半导体设备及零部件市场现状及国产替代趋势如何？

半导体设备及零部件市场空间广阔，外部环境监管趋严加速国产替代。

1. 半导体设备及零部件市场空间广阔

受益于全球晶圆厂持续提高资本支出，半导体设备市场空间广阔。由于数字化基础设施的 持续投资，半导体产业持续不断增加产能。根据日本半导体制造装置协会的数据，全球半导体 设备的市场规模从2005年329亿美元增加到2022年1076亿美元，近17年复合增速为7.22%； 中国半导体设备市场规模从 2005 年 13 亿美元增加到 2022 年 283 亿美元，近 17 年复合增速 为 19.87%，中国半导体设备市场空间广阔，且长期高速成长。

半导体设备零部件是半导体设备的核心，半导体设备的绝大部分关键核心技术需要以精密 零部件作为载体来实现。根据全球半导体设备厂商公开披露信息，设备成本构成中一般原材料 占比 90%以上，考虑国际半导体设备公司毛利率一般在 40%-45%左右，从而全部半导体设备 零部件市场约为全球半导体设备市场规模的 50%-55%。 半导体设备零部件市场空间广阔。以半导体设备零部件占全球半导体设备市场规模的 50% 进行推算，根据日本半导体制造装置协会的数据，2022 年全球半导体设备市场规模 1076 亿美 元，由此推算 2022 年全球半导体设备零部件市场规模为 538 亿美元，2022 年中国半导体设备 零部件市场规模为 142 亿美元。

美日欧厂商主导全球半导体设备及零部件市场

美日荷厂商主导全球半导体设备市场。2022 年全球 15 大半导体设备供应商中，美国供应 商有 4 家，市场份额占比 39.4%；日本供应商有 7 家，市场份额占比 21.4%；荷兰供应商有 2 家，市场份额占比 17.4%；美国、日本和荷兰半导体设备供应商市场份额占比接近 80%，主导 全球半导体设备市场。

全球半导体设备零部件市场主要被美日欧厂商所占据。根据 IC World 的数据，2020 年全 球主要的 44 家半导体核心零部件供应商中，美国供应商 20 家，占比约 45%；日本供应商 16 家，占比约 36%；德国供应商 2 家、瑞士供应商 2 家、韩国供应商 2 家、英国供应商 1 家等； 美日欧半导体零部件供应商占比超过 90%，主导全球半导体设备零部件市场。 2022 年全球半导体零部件前 10 大供应商包括有 MKS 仪器（MFC、射频电源、真空产品）、 Edwards（真空泵），Advanced Energy（射频电源）、Horiba（MFC），VAT（真空阀件）、Ichor （模块化气体输送系统以及其他组件）、Ultra Clean Tech（真空阀件）、Brooks（机械手）及 EBARA（干式真空泵）等，前十大半导体零部件公司市场份额超过 50%。

