半导体设备的升级迭代在很大程度上依赖于精密零部件的技术突破。

作为半导体设备的基石，半导体设备零部件支撑设备行业的发展。

精密零部件也是半导体设备制造环节中难度较大、技术含量较高的环节。在高技术壁垒下，成为半导体产业中的“卡脖子”环节之一。

从供应链角度来看，零部件直接影响半导体设备的交付。

从产值角度来看，半导体零部件年产值达上百亿美元，推动下游各环节产业规模呈现指数级增长趋势，具有很强的产业辐射能力和影响力。

资本开支方面，当前国内半导体设备及零部件资本开支继续加大。

SEMI发布《300mm晶圆厂2027年展望报告(300mmFabOutlookReportto2027)》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。

设备资本开支为晶圆制造产能扩张的先行指标，在高资本开支支撑下，晶圆产能预计仍将保持较快增长势，半导体设备配套精密零部件需求有望受益设备开支恢复。

本文重点对半导体设备关键零部件环节进行解析。

01 半导体设备零部件行业概览

半导体零部件是指在材料、结构、精度、可靠性及稳定性等方面达到半导体设备及技术要求的零部件。

半导体设备零部件参数高标准，工艺复杂，涵盖多个细分的领域，具有工艺精密、批量小等特点。

行业通常采用结构构成或按照实现功能对半导体设备零部件进行分类。

按照集成电路设备腔体内部流程，可以分为5大类：分别为电源和射频控制类、气体输送类、真空控制类、温度控制类、传送装置类。

按照主要材料和使用功能分，可以分为12大类：分别为硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金属件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、过滤部件、运动部件、电控部件、其他部件。

按照服务对象分，可以分为2类：分别为精密机加件、通用外购件。

按照类型分，可以分为6类：分别为机械类、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。

其中，机械类零部件约占半导体设备零部件的20%-40%；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。

02 

半导体设备零部件产业链

从产业链来看，半导体零部件上游主要是铝合金材料及其他金属、非金属原材料，下游是各类半导体设备制造商或晶圆制造厂。

下游给半导体设备制造厂主要提供各种零部件，给晶圆制造厂提供各种耗材，应用涵盖光刻、刻蚀、清洗、薄膜沉积等半导体设备。

半导体设备主要应用于集成电路的制造和封测环节，可细分为晶圆制造设备（前道设备）和封装、测试设备（后道设备）。

其中，前道设备主要有光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、CMP设备、清洗机、前道检测设备和氧化退火设备，后道设备主要分为测试设备和封装设备。

前道设备用于晶圆制造过程，覆盖从光片到晶圆的成百上千道工序，直接决定了芯片制造工艺的质量。

根据Gartner数据显示，典型的集成电路制造产线设备投资中，光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入设备、测试设备、清洗设备等投资额占比较高，是集成电路制造设备投资中的最主要部分。

集成电路制造领域典型资本开支结构：

资料来源：行行查

半导体精密零部件种类众多，整体市场较为分散。

从竞争格局来看，全球半导体设备市场由国际厂商主导，与之配套的半导体设备精密零部件制造商主要为美国、日本和中国台湾地区公司。

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。

根据VLsIResearch数据，近十年里，全球前十大关键子系统供应商市占率始终维持在约50%。

全球半导体零部件领军供应商前十中，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AdvancedEnergy(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UltraCleanTech(密封系统)，阿斯麦尔ASML(光学部件)及荏原EBARA(干泵)。

中国大陆厂商多数企业专注于个别生产工艺或特定零部件产品，且在机械类、气体/液体/真空系统类零部件产品国产化率较高。

机械类零部件

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。

国内厂商富创精密、江丰电子、靖江先锋、托伦斯精密等主要产品技术已实现突破和国产替代，国产化率相对较高。

富创精密专注于金属机械零部件，为该细分领域为数不多的进入国际半导体设备厂商的内资供应商，可直接与国际厂商竞争。当前持续扩大7纳米工艺制程的半导体设备精密零部件的品类并加快研制应用于5纳米及更先进工艺制程的半导体设备精密零部件。

