摘记
真空系统为干法（等离子体）设备中中枢的组成部分之一。真空系统时时由真空泵（低温泵、干泵、分子泵等）、真空阀门（断绝阀、传输阀、调压阀、插板阀等）、真空测量仪器（薄膜真空规、压力开关等）、真空腔体、真空管路及法兰等中枢零部件组成。在半导体干法设备中时时需要在真空条款下应用高频高压使电极周围的气体电离造成等离子体，并对晶圆进行加工，因此真空系统在干法设备中起到至关重要的作用。
2023年民众真空零部件阛阓约55.9-83.8亿好意思元。咱们从半导体设备零部件两大卑劣阛阓启程，字据SEMI，2023年民众前说念设备阛阓范畴906亿好意思元，真空系统在设备采购中占比约20-30%，2023年民众设备厂采购真空零部件约35.9~53.8亿好意思元；字据民众晶圆厂零部件采购金额在100~150亿好意思元推算出晶圆厂端每年采购真空类备件约20~30亿好意思元。
国产化率较低，看好真空零部件加快完结替代。半导体真空零部件现在主要供应商仍为好意思、日、欧洲企业，国内企业基本仍处于研发、认证阶段，如半导体真空泵主要供应商为Atlas（瑞典）、Ebara（日）、普发真空（德），半导体真空阀门主要供应商为VAT（瑞士），半导体真空测量仪器主要供应商为MKS（好意思）、Inficon（德），咱们合计翌日跟着供应链安全考量，半导体真空零部件有望加快完结国产替代。
风险：国产半导体设备出货不足预期、半导体设备零部件厂商技艺研发阐扬不足预期、中好意思交易摩擦加重。
正文
真空零部件先容
真空系统是半导体干法设备的重要组成系统
半导体制造经由中，需经过光刻、刻蚀、薄膜千里积等多种工艺，咱们时时字据其主要使用气体加工照旧液体加工，将前说念制造设备分为干法设备及湿法设备，其中干法设备主要包含：等离子体刻蚀设备、薄膜千里积设备、去胶/热处理设备等；湿法设备主要包含：清洗设备、电镀设备、CMP设备等。由于干法设备时时需要在真空条款下，应用高频高压使电极周围的气体电离造成等离子体，再对晶圆进行加工，因此真空系统在干法（等离子体）设备中起到至关重要的作用。
半导体真空系统时时由真空泵（低温泵、干泵、分子泵等）、真空阀门（断绝阀、传输阀、调压阀、插板阀等）、真空测量仪器（薄膜真空规、压力开关等）、真空腔体、真空管路及法兰等中枢零部件组成。其中真空泵是真空系统中的重要组成部分，用来获取及守护真空环境；真空阀门主要用来更正流量、割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畅通部位；真空测量仪器则时时需在响应腔体、传送模组等安装结束后的漏气查验。
图表1：半导体真空系统线路图
府上起原：MKS官网，中金公司斟酌部
真空系统在设备及晶圆厂备件采购占比约20%~30%
半导体设备零部件时时分为机械类、气体运输系列类、电气类、机电一体类、真空系统类、气动系统类、仪器仪容类、传感器类共8类：
1）机械类：响应腔体、运载腔体、设备相沿架、钣金外壳、碳化硅淋浴头上电极、陶瓷镀膜上电极、静电吸盘下电极、石墨图盘、壳体外箱等；2）气体运输系列类：气柜、焊合件等；3）电气类：可编程限度器、I/O模块、AC模块、DC模块、工业电脑、可编程限度电源、加热器、配电柜、线束等；4）机电一体类：机械手、陶瓷转轮、消防报警熄灭安装、温控测量系统、收支口风阀；5）真空系统类：干泵、分子泵、真空阀、传输阀门等；6）气动系统类：电磁阀、询查等；7）仪器仪容类：气体流量计、压力限度器等；8）传感器类：光电传感器、压力传感器、温度传感器等。
字据中微公司及拓荆科技招股阐扬书，2018年真空系统（泵、阀门、管说念等）在刻蚀设备、薄膜千里积设备中的采购分别为9.31%及5.65%，其中拓荆科技将泵分辨入附属设备，故导致真空系统采购占比偏低，咱们合计履行成本占比约在10%傍边。此外响应腔体、运载腔体等真空腔体在采购时分辨在机械类中，因此咱们合计真空系统的全体采购比例应在设备成本占比的20~30%。
图表2：干法设备公司各大类零部件占比（2018年）