外部环境监管趋严加速半导体设备及零部件国产替代的进程

外部环境监管趋严加速半导体设备零部件国产化进程。2022 年 10 月 7 日，美国商务部产 业安全局（BIS）宣布了一系列在《出口管理条例》下针对中国的出口管制新规，BIS 这项新的 半导体出口限制政策涉及到对中国的先进计算、半导体先进制造进行出口管制；具体要限制美 国的半导体设备在国内应用到 16/14nm 及以下工艺节点（非平面架构）的逻辑电路制造、128 层及以上的 3D NAND 工艺制造、18nm 及以下的 DRAM 工艺制造；对中国超级计算机或半导 体开发或生产最终用途的项目进行限制；限制美国公民支持中国半导体制造或者研发。2022 年 12 月 15 日，美国商务部产业安全局（BIS）发布文件计划将长江存储、上海微电子、寒武 纪等 36 家中国实体加入实体清单。2023 年 3 月 2 日，美国商务部产业安全局（BIS）发布文 件将中国大陆 28 家企业列入实体名单，包括浪潮集团、龙芯中科、第四范式、盛科通信等； 日前荷兰政府宣布计划对半导体技术的出口实施新的限制措施，将部分 DUV 光刻机加入到出 口限制范围内。2023 年 5 月 17 日据路透社报道，荷兰政府宣布计划对半导体技术的出口实施 新的限制措施，将部分 DUV 光刻机加入到出口限制范围内。2023 年 5 月 23 日，日本经济产 业省正式公布了《外汇法》法令修正案，将先进芯片制造所需的 23 个品类的半导体设备列入 出口管理的管制对象。在外部环境监管日益趋严的背景下，智能手机、家电、工业、汽车等国 内终端厂商都非常重视供应链安全，加速国产芯片的导入，国内晶圆厂也在加快国产半导体设 备及零部件、材料国产化进程。 综上，全球半导体设备及零部件市场空间广阔，主要被美日欧厂商占据，目前国产化率较 低，未来国产替代的空间巨大，外部环境监管趋严进一步加速半导体设备零部件国产替代的进 程。

2. 国内半导体设备有望逐步突破先进制程，国产替代加速进行中

 国内半导体设备先进制程有望逐步突破，国产化率继续提升将是大势所趋

半导体设备国产化率较低，未来国产替代空间广阔。目前我国半导体设备国产化率仍处于 快速提升的阶段，国产替代带动市场份额不断提升，行业增长及国产替代共同驱动国产半导体设备厂商高速成长。根据中国电子专用设备工业协会的数据，2021 年，国产半导体设备销售额 为 385.5 亿元，同比增长 59%，占国内半导体设备市场销售额的比重为 20 %，目前整体国产 率还处于较低的水平，未来国产替代空间广阔。

薄膜沉积、光刻、刻蚀设备占半导体设备市场比重较高。在半导体设备中半导体前道设备 投资规模占比较大，根据 SEMI 的数据，2020 年全球半导体设备市场中光刻机、刻蚀机、薄膜 沉积设备市场份额占比较高，共占据超过60%市场份额，其中光刻机占比24%;刻蚀机占比20%; 薄膜沉积设备占比 20%；其次为测试设备和封装设备。

中国半导体设备招标采购中越来越青睐国产品牌，未来国产化率继续提升将是大势所趋。 根据采招网的数据，相比于 2020 年，2021 年中国半导体设备的招标采购中越来越青睐国产品 牌。从各细分半导体设备来看，2021 年去胶设备、清洗设备、涂胶显影设备、量测设备设备国 产化率都有显著提高。随着外部环境监管逐步趋严，未来国产化率继续提升将是大势所趋。

国内大部分半导体设备工艺制程节点已达到 28nm，并逐步突破先进制程。国内半导体设 备公司不断进行高额研发投入，目前除了光刻机以外，其他主要半导体设备基本都已达到 28nm 制程，并且中微公司的刻蚀设备、屹唐半导体的去胶机等设备已经达到先进制程节点。随着国 际地缘政治冲突加剧，国内半导体设备先进制程节点有望逐步突破，半导体设备国产化的进程 在加速进行中。

半导体设备国产替代加速进行中，具备突破先进制程能力的公司将充分受益

23Q1 半导体设备板块业绩表现亮眼。根据 Wind 的数据，2022 年半导体设备板块营业收 入为 371.43 亿元，同比增长 77.53%； 2022 年半导体设备板块归母净利润为 71.99 亿元，同 比增长 101.03%。2023 年一季度半导体设备板块营业收入为 91.02 亿元，同比增长 72.40%， 在半导体产业链自主可控驱动下，半导体设备板块 23Q1 业绩表现较为亮眼。 国内主要半导体设备公司目前在手订单充足且持续增长。从国内主要半导体设备厂商的合 同负债情况来看，大部分设备厂商 23Q1 合同负债同比大幅增长，环比也有一定的增长；其中 盛美上海 23Q1 合同负债同比增长 113.09%，环比增长 14.84%；拓荆科技 23Q1 合同负债同 比增长 109.36%，环比增长 16.89%；中微公司 23Q1 合同负债同比增长 54.67%，环比增长 5.69%；北方华创 23Q1 合同负债同比增长 53.67%，环比增长 8.67%；合同负债是反映在手订 单的指标，表明国内主要半导体设备厂商目前在手订单充足且持续增长，为 2023 年继续高速 成长做好了保障。

