真空系統通常由真空泵（低溫泵、干泵、分子泵等）、真空閥門（隔離閥、傳輸閥、調壓閥、插板閥等）、真空測量儀器（薄膜真空規、壓力開關等）、真空腔體、真空管路及法蘭等核心零部件構成。在干法設備中通常需要在真空條件下利用高頻高壓使電極周圍的氣體電離形成等離子體，并對晶圓進行加工，因此真空系統在干法設備中起到至關重要的作用。

　　2023年全球線億美元。我們從設備零部件兩大下游市場出發，根據SEMI，2023年全球前道設備市場規模906億美元，真空系統在設備采購中占比約20-30%，2023年全球設備廠采購線億美元；根據全球晶圓廠零部件采購金額在100~150億美元推算出晶圓廠端每年采購線億美元。

　　國產化率較低，看好真空零部件加速實現替代。真空零部件目前主要供應商仍為美、日、歐洲企業，國內企業基本仍處于研發、認證階段，如半導體真空泵主要供應商為Atlas（瑞典）、Ebara（日）、普發真空（德），半導體真空閥門主要供應商為VAT（瑞士），半導體真空測量儀器主要供應商為MKS（美）、Inficon（德），我們認為未來隨著供應鏈安全考量，半導體真空零部件有望加速實現國產替代。

　　風險：國產半導體設備出貨不及預期、半導體設備零部件廠商技術研發進展不及預期、中美貿易摩擦加劇。

　　半導體制造過程中，需經過光刻、刻蝕、薄膜沉積等多種工藝，我們通常根據其主要使用氣體加工還是液體加工，將前道制造設備分為干法設備及濕法設備，其中干法設備主要包含：等離子體刻蝕設備、薄膜沉積設備、去膠/熱處理設備等；濕法設備主要包含：清洗設備、電鍍設備、CMP設備等。由于干法設備通常需要在真空條件下，利用高頻高壓使電極周圍的氣體電離形成等離子體，再對晶圓進行加工，因此真空系統在干法（等離子體）設備中起到至關重要的作用。

　　半導體真空系統通常由真空泵（低溫泵、干泵、分子泵等）、真空閥門（隔離閥、傳輸閥、調壓閥、插板閥等）、真空測量儀器（薄膜真空規、壓力開關等）、真空腔體、真空管路及法蘭等核心零部件構成。其中真空泵是真空系統中的重要組成部分，用來獲得及維持真空環境；真空閥門主要用來調節流量、切斷或接通管路的元件；真空管路及法蘭用于系統的可拆卸部位及安裝需要的連接部位；真空測量儀器則通常需在反應腔體、傳送模組等安裝完畢后的漏氣檢查。

　　半導體設備零部件通常分為機械類、氣體輸送系列類、電氣類、機電一體類、真空系統類、氣動系統類、儀器儀表類、傳感器類共8類：

　　1）機械類：反應腔體、運輸腔體、設備支撐架、鈑金外殼、碳化硅淋浴頭上電極、陶瓷鍍膜上電極、靜電吸盤下電極、石墨圖盤、殼體外箱等；2）氣體輸送系列類：氣柜、焊接件等；3）電氣類：可編程控制器、I/O模塊、AC模塊、DC模塊、工業電腦、可編程控制電源、加熱器、配電柜、線）機電一體類：機械手、陶瓷轉輪、消防報警滅火裝置、溫控測量系統、進出口風閥；5）真空系統類：干泵、分子泵、線）氣動系統類：電磁閥、接頭等；7）類：氣體流量計、壓力控制器等；8）類：光電、壓力傳感器、溫度傳感器等。

　　根據中微公司及拓荊科技招股說明書，2018年真空系統（泵、閥門、管道等）在刻蝕設備、薄膜沉積設備中的采購分別為9.31%及5.65%，其中將泵劃分入附屬設備，故導致真空系統采購占比偏低，我們認為實際成本占比約在10%左右。此外反應腔體、運輸腔體等真空腔體在采購時劃分在機械類中，因此我們認為真空系統的整體采購比例應在設備成本占比的20~30%。