府上起原：中微公司、拓荆科技招股阐扬书，中金公司斟酌部
晶圆厂在永恒使用半导体设备的经由中，设备不可幸免地会产生磨损，需要对零部件进行替换。一部分设备零部件晶圆厂需要向设备原厂进行采购，这部分时时是定制化的零件或是较为复杂的模组、系统。另外一部分法式化的零件或是较为通俗的模组、系统晶圆厂径直向零部件厂商进行采购。
字据芯谋斟酌，2020年中国大陆晶圆厂径直采购零部件金额进步10亿好意思元，如果剔除Samsung、SK Hynix、台积电等境外厂商在中国大陆的产线，中国脉土晶圆厂（中芯国际、华虹集团、长江存储、合肥长鑫等）径直采购零部件金额约4.3亿好意思元，主要包括石英件、射频发生器、泵、阀、静电吸盘、喷淋头、角落环、流量计、MFC、陶瓷件、密封圈。其中，真空类零部件（泵、阀门、密封圈）采购占比共计达20%。
图表3：2020年中国大陆晶圆厂采购零部件比例
府上起原：芯谋斟酌，中金公司斟酌部
阛阓范畴：2023年民众真空零部件阛阓约55.9-83.8亿好意思元
咱们从半导体设备零部件两大卑劣阛阓启程推导出民众真空类半导体零部件阛阓范畴约55.9~83.8亿好意思元：
卑劣阛阓#1：设备厂商。字据SEMI测算，2023年民众前说念设备阛阓范畴906亿好意思元，其中刻蚀设备、薄膜设备、去胶设备等干法设备占比约45%，参考半导体设备上市公司的财务数据，且半导体设备企业的毛利率大宗在40%-50%之间，其中半导体设备零部件占营业成本比例80%傍边，真空系统设备采购占比约20%~30%，由此咱们估量，2023年民众设备厂采购真空零部件35.9~53.8亿好意思元；
卑劣阛阓#2：晶圆厂。字据芯谋斟酌，2020年中国大陆晶圆厂零部件采购金额进步10亿好意思元。我国晶圆厂制造产能占民众的比例在12-15%傍边，琢磨到先进工艺带来的高附加值零部件采购需求，民众晶圆厂零部件采购金额在100~150亿好意思元傍边，真空备件（泵、阀门）采购占比约20%，咱们测算晶圆厂端每年采购真空类备件约20~30亿好意思元。
真空类零部件拆分
真空泵：获取真空环境的中枢部件
真空泵是用以产生、改善和守护真空的安装，为半导体真空工艺系统中的中枢零部件，可为晶圆制造的中枢工艺设备提供所必需的超洁净真空环境，在PVD、CVD、刻蚀、离子注入等对真空环境要求较高的干法工艺中应用宽敞。
图表4：各样真空泵运作旨趣
府上起原：Ulvac官网，中金公司斟酌部
按半导体工艺来分类，关于半导体真空泵时时分为清洁工艺、中等工艺和尖刻工艺制程，制程的分类原由真空泵的安装位置和工艺响应产生的制程物特色决定，不同工艺制程对真空泵的需求不同，因此需要不同技艺本性的干式真空泵来知足不同工艺制程的应用。
清洁工艺：包括量测、光刻工艺，也包括中等工艺、尖刻工艺设备的装载腔室和传输腔室，关于真空泵的要求时时为高可靠性、低成本、简略完结快速抽气、体积小等特色；
中等工艺：包括PVD、干法去胶、介篆刻蚀、硅刻蚀、离子注入等，其关于真空泵的要求时时为快速抽真空、低功耗、高性能等特色。
尖刻工艺：包括各样CVD工艺、干法导体刻蚀、退火、ALD工艺，关于真空泵要求时时为耐腐蚀、耐粉尘、幸免冷凝等特色。
图表5：不同工艺对真空泵的要求
府上起原：中科仪招股阐扬书，中金公司斟酌部
字据中科仪招股阐扬书，在12英寸晶圆坐褥线中，平均每3.5万片/月产能需要约2，000台真空泵，字据Semi统计数据，2023年民众晶圆在运产能折合12英寸约1，269万片/月，假定存量干式真空泵每年更换20%（晶圆制造企业对真空泵的折客岁限一般为5年），按单台真空泵均价10~20万元，咱们测算得2023年民众半导体真空泵存量替换阛阓范畴约145~290亿元。