国内半导体设备公司 2023 年有望继续保持高速成长，国产化率较低的环节及具备突破先 进制程能力的公司将充分受益于国产替代加速的进程。根据 Wind 一致预期，预计 2023 年国 内主要半导体设备公司经营业绩仍处于高速成长中，目前在手订单充足且持续增长，2023 年实 现高成长的确定性较高。在半导体的下行周期中，国内主要晶圆厂 2023 年资本开支计划仍然 维持在较高水平，坚持逆周期扩产；国内半导体设备公司不断进行高额研发投入，并逐步突破 先进制程；国内半导体设备国产化率仍然较低，自主可控需求迫切，国产替代在加速进行中， 国产化率较低的环节及具备突破先进制程能力的公司将充分受益。

3. 半导体设备零部件赛道坡长垒高，国产替代正当时

半导体设备零部件是半导体设备的核心

半导体设备零部件是半导体设备的基础和核心。半导体设备零部件是指在半导体设备制造 过程中所需的零部件，并在材料、结构、工艺、 品质和精度、可靠性及稳定性等方面能达到半 导体设备的技术要求。半导体设备是半导体行业技术演进的关键，其绝大部分关键核心技术需 要以精密零部件作为载体来实现。 半导体设备零部件具有高精密、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，从而半导体精密零部件是半导体设备制造环节中技术壁垒较高的环节，是半导体设备的基 础和核心，也是整个电子信息产业的支撑。

半导体设备零部件种类繁多，按功能主要分为机械类、电气类、机电一体类、气体/液体/ 真空系统类、仪器仪表类、光学类等类别，每一大的类别中包含很多细分品类。根据芯谋研究 的数据，机械类占比最高，占全球半导体设备市场规模比重为 12%，电气类占比 6%，机电一 体类占比 8%，气体/液体/真空系统类占比 9%，仪器仪表类占比 1%，光学类占比 8%。 半导体设备零部件按主要材料和使用功能可以分为硅/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、电控部件以及其他部件，其中各大 类还细分很多品类，例如真空件里就包括真空规（测量工艺真空）、真空压力计、气体流量计、 真空阀件、真空泵等。

根据芯谋研究的数据，2020 年中国大陆晶圆厂采购半导体前道设备零部件金额超过 10 亿 美元，中国晶圆制造厂商采购的设备零部件中石英（Quartz）、射频发生器（RF Generator）、 各种泵（Pump）、各种阀门（Valve）、静电吸盘（Chuck）、反应腔喷淋头（Shower Head）占 比较高，还包括边缘环（Edge Ring）、测量计（Gauge）、流量计（MFC）、陶瓷制品（Ceramic）、 密封圈（O-Ring）等。

半导体设备零部件种类繁多，整体市场竞争格局较为分散，相较于 500 亿左右美元的全球 市场规模，单个细分领域市场空间相对不大，但主要细分市场的集中度极高，主要被美日欧等 海外厂商占据。

