半導體設備零部件賽道坡長壘高，國產替代正當時

一、半導體設備零部件市場空間廣闊，美國新規加速國產替代

1.1.半導體設備零部件市場空間廣闊

全球半導體市場長期穩定增長。根據 WSTS 的數據，全球半導體行業銷售額從 1999 年 1494 億美元增長到 2021 年 5560 億美元，21 年的復合增速為 6.45%，全球半導體行業保持長 期穩定增長。2022 年消費電子市場需求有所放緩，電動車、新能源、物聯網、5G/6G、人工智能、機器 人等應用推動半導體行業繼續增長，WSTS 預計 2022 年全球半導體行業銷售額為 6330 億美 元，同比增長 13.8%。

半導體行業遵循“一代技術、一代工藝、一代設備”的產業規律，半導體設備是使半導體 行業延續“摩爾定律”的瓶頸和關鍵。半導體設備廠商受益于全球晶圓廠持續提高資本支出。

根據 SEMI 的數據，全球半導體設 備的市場規模從 2011 年 435 億美元增加到 2021 年 1026 億美元，近十年復合增速為 8.96%， 其中中國半導體設備市場規模為 296.4 億美元。由于數字化基礎設施的強勁投資，半導體產業 積極增加產能，近期 SEMI 發布報告稱，2022 年全球半導體制造設備營收有望創下新高，達到 1175 億美元，同比增長 14.7%。

半導體設備零部件是半導體設備的核心，半導體設備的絕大部分關鍵核心技術需要以精密 零部件作為載體來實現。根據全球半導體設備廠商公開披露信息，設備成本構成中一般原材料 占比 90%以上，考慮國際半導體設備公司毛利率一般在 40%-45%左右，從而全部半導體設備 零部件市場約為全球半導體設備市場規模的 50%-55%。半導體設備零部件市場空間廣闊。以半導體設備零部件占全球半導體設備市場規模的 50% 進行推算，根據 SEMI 的數據，2021 年全球半導體設備市場規模 1026 億美元，由此推算 2021 年全球半導體設備零部件市場規模為 513 億美元，2021 年中國半導體設備零部件市場規模為 148 億美元；預計 2022 年全球半導體設備市場規模為 1175 億美元，由此推算預計 2022 年全 球半導體設備零部件市場規模為 587 億美元。

1.2.美日歐廠商主導全球半導體設備零部件市場 

全球半導體設備零部件市場主要被美日歐廠商所占據。根據 IC World 的數據，2020 年全 球主要的 44 家半導體核心零部件供應商中，美國供應商 20 家，占比約 45%；日本供應商 16 家，占比約 36%；德國供應商 2 家、瑞士供應商 2 家、韓國供應商 2 家、英國供應商 1 家等；美日歐半導體零部件供應商占比超過 90%，主導全球半導體設備零部件市場。

根據 VLSI Research 的數據，2020 年全球半導體設備零部件前 10 大供應商包括有蔡司 ZEISS（光學鏡頭）、MKS 儀器（MFC、射頻電源、真空產品）、Edwards（真空泵），Advanced Energy（射頻電源）、Horiba（MFC），VAT（真空閥件）、Ichor（模塊化氣體輸送系統以及其 他組件）、Ultra Clean Tech（真空閥件）、ASML（光學部件）及 EBARA（干式真空泵），全球 前十大半導體設備零部件供應商近 10 年的市場份額總和穩定在 50%左右。

1.3.美國 BIS 新規加速半導體設備零部件國產替代  

美國 BIS 新規加速半導體設備零部件國產化進程。2022 年 12 月 15 日，美國商務部產業 安全局（BIS）發布文件計劃將長江存儲、上海微電子、寒武紀等 36 家中國實體加入實體清單。2022 年 10 月 7 日，美國商務部產業安全局（BIS）宣布了一系列在《出口管理條例》下針對 中國的出口管制新規，BIS 這項新的半導體出口限制政策涉及到對中國的先進計算、半導體先 進制造進行出口管制；具體要限制美國的半導體設備在國內應用到 16/14nm 及以下工藝節點 （非平面架構）的邏輯電路制造、128 層及以上的 3D NAND 工藝制造、18nm 及以下的 DRAM 工藝制造；對中國超級計算機或半導體開發或生產最終用途的項目進行限制；限制美國公民支 持中國半導體制造或者研發。此次美國 BIS 新規明確對半導體先進制程設備、半導體設備零部 件進行出口限制，一定程度上會加速國內半導體設備、半導體設備零部件、半導體材料國產化 的進程。 

