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1．半导体零部件受益国产化浪潮，国内市场空间 广阔

1.1 半导体零部件处于芯片产业链上游，自主可控需求日益 急迫

半导体零部件处于芯片制造产业链上游，供应半导体设备及晶圆厂。在产业链中，半 导体零部件处于半导体设备上游，零部件组成模组、子系统后，半导体设备由上游零部件 产品组装而成。半导体零部件除了向半导体设备厂商供应外，晶圆厂也会直接购买部分半 导体零部件作为替换件，部分零部件具有耗材属性需定期更换。

产业链安全日趋重要，半导体零部件受益国产替代浪潮。近年来美国等国家意图限制 中国大陆先进制程芯片制造能力，由过去几年限制先进半导体设备向中国大陆出口，到 2024 年 12 月将国内多家半导体设备公司纳入实体清单，国内晶圆厂在 28nm 以下制程 扩产的设备、零部件国产化率快速提升，同时为保障供应链安全在成熟制程领域也主动加 强自主可控。半导体零部件作为产业链重要一环，受益自主可控大趋势。

半导体零部件国产化率提升是产业链自主可控最深层次一环，产品高端化仍有巨大国 产替代空间。半导体产业国产自主可控趋势逐步向产业链上游延伸，解决“卡脖子”问题 最终需要完成半导体设备零部件的国产替代。当前中低端零部件国产厂商技术水平已达可 替代程度、但实际市场份额仍相对较低，而高端零部件当前国产厂商产品仍有一定差距， 国产化率提升空间大。 半导体设备零部件中机械类价值量最大，各分类中均有关键部件。半导体设备零部件 包括机械、电气、机电一体、气体/液体/真空系统、仪器仪表、光学、其他，共 7 大种类。 其中机械类价值量占比最高，占设备成本比例达到 20~40%，可细分为金属与非金属两大 类。电气类、机电一体、气体/液体/真空系统价值量占比均在 10%以上，射频电源、 EFEM、气柜（gas box）、真空阀等关键部件均有较大国产化空间。

半导体零部件具有一定的技术壁垒，各环节难点不同。相较于一般的机械设备零部件， 半导体设备零部件通常有着精度高、批量小、多品种、尺寸特殊、工艺复杂、要求较高等 特点，需要兼顾强度、应变、耐腐蚀性、电子特性、电磁特性、材料纯度等复合功能要求， 对厂商有着较高的技术挑战。

1.2 半导体零部件跟随下游设备扩张市场，全球竞争格局相 对分散

中国大陆半导体设备市场具备广阔空间，刻蚀、薄膜沉积价值量占比最高。根据国际 半导体产业协会（SEMI），预计 2024 年中国大陆半导体设备市场规模将超 300 亿美元 （折合人民币约 2170 亿元）。根据中微公司财报，刻蚀、薄膜沉积价值量占比均约 22%， 工艺控制（检测量测）占比约 12%，清洗占比 6%，显影洗像（涂胶显影）占比 4%，根 据 SEMI 数据估算对应市场规模分别为 477 亿、477 亿、260 亿、130 亿、87 亿元人民 币，国内市场空间广阔。

由于多重掩膜工艺应用渗透率提升、NAND 等芯片品类 3D 结构化，干法刻蚀、化 学薄膜沉积设备成为近 10 年市场规模增速最快的环节。伴随集成电路制程缩小带来的刻 蚀工艺需求增加，叠加存储器件由 2D 结构逐步转向 3D 结构对刻蚀设备和薄膜沉积设备 数量及性能需求大幅提升，刻蚀、化学薄膜沉积设备市场规模在各类半导体设备中增速最 高，2013-2023 年年复合增速分别达 15.34%、14.47%，并且在技术路线不发生重大变 化的假设下，该趋势预将维持。

零部件占据半导体设备营业成本约 90%，市场规模约为半导体设备 4 成。根据几大 A 股上市半导体设备公司财报，其营业成本中约 9 成为直接材料成本，直接材料主要即半 导体零部件，半导体设备企业毛利率整体在 40%~55%，则对应半导体零部件市场估算约 为半导体设备市场规模的 40%。一方面半导体零部件市场伴随设备市场同步增长，另一方 面设备环节间的市场增速差异同样将影响各零部件品类的市场潜力。