江丰电子作为国内高纯溅射靶材的领军企业，近年来加速布局半导体零部件业务，已建成宁波余姚、上海奉贤和沈阳沈北三个零部件生产基地，配备了全工艺、全流程的生产体系。

机电一体类零部件

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%。

华卓精科、新松机器人、京仪自动化、富创精密可提供机电一体类零部件给国内半导体设备厂商。例如，华卓精科提供包括光刻机双工件台及其衍生产品超精密运动平台、晶圆传输系统类机电一体类零部件，在半导体设备中起到运动控制等关键作用；富创精密提供形成的实现部分半导体设备核心功能的模组产品。

气体/液体/真空系统类

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，对真空度、抗腐蚀性等性能要求较高。国内已有部分厂商可以供应，国产化率处于中等水平。例如，新莱应材、万业企业等进军气体管路、气柜模组等产品；富创精密、正帆科技、沈阳科仪、北京中科也在该领域有所布局。

仪器仪表类零部件

仪器仪表类零部件在设备中起到控制和监控流量、压力、真空度、温度等数值的作用，对响应速度、测量精度及稳定性要求极高。

该环节技术难度较大，国产化率较低。相关布局厂商包括北方华创旗下的七星流量计、万业企业收购的Compart System等。

光学系统类零部件

光学系统的主要原材料市场竞争较为充分且供应充足。主要包括：机械材料、电子材料、光学材料。其中，光学材料为其中的主要原材料，在光学设备中起到控制和传输光源的作用，对光学性能要求极高，主要应用于光刻设备和量测设备。

半导体光学系统市场格局方面，蔡司、尼康、佳能、Newport、Jenoptik、徕卡等国 际企业占据了该市场超过 70%的份额，处于行业领先地位。

国内各环节主要参与厂商包括北京国望光学、长春国科精密光学、茂莱光学、波长光电、科益虹源、福晶科技、福光股份等。

半导体设备零部件厂商及技术难度：

据行行查数据显示，大陆晶圆厂采购零部件中金额占比较大的还包括石英件、射频电源、各种泵等，占比在10%及以上，此外各种阀门、吸盘、反应腔喷淋头、边缘环等零部件的采购占比也较高。

射频电源：可以产生固定频率的正 弦波、具有一定频率的高频电源，主要由射频信号源、射频 功率放大器及阻抗匹配器组成，是等离子体配套电源。在半导体领域，用于刻蚀设备和沉积设备等。国内英杰电气和恒运昌等为该领域为头部玩家。

石英器件：以石英玻璃为材料制成的器件，半导体石英器件在石英市场占比约70%，是石英制品下游市场中占比最大的应用领域。目前全球高端石英制品市场尤其是以半导体为主的电子级石英制品市场，主要还是由海外龙头企业掌握。国内从事石英制品的企业超50家，例如，菲利华是国内率先通过国际三大半导体原厂设备商认证的企业，其气熔石英玻璃材料已通过东京电子、泛林研发和应用材料等公司的认证。

陶瓷件：核心设备腔体内广泛使用的重要零部件。当前陶瓷件静电吸盘市场规模逐步扩大，美日厂商占据主导地位，国内北京华卓精科和广东海拓创新等厂商实现了静电吸盘产品的量产和商业化。

阀门：半导体设备的真空系统与流体系统中的核心零部件，主要作用是开闭、控制流量/流向、调节压力等作用，应用于刻蚀机、离子注入机、CMP抛光设备等。竞争格局上，全球主要半导体阀门生产企业包括VAT、富士金、派克、世伟洛克等。国内半导体阀门市场的主要参与者包括新莱应材、北京中科艾尔、四川九天真空等。

当前半导体产业链国产化替代加速，同时晶圆厂设备采购额大幅上升，引领2025年全球半导体设备市场，国产零部件需求随之上行。国内厂商目前已经在多个领域实现突破，多家公司实现相关零部件产品的量产，并且进一步拓宽品类且向先进制程精进，有望加速提升中国半导体零部件国产化率水平。乐晴智库精选