　　晶圓廠在長期使用半導體設備的過程中，設備不可避免地會產生磨損，需要對零部件進行替換。一部分設備零部件晶圓廠需要向設備原廠進行采購，這部分通常是定制化的零件或是較為復雜的模組、系統。另外一部分標準化的零件或是較為簡單的模組、系統晶圓廠直接向零部件廠商進行采購。

　　根據芯謀研究，2020年中國大陸晶圓廠直接采購零部件金額超過10億美元，如果剔除Samsung、SK Hynix、臺積電等境外廠商在中國大陸的產線，中國本土晶圓廠（中芯國際、華虹集團、長江存儲、合肥長鑫等）直接采購零部件金額約4.3億美元，主要包括石英件、射頻發生器、泵、閥、靜電吸盤、噴淋頭、邊緣環、流量計、MFC、陶瓷件、密封圈。其中，真空類零部件（泵、閥門、密封圈）采購占比合計達20%。

　　我們從半導體設備零部件兩大下游市場出發推導出全球真空類半導體零部件市場規模約55.9~83.8億美元：

　　下游市場#1：設備廠商。根據SEMI測算，2023年全球前道設備市場規模906億美元，其中刻蝕設備、薄膜設備、去膠設備等干法設備占比約45%，參考半導體設備上市公司的財務數據，且半導體設備企業的毛利率普遍在40%-50%之間，其中半導體設備零部件占營業成本比例80%左右，線年全球設備廠采購線億美元；

　　下游市場#2：晶圓廠。根據芯謀研究，2020年中國大陸晶圓廠零部件采購金額超過10億美元。我國晶圓廠制造產能占全球的比例在12-15%左右，考慮到先進工藝帶來的高附加值零部件采購需求，全球晶圓廠零部件采購金額在100~150億美元左右，真空備件（泵、閥門）采購占比約20%，我們測算晶圓廠端每年采購線億美元。

　　真空泵是用以產生、改善和維持真空的裝置，為半導體真空工藝系統中的核心零部件，可為晶圓制造的核心工藝設備提供所必需的超潔凈真空環境，在PVD、CVD、刻蝕、離子注入等對真空環境要求較高的干法工藝中應用廣泛。

　　按半導體工藝來分類，對于半導體真空泵通常分為清潔工藝、中等工藝和苛刻工藝制程，制程的分類原由真空泵的安裝位置和工藝反應產生的制程物特點決定，不同工藝制程對真空泵的需求不同，因此需要不同技術特性的干式真空泵來滿足不同工藝制程的應用。

　　清潔工藝：包括量測、光刻工藝，也包括中等工藝、苛刻工藝設備的裝載腔室和傳輸腔室，對于真空泵的要求通常為高可靠性、低成本、能夠實現快速抽氣、體積小等特點；

　　中等工藝：包括PVD、干法去膠、介電刻蝕、硅刻蝕、離子注入等，其對于真空泵的要求通常為快速抽真空、低功耗、高性能等特點。

　　苛刻工藝：包括各類CVD工藝、干法導體刻蝕、退火、ALD工藝，對于真空泵要求通常為耐腐蝕、耐粉塵、避免冷凝等特點。

　　根據中科儀招股說明書，在12英寸晶圓生產線臺真空泵，根據Semi統計數據，2023年全球晶圓在運產能折合12英寸約1,269萬片/月，假設存量干式線%（晶圓制造企業對線年），按單臺線年全球半導體真空泵存量替換市場規模約145~290億元。