半导体设备零部件行业技术壁垒高、客户粘性强

半导体设备零部件行业壁垒较高，主要是技术壁垒和客户认证壁垒。 核心技术和原材料形成极高的技术壁垒。半导体设备零部件种类较多，不同细分领域的零 部件所需要的核心技术和工艺有所不同，企业也需要积累相应的专利技术和 Know-How，并对 原材料的质量稳定性、纯度等方面都有较高的要求，这些都形成了极高的技术门槛。 对于机械类金属工艺件和金属结构件，需要满足加工精度、耐腐蚀性、密封性、洁净度、 真空度等指标，通过先进的精密机械制造技术、表面处理特种工艺技术、焊接技术实现。精密 机械制造技术需要围绕精准的加工工艺路线和程序的开发、材料科学和材料力学与零件结构和 加工参数的匹配、制造方式与产业模式的匹配，来高质量输出高精密的产品；表面处理工艺技 术是实现精密零部件的高洁净、超强耐腐蚀等的关键工序；焊接技术可以实现半导体设备精密 零部件焊接区域的零气孔、零裂纹、零瑕疵，保证半导体设备零部件的产品性能及使用寿命， 以最终实现真空环境下的半导体设备工艺制程的稳定。

非金属机械零部件包括石英制品、静电吸盘产品等，也有极高的技术门槛。以石英制品为 例，石英制品因其直接与硅片接触，且在半导体氧化、扩散过程中会遇到很多腐蚀气体，其质 量要求通常较高，产品参数主要体现在外观、尺寸（公差标准）、应力（应力检测）、理化性能 （杂质含量）等维度，上述指标是决定产品质量的关键。

半导体设备零部件厂商具有极高的客户认证壁垒。通常情况下，全部认证过程完成需要 2-3 年。因此，半导体设备厂商对建立合作关系的零部件供应商一般不会轻易更换，客户黏性较强， 半导体设备零部件厂商具有极高的客户认证壁垒。

技术壁垒较高的细分领域国产化率低。根据芯谋研究的数据，射频电源、真空泵、阀、机 械手、MFC、测量仪表等零部件国产化率低于 10%。电气类零部件中的射频电源，英杰电气和 北广科技已经有产品在给国内设备厂商供货；气体/液体/真空系统类中壁垒相对偏低的零部件 新莱应材、万业企业已经在做国产替代，技术壁垒较高的真空泵、阀目前国产化率还较低；仪 器仪表类中的 MFC，北方华创和万业企业有一定的国产化能力；机电一体类中的机械手已经有 国内设备厂商自研，也有新松机器人等国内厂商进入；光学类零部件目前炬光科技有部分产品 在进行国产替代，总体上光学类零部件在国产化方面相对薄弱。

国内半导体设备零部件厂商国产替代正当时，未来成长空间巨大

国内半导体设备零部件厂商目前营收规模较小，未来成长空间巨大。目前国内半导体设备零部件厂商半导体业务规模最大的富创精密营收在 15 亿元左右，其他均小于 10 亿元，相较于 中国半导体设备零部件市场 140 亿美元左右的市场规模，目前国内厂商体量较小，处于国产替 代早期阶段，未来成长空间广阔。 国内厂商将延续海外龙头厂商成长路径，未来持续高成长确定性高。国内厂商目前正在延 续海外龙头厂商产品品类和应用领域扩张的成长路径，富创精密通过产品品类的拓展不断成长； 新莱应材进入半导体、食品、医药多个领域，并通过并购美国 GNB 增强真空半导体业务的实 力；万业企业通过并购 Compart Systems 进入流量控制系统零部件领域；富创精密、新莱应材、 华亚智能、万业企业都已进入国外半导体设备厂商供应链。国内厂商目前的成长速度远高于海 外龙头厂商，并且营收规模相对较小，未来持续高成长具有较高的确定性。

国产半导体设备成长空间广阔，半导体设备零部件国产替代正当时。2014-2021 年全球半 导体设备市场复合增速为 15.49%，2014-2021 年中国半导体设备市场复合增速为 31.4%， 2014-2021 年国产半导体设备销售额复合增速为 37.99%。国产半导体设备的成长速度远高于 全球和中国市场的增速，目前半导体设备国产化率仍相对较低，国产半导体设备未来成长空间 广阔。在国际地缘政治冲突的背景下，国内企业在供应链安全、成本、服务等方面具有优势， 半导体设备零部件国产替代正当时，未来成长空间巨大。