半导体行业周期、设备零部件规模及竞争格局如何？

半导体设备零部件市场空间广阔，国产替代助推行业快速发展。

1.半导体行业周期，晶圆厂扩产支撑设备长期增长

半导体周期企稳回暖，新一轮增长趋势明显。1999 年以来全球半导体行业共经历 7 轮左 右周期，每轮时长约 3-5 年，其中上行期约 1-3 年，下行期约 1-2 年。复盘每轮周期波动 原因较为类似，主要由于终端需求变化驱动行业景气提升，而后产能扩张叠加需求疲软 导致供需错配。进入 2023 年中，行业周期逐渐触底，受益于下游终端消费改善及 AI 相 关需求迅速扩张，至今半导体行业新一轮周期增长趋势明显，2024 年 8-10 月全球半导体 月销售额同比增长 20.6%/23.2%/22.0%。行业周期回暖，相关厂商迎来发展机遇。

AI、汽车电子驱动行业需求回暖，全球晶圆厂产能持续扩张。随着人工智能快速发展， 推动对高性能计算与存储芯片需求，同时汽车电动化、智能化趋势带动汽车电子市场快 速增长，半导体行业需求逐步复苏，全球晶圆厂扩产速度回升。根据 SEMI 和 Trendforce 数据，2023 年全球半导体每月晶圆产能为 2960 万片（折 8 英寸），同比增长 5.0%，其中 中国大陆产能占比 26%，预计 2025 年全球产能将达到 3370 万片，中国大陆作为全球半 导体扩产的主要动力，产能将达到每月 1010 万片。

半导体产能扩张，晶圆厂设备支出迎来增长周期。根据 VLSI 数据，2020-2022 年，疫情 影响下消费电子需求激增，供需失衡情况促使全球晶圆厂纷纷提升资本开支，全球晶圆 厂设备支出快速增长，由 2020 年的 640 亿美元增长至 2022 年的 950 亿美元。2023 年由 于需求减弱及终端库存累积，设备支出增速有所调整，2023 年全球晶圆厂设备支出为 980 亿美元，同比增速 3%。在 AI、汽车电子等需求驱动下，全球晶圆厂将继续扩产，设备支 出有望持续增长，2025 年将达到 1,130 亿美元。

国产替代浪潮驱动设备需求，国内主要设备厂商扩产加速。2024 年 12 月 2 日，美国将 多家中国半导体企业列入实体清单，其中包括：芯恩、鹏新旭、ICRD 等代工厂，北方华 创、拓荆科技、芯源微、新凯来等设备厂商，中微被移除 VEU 白名单（不再享有 VEU 身份带来的出口便利），半导体设备及零部件产业链国产替代紧迫性进一步提升。2020- 2023 年，国内主要设备厂商订单规模不断提升，2020 年北方华创合同负债为 30.48 亿元， 2023 年达 83.17 亿元，年均复合增长率 39.73%。设备需求不断提升的同时，国内主要设 备厂商也加速提升产能，2023 年北方华创在建工程为 20.27 亿元，同比增长 65.73%。

大基金三期落地，有望加大对核心技术和关键零部件的支持力度。2024 年 5 月，国家大 基金三期注册成立，注册资本 3440 亿元。与此同时，包括中国银行、中国建设银行等 6 家银行发公告表示参与出资国家大基金三期，预计自基金注册成立之日起 10 年内实缴 到位。根据 DeepTech 报道，国家大基金一期侧重半导体制造领域（重点关注下游各大产 业链巨头），国家大基金二期侧重半导体设备和材料（重点关注上游产业链，包括薄膜设 备、测试设备，以及光刻胶、掩模版等材料）；据多家银行的公告，国家大基金三期则是 面向半导体全产业链，旨在引导社会资本加大对半导体产业的多渠道融资支持。

全球半导体设备市场规模达千亿美元，中国大陆市场逆势扩张，市占率显著提升。根据 SEMI及SEAJ数据，2023年全球半导体设备市场规模为1,062.46亿美元，同比减少1.30%， 同年中国大陆地区半导体设备市场规模达 365.97 亿美元，同比增长 29.47%。近年来中国 大陆已跃居半导体设备全球第一大市场，且市占率显著提升，2023 年中国大陆市场份额 达 34%。2013-2023 年，中国半导体设备市场年均复合增长率约为 26.93%，高于全球的 12.82%。未来随着行业需求的持续复苏，以及下游 AI 等新应用领域带动晶圆厂扩产，我 国半导体设备需求将持续增长。