　　目前全球半導體干式真空泵制造企業主要由海外供應商所主導，歐美日企業占據整個市場90%以上的份額，國產化率目前較低，海外主要生產企業包括Atlas、Ebara、普發真空等。其中，Atlas成立于1873年，公司主要業務為工業干泵、化學干泵、渦輪分子泵、液體閥門等，2014年公司收購Edwards，2016年公司收購Leybold及CSK，成為全球真空泵龍頭企業；普發線年，是全球真空技術和泄漏檢測解決方案龍頭供應商之一，其高性能產品組合涵蓋了從真空泵到測量分析設備再到整套真空系統，普發真空在半導體制造領域提供多種真空泵解決方案，包含羅茨真空泵、旋片泵、渦輪泵等；Ebara主要產品為干式真空泵、CMP 設備、電鍍設備、廢氣處理設備。

　　閥門為半導體真空系統中的核心零部件，起到開閉、控制流量、調節壓力等作用，真空閥指的是用在真空系統中的閥門，其作用通常為隔離真空區域（如工藝腔室）或控制氣體進出量。由于處于不同位置的閥門功能各不相同，因此種類眾多，可以分為隔離閥、控制閥、傳輸閥其中，隔離閥起隔絕/接通作用，營造真空環境；控制閥主要起到控制氣體流量和壓力的作用；傳輸閥則可用于晶圓在腔體之間或腔體和 Load Lock之間的傳輸，根據閥門的工作方式劃分，隔離閥和控制閥又包括閘閥、角閥、蝶閥、球閥、鐘擺閥等。

　　隔離閥主要為閘閥和角閥，閘閥的啟閉件為閘板，閘板運動方向與介質流動方向垂直，通過閘板的升降可以起到隔絕/接通作用，通常只作全開/全閉狀態，是隔離閥的理想選擇，而較少用作控制作用，閘閥可用于腔體和真空泵之間來保護真空泵，也可用于兩個相連腔體之間的隔離；角閥氣體通路通常呈直角，主要可用于真空系統中的排氣管路和抽氣系統等的連接，如用于主泵（通常為分子泵）和前級泵（通常為干泵）之間（即前級管路），或者是工藝腔和前級泵之間（即粗抽或預真空管路），角閥適用于嚴苛的環境下，具有出色的可靠性，也可具備控制作用。

　　控制閥主要通過縮小或加寬氣門通道來控制氣液體的體積流量，主要包含鐘擺閥、蝶閥及球閥，其中：1）鐘擺閥基于鐘擺運動原理來控制流體的流動，當閥門處于開啟狀態時，氣體可以自由流動，當閥門沒有外力作用時，受到重力影響會向下擺動處于關閉狀態，阻止氣體自由流動，具有設計緊湊、振動小、啟閉平穩、能有效避免產生顆粒的特點，被廣泛用作控制閥，多用于線）蝶閥閥體呈圓筒形，軸向長度短，內置蝶板，利用圓盤的啟閉件往復回轉90來開啟、關閉或調節氣體流量的一種閥門，具有結構簡單、體積小、重量輕、開關迅速、力矩較小的特點；3）球閥的啟閉件是中間帶有圓形通道的球體，可以繞垂直于通道的軸線旋轉，而達到啟閉通道的目的。球閥適用于高真空到低真空等壓力范圍，同時在帶有腐蝕性介質的系統中也均可適用。傳輸閥是用于連接腔室之間的閥門，通常用于工藝腔與Load lock之間，需要保證兩邊腔體的密封性。

　　LED、醫療等領域，除VAT外全球領先的閥門供應商為MKS、VTEX、ULVAC等企業。

　　過度腔：過渡腔是設備中晶圓真空環境入口，晶圓從外部運輸至設備入口，經過前端模塊（EFEM）后進入過渡腔，方從大氣環境轉換為真空環境，后續晶圓從過渡腔再進入真空環境的傳輸腔、反應腔進行工藝反應。過渡腔需要保證真空度、密封性以及晶圓經過不能發生污染，需要公司的高精密多工位復雜型面制造技術和耐腐蝕陽極氧化技術等核心技術，通常也稱為真空鎖（Load lock）。