綜上，全球半導體設備零部件市場空間廣闊，主要被美日廠商占據，目前國產化率較低， 未來國產替代的空間巨大，美國 BIS 新規進一步加速半導體設備零部件國產替代的進程。

二、半導體設備零部件種類多、壁壘高、細分領域集中度高

2.1.半導體設備零部件是半導體設備的核心

半導體設備零部件是半導體設備的基礎和核心。半導體設備零部件是指在半導體設備制造過程中所需的零部件，并在材料、結構、工藝、 品質和精度、可靠性及穩定性等方面能達到半 導體設備的技術要求。半導體設備是半導體行業技術演進的關鍵，其絕大部分關鍵核心技術需 要以精密零部件作為載體來實現。 

半導體設備零部件具有高精密、高潔凈、超強耐腐蝕能力、耐擊穿電壓等特性，生產工藝 涉及精密機械制造、工程材料、表面處理特種工藝、電子電機整合及工程設計等多個領域和學 科，從而半導體精密零部件是半導體設備制造環節中技術壁壘較高的環節，是半導體設備的基 礎和核心，也是整個電子信息產業的支撐。

半導體設備零部件產業鏈主要由上游原材料、半導體設備零部件、半導體設備、晶圓廠四 個環節組成。其中上游原材料主要是鋁合金材料及其他金屬非金屬原材料，半導體設備零部件 包括工藝零部件、結構零部件、模組、氣體管路、真空系統類、傳感器類、儀器儀表類等種類， 半導體設備包括光刻設備、刻蝕設備、清洗設備、薄膜沉積設備、離子注入設備、機械拋光設 備、封測設備，晶圓廠有三星、英特爾等 IDM 廠商，以及中芯國際、臺積電等專業代工廠。

2.2.半導體設備零部件種類繁多、美日歐廠商占據主要細分領域

半導體設備零部件種類繁多。半導體設備由成千上萬的零部件組成，光刻機被認為是世界 上最復雜的設備之一，最先進的光刻機需要使用超過 10 萬個零部件。

半導體設備零部件按功能主要分為機械類、電氣類、機電一體類、氣體/液體/真空系統類、 儀器儀表類、光學類等類別，每一大的類別中包含很多細分品類。其中機械類占比最高，占全 球半導體設備市場規模比重為 12%，電氣類占比 6%，機電一體類占比 8%，氣體/液體/真空系 統類占比 9%，儀器儀表類占比 1%，光學類占比 8%。半導體設備零部件按主要材料和使用功能可以分為硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金屬件、 石墨件、塑料件、真空件、密封件、過濾部件、運動部件、電控部件以及其他部件，其中各大 類還細分很多品類，例如真空件里就包括真空規（測量工藝真空）、真空壓力計、氣體流量計、 真空閥件、真空泵等。

根據芯謀研究的數據，2020 年中國大陸晶圓廠采購半導體前道設備零部件金額超過 10 億 美元，中國晶圓制造廠商采購的設備零部件中石英（Quartz）、射頻發生器（RF Generator）、 各種泵（Pump）、各種閥門（Valve）、靜電吸盤（Chuck）、反應腔噴淋頭（Shower Head）占 比較高，還包括邊緣環（Edge Ring）、測量計（Gauge）、流量計（MFC）、陶瓷制品（Ceramic）、 密封圈（O-Ring）等。

半導體設備零部件種類繁多，整體市場競爭格局較為分散，相較于 500 億左右美元的全球 市場規模，單個細分領域市場空間相對不大，但主要細分市場的集中度極高，主要被美日歐等 海外廠商占據。

2.3.技術壁壘

核心技術和原材料形成極高的技術壁壘。半導體設備零部件種類較多，不同細分領域的零 部件所需要的核心技術和工藝有所不同，企業也需要積累相應的專利技術和 Know-How，并對 原材料的質量穩定性、純度等方面都有較高的要求，這些都形成了極高的技術門檻。 

對于機械類金屬工藝件和金屬結構件，需要滿足加工精度、耐腐蝕性、密封性、潔凈度、 真空度等指標，通過先進的精密機械制造技術、表面處理特種工藝技術、焊接技術實現。精密 機械制造技術需要圍繞精準的加工工藝路線和程序的開發、材料科學和材料力學與零件結構和 加工參數的匹配、制造方式與產業模式的匹配，來高質量輸出高精密的產品；表面處理工藝技 術是實現精密零部件的高潔凈、超強耐腐蝕等的關鍵工序；焊接技術可以實現半導體設備精密 零部件焊接區域的零氣孔、零裂紋、零瑕疵，保證半導體設備零部件的產品性能及使用壽命，以最終實現真空環境下的半導體設備工藝制程的穩定。