2.设备零部件价值占比高，市场空间广阔

半导体设备直接材料费用高，零部件价值在设备总价值中占比近半。用半导体设备直接 材料费用代表零部件价值，2023 年中国大陆主要半导体设备厂商直接材料占生产成本比 例约在 85-95%区间内，平均占成本 90.23%。毛利率方面，2023 年海内外主要设备厂商 如 ASML、AMAT、LAM、北方华创、中微公司、拓荆科技、华海清科的毛利率区间约 在 40-50%，此外 KLA 的毛利率高达 60%。若按半导体设备毛利率为 45%，直接材料占 比 90%估算，零部件价值在设备总价值中占比约为 49.5%。（注：北方华创数据为电子工艺装备业务数据）

将半导体设备零部件市场按客户端需求分为设备厂采购与 Fab 厂务及替换需求，分别进 行规模测算：

设备端：根据前文梳理，半导体零部件大量使用于前道设备，尤其是刻蚀、薄膜沉 积、清洗、离子注入等工艺设备以及光刻设备中。根据 SEMI 测算，预计 2024 年全 球前道设备市场规模为 983 亿美元。参考半导体设备上市公司的财务数据，半导体 设备毛利率约为 40-50%（对应成本占比 50-60%），直接材料占成本比例约 90%。由 此推测，全球每年设备厂采购零部件 442-531 亿美元。

Fab 端：根据芯谋研究，2020 年中国大陆晶圆厂零部件采购金额超过 10 亿美元，包 括石英件、射频电源、真空泵、阀门、静电卡盘等。IC Insights 和 SEMI 数据显示， 2020 年中国大陆晶圆厂产能为每月 318 万片（折 8 英寸），占全球的 15.3%，2024 年 中国大陆产能预计达每月 860 万片，占全球的 20.1%。按照产能比例倒算，同时考 虑到先进工艺带来的高附加值零部件采购需求，预估 2024 年全球晶圆厂采购零部件 金额在 150 亿美元左右。假设来源于设备厂的零部件估计为 40-75 亿美元，则 Fab 直 接向零部件厂采购金额在 75-110 亿美元左右。

全球半导体设备零部件市场规模上百亿美元，中国大陆市场不断成长。由以上数据，测 算出全球半导体零部件市场 2024 年预期规模为 542 亿美元，2025 年预期规模为 613 亿 美元。根据 SEMI 数据，2023 年中国大陆半导体设备销售额为 365.97 亿美元，占全球总 销售额 34.45%（以 34.45%作为预测期内中国大陆占全球半导体设备销售额比例），推算 中国大陆半导体设备零部件市场 2024E 规模为 187 亿美元，2025E 市场规模约为 211 亿 美元。

半导体设备零部件细分市场中，机械类、气液真空类及光学类市场规模较大。根据富创 精密招股书数据，机械类、电气类、机电一体类、气液真空系统类、仪器仪表类及光学类 占半导体设备零部件市场的比例分别为 12%、6%、8%、9%、1%和 8%，可以得到细分 产品种类的市场规模。其中机械类、气液真空类及光学类、机电一体类市场规模较大， 2024 年全球市场规模预计分别为 65.1、48.8 及 43.3 亿美元。随 AI 驱动半导体市场持续 增长，设备零部件规模有望继续提升。

3.行业格局整体分散细分领域集中，国产零部件加速突破

全球半导体设备零部件市场格局相对分散，各专注于细分零部件领域。半导体设备本身 结构复杂，对加工精度、一致性、稳定性要求较高，导致精密零部件制造工序繁琐，技术 难度大，行业内多数企业只专注于个别生产工艺，或专注于特定精密零部件产品。根据 Yole 数据，2022 年全球半导体设备关键子系统收入前 10 的厂商为 ZEISS（光学物镜系 统）、MKS（MFC、射频电源、真空系统）、Edwards（真空泵）、Advanced Energy（射频 电源）、UCT（真空阀）、Horiba（MFC）、Ichor Systems（气体输送系统）、VAT（真空阀）、 EBARA（真空泵）和 ASML（光学系统），收入份额合计 53%，行业竞争格局相对分散。