　　傳輸腔：傳輸腔是晶圓在過渡腔和反應腔之間進行轉移的中間平臺。若是傳輸腔密封區域加工不良，腔體無法保證真空，將會影響晶圓生產。公司通過高精密多工位復雜型面制造技術來保證傳輸腔的密封性和真空度。同時因傳輸腔需要與不同工藝的反應腔連接，公司采用不同的表面處理特種工藝來保證傳輸腔的潔凈度和耐腐蝕性，以延長其使用壽命并保證晶圓流轉環境不受污染。

　　反應腔：反應腔是晶圓加工和生產的工作空間。在晶圓加工過程中，會有多種工藝氣體流入反應腔內，發生化學反應，從而其對潔凈度和耐腐蝕性要求較高。尤其是先進制程對于反應腔的潔凈度要求更高，公司需要通過高潔凈度精密清洗技術來確保反應腔的潔凈度，避免化學粒子產生，為晶圓生產創造潔凈環境。此外，為保證設備的使用壽命、提高生產效率，公司需要通過耐腐蝕陽極氧化技術等表面處理特種工藝技術來增強其耐腐蝕及耐擊穿電壓性能。

　　由于不同公司不同型號設備的腔體大小、潔凈度等要求均有所差異，因此腔體生產通常具有小批量、多品種、定制化的特點，全球參與腔體加工的企業通常也負責對工藝零部件（內襯、加熱器、勻氣盤）及結構零部件（基板、冷卻版、蓋板等）進行加工，其核心壁壘在于陽極氧化、電解拋光、化學清洗等表面處理特種工藝以保持精密零部件的高潔凈、超腐蝕、耐擊穿電壓等性能，以及精密機械的制造和焊接技術。全球參與精密機械制造的公司主要為Ferrotec、京鼎精密、UCT等，目前國內

　　真空規是用于探測低壓空間稀薄氣體壓力的儀器，由真空管、指針、尺度盤、密封桿等部分組成。根據原理不同，主要分為三類：一是絕對壓力的真空規，如波登式真空規和電容式真空規；二是熱傳導式真空規，如皮拉尼真空規（熱電阻）；三是電離式真空規，如冷陰極真空規和熱陰極真空規，此外還包括質譜分析儀、磁懸浮轉子真空規。在低真空度中，薄膜真空規、壓阻式真空規應用較多；在中真空度中，多選用電離真空規、皮拉尼真空規；在高真空度中，以電離真空規為主；在超高真空度中，熱陰極真空規應用較廣泛。

　　在半導體工藝中，真空規主要應用于粗真空環境及工藝過程中，在刻蝕、CVD、外延等等離子體工藝所需要的真空環境以及氣體通入腔體時都需要對腔體內的真空度進行實時監控，皮拉尼真空規和電容薄膜真空規在半導體領域應用較多。目前全球半導體主要供應商為美國MKS及瑞士Inficon，國內目前國產化率仍較低，主要研發企業為上海振太。

　　國產半導體設備出貨不及預期：我們認為國產半導體設備是國產半導體設備零部件的重要下游，如果國產半導體設備出貨量受到晶圓廠資本開支、或是出貨受限等原因出貨不及預期，則可能會直接影響到國產半導體設備零部件的出貨。

　　半導體設備零部件廠商技術研發進展不及預期：目前晶圓制造和半導體設備已向更先進的工藝制程演進，對零部件企業的研發能力不斷提出更高要求。目前國內真空零部件廠商已經取得了突破，如果這些企業技術研發進展不及預期，公司將難以獲得超出行業的增速。

　　中美貿易摩擦加劇：部分國內半導體設備零部件廠商產品發往海外，也有部分國內半導體設備零部件廠商原材料來自海外，若中美貿易摩擦加劇，將會給這些企業帶來不確定性。