现在民众半导体干式真空泵制造企业主要由外洋供应商所主导，西洋日企业占据通盘这个词阛阓90%以上的份额，国产化率现在较低，外洋主要坐褥企业包括Atlas、Ebara、普发真空等。其中，Atlas开导于1873年，公司主要业务为工业干泵、化学干泵、涡轮分子泵、液体阀门等，2014年公司收购Edwards，2016年公司收购Leybold及CSK，成为民众真空泵龙头企业；普发真空开导于1890年，是民众真空技艺和涌现检测贬责决策龙头供应商之一，其高性能家具组合涵盖了从真空泵到测量分析设备再到整套真空系统，普发真空在半导体制造范畴提供多种真空泵贬责决策，包含罗茨真空泵、旋片泵、涡轮泵等；Ebara主要家具为干式真空泵、CMP 设备、电镀设备、废气处理设备。
真空阀门：气体流量更正的中枢开关
阀门为半导体真空系统中的中枢零部件，起到开闭、限度流量、更正压力等作用，真空阀指的是用在真空系统中的阀门，其作用时时为断绝真空区域（如工艺腔室）或限度气体收支量。由于处于不同位置的阀门功能各不疏通，因此种类繁多，不错分为断绝阀、限度阀、传输阀其中，断绝阀起阻遏/接通作用，营造真空环境；限度阀主要起到限度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，字据阀门的责任方法分辨，断绝阀和限度阀又包括闸阀、角阀、蝶阀、球阀、钟摆阀等。
图表6：半导体真空阀门线路图
府上起原：VAT官网，中金公司斟酌部
断绝阀主要为闸阀和角阀，闸阀的启闭件为闸板，闸板瓦解所在与介质流动所在垂直，通过闸板的升降不错起到阻遏/接通作用，配资服务时时只作全开/全闭情景，是断绝阀的理思选择，而较少用作限度作用，闸阀可用于腔体和真空泵之间来保护真空泵，也可用于两个赓续腔体之间的断绝；角阀气体通路时时呈直角，主要可用于真空系统中的排气管路和抽气系统等的畅通，如用于主泵（时时为分子泵）和前级泵（时时为干泵）之间（即前级管路），或者是工艺腔和前级泵之间（即粗抽或预真空管路），角阀适用于严苛的环境下，具有出色的可靠性，也可具备限度作用。
图表7：闸阀线路图
限度阀主要通过减轻或加宽气门通说念来限度气液体的体积流量，主要包含钟摆阀、蝶阀及球阀，其中：1）钟摆阀基于钟摆瓦解旨趣来限度流体的流动，当阀门处于开启情景时，气体不错解放流动，当阀门莫得外力作用时，受到重力影响会向下舞动处于关闭情景，扼制气体解放流动，具有假想紧凑、振动小、启闭幽静、能灵验幸免产生颗粒的特色，被宽敞用作限度阀，多用于真空泵和工艺腔之间；2）蝶阀阀体呈圆筒形，轴向长度短，内置蝶板，应用圆盘的启闭件来回反转90°来开启、关闭或更正气体流量的一种阀门，具有结构通俗、体积小、分量轻、开关速即、力矩较小的特色；3）球阀的启闭件是中间带有圆形通说念的球体，不错绕垂直于通说念的轴线旋转，而达到启闭通说念的打算。球阀适用于高真空到低真空等压力范围，同期在带有腐蚀性介质的系统中也均可适用。传输阀是用于畅通腔室之间的阀门，时时用于工艺腔与Load lock之间，需要保证双方腔体的密封性。
图表9：蝶阀线路图
府上起原：VAT官网，中金公司斟酌部图表10：摆阀线路图
府上起原：VAT官网，中金公司斟酌部图表11：传输阀线路图
府上起原：新莱应材官网，中金公司斟酌部图表12：球阀线路图
府上起原：新莱应材官网，中金公司斟酌部
字据VAT官网，2022年VAT在半导体真空阀门范畴占比约75%，公司合计其阛阓占有率翌日有望进步85%，咱们字据VAT 2022年半导体真空阀门收入为7.7亿瑞士法郎测算，测算2022年民众半导体真空阀门阛阓约10.3亿瑞士法郎，约11.3亿好意思元。VAT动作民众起始的真空阀门企业，其家具涵盖限度阀、隔阂阀、角阀、球阀、传输阀等各样型阀门，卑劣宽敞应用于半导体、光伏、LED、医疗等范畴，除VAT外民众起始的阀门供应商为MKS、VTEX、ULVAC等企业。
图表13：VAT民众阛阓份额
府上起原：VAT官网，中金公司斟酌部
真空腔体：提供工艺响应场景的中枢容器
腔体是半导体设备中参与晶圆制备响应工序的关键部件，为晶圆坐褥提供耐腐蚀、洁净和高真空环境，腔体时时由高纯度、耐腐蚀的材料制成，如不锈钢或铝合金，以确保工艺的皑皑行和腔体的耐用性。
