的真 空计，如 皮 拉尼、热 电离 规、电容薄 膜规 等，其中 皮拉尼真空计应 用最为广 泛，约占半导体真空计市 场份 额的。图7.全球半 导体 真空 压力 计 市 场规模 变化（百万 美 元）图8.2020 年全 球半 导体 真空 压 力计 销 售额 占比 数据来 源：QYResearch、财 通证 券研 究所 数据来 源：QYResearch、财 通证 券研 究所 根据 数据，年全球半导体真空计 市场销售额为 百万美 元，预计 到 2027 年 达到 71.9 百 万美元，其 中，2020 年 中国 市场规 模 为 7.18 百万 美元，约占全 球 16.3%，预计 到 2027 年 达到 14.45 百 万美 元，届时全 球占 比将 达 到 20%。从技术 角度 看，根据 QYR 数据，年欧洲和美国 占据全球半导体真空 计近 的市场份额，日本 约占 的市场份额，我 国目 前 在该领 域还 比较 薄弱，主 要依赖从欧 洲和 美国 进口，根 据芯谋 研究 数据，2021 年 半导体 真空 计的 国产 化率 在 以下。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 13 行业深度分析报告/证券研究报告 全 球 范 围 内，半 导 体 真 空 压 力 计 核 心 厂 商 主 要 包 括 MKS（Graniville-Phillips）、Inficon、Atlas Copco(Leybold and Edwards)、CanonANELV A、Pfeiffer、EBARA 等，其中，、是全 球最大的两家半导体 真空 计厂商，合计市占 率超过。近年来，头部企业通 过投 资并购等活动逐渐巩 固市 场地位，如 Inficon2016 年 收购美国 InstruTech，MKS 2014 年从 Brooks Automation 手中 收购 了美 国 Granville-Phillips，Atlas Copco 分别于 2013 和 2016 收 购了 英 国 Edwards 和德 国 Leybold GmbH，预计 未来 几年 全 球市场 将依 然保 持 较 高集 中度。2.1.4 密封圈：市场空间 较小，国产化率低 O-ring，即 O 型 密封 圈，是一种 截面 为圆形 的 橡胶 密封圈。半 导体 生产 工艺 中经常有 含氟含氢气体遇到高温 的 情况，当处于 高能态 的气体流 接触到 改性材 料 的表面，会引起材 料表面物 理 和化学的变化，对密封 材 料形成很强的 腐蚀，因 此 半导体工艺 中 的 O 型 密封圈 需 要在高 温下 具有 热稳 定性、尺寸 稳定 性、化 学稳 定 性以及低释 气、低 IR（红外 吸 收）、低渗 透率 和高 纯度 等 特性。O 型 密封 圈在 单晶 炉、氧 化炉、清 洗机、蚀 刻设 备、CVD、PVD、CMP 领域 均有应用。其 关键特性也因各 个环节而异，例如 光刻 设 备需要 耐溶 剂的 密封 圈，CVD则需要 在真 空压 力下 具有 良好的 热稳 定性，CMP 中 要求密 封圈 耐磨、耐 高 PH 化学品腐 蚀，湿法 刻蚀 要求 O 型 环由 高纯 度材 料制 成，以防 止造 成元 素污 染（即颗粒的生 成），而 干法 刻蚀 则 要求材 料具 有耐 等离 子性。除此 之外，O 型 环可 能 还要满足对有毒掺 杂剂和反 应 流体的耐受性，低压缩 形 变、尺寸稳定 性和较大 的 工作温度范 围。目前 半导 体领 域使用 的 O 型环 主要 采用（全氟醚橡胶），具有半导体 领域 O 型 环所需 的 诸多关 键性 能。根据前 文计 算，预计 到 2022 年全 球半 导体 零部 件市 场规模 约 为 591 亿美 元，另据芯谋研 究数 据，全 球晶 圆 厂直接 采购 耗材 及备 件中，-Ring 占比 约为 1%，假设半导体 设备 商采 购额 中 O-Ring 占 比相 同，则 我们 预计 2022 年 全球 半导 体 O-Ring市场规 模约 为 5.9 亿 美元。由于 O-Ring 市 场空 间小，且各应 用领 域对 性能 的要 求差异显 著，市场 的碎 片化 特 征明显，这 也是 国内 厂商 研 发及生 产动 力不 足的 原因。2.2 机 电一 体类：核心 部件 为 海外 巨头垄 断，华卓精 科等 实现部 分领 域突破 2.2.1 机械手：美国及日韩 企业 为主，、为主要厂商 半导体 机械 手主 要适 用于 集成电 路、芯 片制 造等 半 导体前 端工 序，在 磨削、抛 光、刻蚀、扩散、沉积、装 配、包装和测试 等环节中 均 有应用，用于 对晶圆传 输 与定位。在 半导 体 设 备机 械手 中，主要采取负压式吸片的 方式取片，即利 用吸 盘原 理，将晶圆吸附于 石英或陶 瓷 手指上，并通 过机械手 臂 的伸缩、旋转 和升降等 动 作搬运晶片。谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 14 行业深度分析报告/证券研究报告 按照工作 环境不 同，机 械 手可以分 为两种，一种 是 真空机械手，一种是 大气机械手。真空 机械 手用 于真 空 度为 10-5Pa 环境 下的 硅片 搬运，这种 机械 手多 用于 集束型设备中，通 过轨迹规 划 完成对硅片的 传输和定 位。另一种是 大 气机械手，用于洁净的 大气 环境 中，此 类 机械手 对接 精度 要求 较高，一般 为 10 级，有 些可 达 到 1级。据 QYR 数 据，目前 大气机械手应用最为 广泛，占有半导体机械手近 的市场份额。根据 数据，年，全球半导体机械手市场 销售额达到了 亿美元，并预计 2027 年将 达到 13.5 亿美元，2021-2027 年 复合 增长率（CAGR）为 8.3%。其中 2020 年 中国 市场 半导 体 机械手 市场 规模 约 为 1.42 亿美元，约 占全 球 的 20%。分地区 来看，美国和日本厂商主导半导体机械手的 生产。日本 是全 球最 大的 半导体机械 手生 产地 区，约 占 60%的 市场 份额，美国 约 占 20%的市 场份 额，此 外，韩国也是 重要 的生 产地 区，约占 6%的市 场份 额，中国 本土生 产企 业主 要为 沈阳 新松机器人、华卓精科等。图9.JEL 大气 机械 手（300mm 晶圆）图10.全球半 导体 机械 手市 场竞 争格局（分 厂商）数据来 源：JEL 官网、财 通证 券研 究 所 数据来 源：QYResearch、财 通证 券研 究所 具体而 言，全球排名前三 的第一梯队半导体机 械手 生产厂家主要有美国 布鲁 克斯（）、日本、日本，三者占有全 球 的市场份额，第 二 梯队生产 厂家 主要 是日 本厂 商 Hirata、Yaskawa、JEL、
展开阅读全文