三、國內半導體設備零部件廠商國產替代正當時

3.1.國外半導體設備零部件龍頭廠商成長路徑

全球半導體設備零部件龍頭企業營收規模相對不大。從 MKS 儀器、Edwards、Advanced Energy、VAT、超科林五家全球半導體設備零部件龍頭廠商營業收入規模上看，只有超科林 2021 年半導體業務收入接近 20 億美元，相較于全球半導體設備零部件行業 500 億美元左右的市場 規模，單個企業的規模相對不大，反應了半導體設備零部件行業整體分散、細分領域集中的特 點。

全球龍頭企業過去 5 年營收復合增速接近或略高于半導體設備行業增速。過去 5 年全球半 導體行業的復合增速為 7.76%，全球半導體設備行業的復合增速 16.07%。MKS 儀器、Edwards、 Advanced Energy、VAT、超科林五家中只有 Advanced Energy 和超科林過去 5 年營收復合增 速略超過半導體設備行業增速，MKS 儀器、Edwards、VAT 過去 5 年營收復合增速均低于半導 體設備行業增速，考慮各公司下游應用領域占比情況，MKS 儀器和 Edwards 過去 5 年營收復 合增速可能與半導體設備行業的復合增速接近，而 VAT 過去 5 年營收復合增速低于半導體設備 行業增速。 

國外龍頭廠商成長邏輯主要是產品品類和應用領域的拓展，并購是實現擴張的較好方式。MKS 儀器和超科林產品品類較多，它們是通過并購不斷拓展產品線實現成長；Edwards、 Advanced Energy、VAT 專注于單一產品，分別為真空泵、射頻電源、真空閥市場的領導者， 它們通過應用領域的擴展來實現成長，Advanced Energy 的應用領域擴展也是通過并購實現?？傮w來看，由于半導體設備零部件種類較多，各個細分領域技術壁壘不同且較高，通過自研實 現技術的延展難度較大，所以并購是實現產品線擴張較好的方式；國外龍頭半導體設備零部件 企業的成長邏輯主要是產品品類和應用領域的拓展。

3.2.國內半導體設備零部件廠商國產替代正當時，未來成長空間巨大

國內半導體設備零部件廠商目前營收規模較小，未來成長空間巨大。目前國內半導體設備 零部件廠商半導體業務規模最大的富創精密、萬業企業營收在 10 億元左右，其他均小于 10 億 元，相較于中國半導體設備零部件市場 150 億美元左右的市場規模，目前國內廠商體量較小， 處于國產替代早期階段，未來成長空間廣闊。 

國內廠商將延續海外龍頭廠商成長路徑，未來持續高成長確定性高。國內廠商目前正在延 續海外龍頭廠商產品品類和應用領域擴張的成長路徑，富創精密通過產品品類的拓展不斷成長； 新萊應材進入半導體、食品、醫藥多個領域，并通過并購美國 GNB 增強真空半導體業務的實 力；萬業企業通過并購 Compart Systems 進入流量控制系統零部件領域；富創精密、新萊應材、 華亞智能、萬業企業都已進入國外半導體設備廠商供應鏈。國內廠商目前的成長速度遠高于海 外龍頭廠商，并且營收規模相對較小，未來持續高成長具有較高的確定性。

國產半導體設備成長空間廣闊，半導體設備零部件國產替代正當時。2014-2021 年全球半 導體設備市場復合增速為 15.49%，2014-2021 年中國半導體設備市場復合增速為 31.4%， 2014-2021 年國產半導體設備銷售額復合增速為 37.99%。國產半導體設備的成長速度遠高于全球和中國市場的增速，目前泛半導體設備國產化率在 20%左右，集成電路設備國產化率不到 10%，國產半導體設備未來成長空間廣闊。在國際地緣政治沖突的背景下，國內企業在供應鏈 安全、成本、服務等方面具有優勢，半導體設備零部件國產替代正當時，未來成長空間巨大。

四、投資建議

2021 年全球半導體設備零部件行業市場規模 500 億美元左右，中國半導體設備零部件行 業市場規模 150 億美元左右，市場空間廣闊。國內半導體設備零部件廠商目前營收規模較小， 正在延續海外龍頭廠商產品品類和應用領域擴張的成長路徑，在國際地緣政治沖突的背景下， 半導體設備零部件國產替代正當時，未來成長空間巨大。

風險提示：半導體周期波動風險，行業競爭加劇風險，新產品拓展不及預期，下游擴產不及預期。

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