过度腔：过渡腔是设备中晶圆真空环境进口，晶圆从外部运载至设备进口，经过前端模块（EFEM）后参加过渡腔，方从大气环境更正为真空环境，后续晶圆从过渡腔再参加真空环境的传输腔、响应腔进行工艺响应。过渡腔需要保证真空度、密封性以及晶圆经过弗成发生稠浊，需要公司的高精密多工位复杂型面制造技艺和耐腐蚀阳极氧化技艺等中枢技艺，时时也称为真空锁（Load lock）。
传输腔：传输腔是晶圆在过渡腔和响应腔之间进行滚动的中间平台。如果传输腔密封区域加工不良，腔体无法保证真空，将会影响晶圆坐褥。公司通过高精密多工位复杂型面制造技艺来保证传输腔的密封性和真空度。同期因传输腔需要与不同工艺的响应腔畅通，公司领受不同的名义处理特种工艺来保证传输腔的洁净度和耐腐蚀性，以延迟其使用寿命并保证晶圆流转环境不受稠浊。
响应腔：响应腔是晶圆加工和坐褥的责任空间。在晶圆加工经由中，会有多种工艺气体流入响应腔内，发生化学响应，从而其对洁净度和耐腐蚀性要求较高。尤其是先进制程关于响应腔的洁净度要求更高，公司需要通过梗直净度精密清洗技艺来确保响应腔的洁净度，幸免化学粒子产生，为晶圆坐褥创造洁净环境。此外，为保证设备的使用寿命、普及坐褥末端，公司需要通过耐腐蚀阳极氧化技艺等名义处理特种工艺技艺来增强其耐腐蚀及耐击穿电压性能。
由于不同公司不同型号设备的腔体大小、洁净度等要求均有所各异，因此腔体坐褥时时具有小批量、多品种、定制化的特色，民众参与腔体加工的企业时时也厚爱对工艺零部件（内衬、加热器、匀气盘）及结构零部件（基板、冷却版、盖板等）进行加工，其中枢壁垒在于阳极氧化、电解抛光、化学清洗等名义处理特种工艺以保执精密零部件的梗直净、超腐蚀、耐击穿电压等性能，以及精密机械的制造和焊合技艺。民众参与精密机械制造的公司主要为Ferrotec、京鼎精密、UCT等，现在国内新莱应材、富创精密、靖江前锋、托伦斯等企业均有参与真空腔体的制造。
真空规：用于测量真空度的中枢仪器
真空规是用于探伤低压空间淡泊气体压力的仪器，由真空管、指针、法式盘、密封杆等部分组成。字据旨趣不同，主要分为三类：一是十足压力的真空规，如波登式真空规和电容式真空规；二是热传导式真空规，如皮拉尼真空规（热电阻）；三是电离式真空规，如冷阴极真空规和热阴极真空规，此外还包括质谱分析仪、磁悬浮转子真空规。在低真空度中，薄膜真空规、压阻式真空规应用较多；在中真空度中，多选用电离真空规、皮拉尼真空规；在高真空度中，以电离真空规为主；在超高真空度中，热阴极真空规应用较宽敞。
图表14：真空规线路图
府上起原：MKS官网，中金公司斟酌部
在半导体工艺中，真空规主要应用于粗真空环境及工艺经由中，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齐需要对腔体内的真空度进行及时监控，皮拉尼真空规和电容薄膜真空规在半导体范畴应用较多。现在民众半导体主要供应商为好意思国MKS及瑞士Inficon，国内现在国产化率仍较低，主要研发企业为上海振太。
产业链图谱
咱们对半导体设备零部件产业链按照八大类型（即机械类、气体运输系列类、电气类、机电一体类、真空系统类、气动系统类、仪器仪容类、传感器类）进行了梳理，产业链内具体国表里布局公司情况如下：
图表15：半导体零部件产业链图谱
府上起原：各公司官网，中金公司斟酌部
风险
国产半导体设备出货不足预期：咱们合计国产半导体设备是国产半导体设备零部件的重要卑劣，如果国产半导体设备出货量受到晶圆厂本钱开支、或是出货受限等原因出货不足预期，则可能会径直影响到国产半导体设备零部件的出货。
半导体设备零部件厂商技艺研发阐扬不足预期：现在晶圆制造和半导体设备已向更先进的工艺制程演进，对零部件企业的研发能力陆续建议更高要求。现在国内真空零部件厂商还是取得了冲突，如果这些企业技艺研发阐扬不足预期，公司将难以获取超出行业的增速。
中好意思交易摩擦加重：部分国内半导体设备零部件厂商家具发往外洋，也有部分国内半导体设备零部件厂商原材料来自外洋，若中好意思交易摩擦加重，将会给这些企业带来不屈气性。