半导体零部件市场空间广阔，全球竞争格局相对分散，以美日企业为主。根据弗若斯 特沙利文，未包含晶圆制造厂直接从设备零部件厂商处采购的部分的情况下，全球半导体 零部件市场规模当前约 335~350 亿美元，折合人民币约 2400 亿元；根据江丰电子财报， 全球半导体零部件市场（包含晶圆厂直接更换）2022 年为 3861 亿元，其中中国大陆市 场 2022 年为 1141 亿元。竞争格局方面，半导体零部件市占率较高的公司以美国、日本企业为主，但因半导体零部件类别繁多、整体格局相对分散，使得新进入者有提升市占率 的机会。

2．零部件种类详解：各环节均有高技术壁垒关键 零部件

2.1 机械类：价值量超 20%且种类繁多

机械类零部件可分为工艺件及结构件，产品细分种类数以万计。典型的机械类零部件 包括工艺零部件及结构零部件，工艺零部件指在半导体设备中与晶圆直接接触或直接参与 晶圆反应，结构零部件在半导体设备中一般起连接、支撑和冷却等作用。工艺零部件一般 具备高精密、高洁净、超强耐腐蚀能力、耐击穿电压等特点，对晶圆厂良率影响更高；结 构零部件则种类繁多，重点强调耐用性可靠性。

Shower head（气体分配盘）是 CVD 设备中最核心零部件之一。CVD（化学气相沉 积）设备中，需要使前驱体等气相物质均匀散布在基底上，即通过 Shower head 完成。 Shower head 由多个细小的孔组成，这些孔可以通过控制气体流量和喷射角度来实现精 确的喷淋操作。Shower head 对于加工精度要求极高，技术壁垒高，江丰电子该产品形 成突破后快速扩张规模，并在 CVD 和刻蚀设备领域均广泛拓展，成为公司零部件业务中 核心产品之一。

硅电极及硅环为刻蚀设备核心耗材零部件，直接影响晶圆电学性能。刻蚀用硅部件包 括硅环和硅电极，硅部件制品周期性消耗，成为晶圆加工过程的重要零部件耗材，硅电极、 硅环等硅部件的粗糙度、真圆度等参数指标直接影响晶圆的电学性能，是机械类零部件中 硅材料零部件的代表。

陶瓷件多应用于反应腔内，技术难度较高。陶瓷大部分用在离晶圆更近的腔室内，由 于直接接触反应腔内的电子气体，陶瓷零部件必须满足半导体设备对材料在机械力学、热、 介电、耐酸碱和等离子体腐蚀等方面的综合性能要求，同时先进陶瓷材料属于硬脆难加工 材料，半导体设备对零部件的精度要求高，加工始终是陶瓷零部件在半导体设备应用的瓶 颈之一。另一方面，由于半导体设备中陶瓷零部件通常紧密围绕着晶圆，一些甚至直接接 触晶圆，因此对其表面金属离子和颗粒的控制极为严格，加工后的表面处理是陶瓷零部件 在半导体设备中应用的关键技术。

机械类零部件领域全球龙头企业包括日本 Ferrotec、中国台湾京鼎精密、美国超科林。 Ferrotec 子公司大和热磁为零部件经营实体，主营石英、陶瓷、硅、碳化硅等非金属精密 零部件、结构零部件，也涉及金属机械类零部件、模组等产品；美国超科林主营气体和流 体传输等气体/液体/真空类零部件，也涉及金属机械类零部件。 国内机械类零部件重点公司包括富创精密、江丰电子、珂玛科技、先锋精科、神工股 份、托伦斯等，其中托伦斯为未上市公司，主营工艺零部件、结构零部件，擅长不锈钢材 料产品，2004 年成立于上海。

2.2 电气类：技术难度高，对刻蚀、沉积设备至关重要

射频电源作为核心半导体零部件，在多种半导体设备中用于生成等离子体。高精度射 频电源是微电子仪器设备的核心部件，其作用是向微电子仪器设备体腔室提供固定频率的 射频能量，用于激发腔室内的气体离化，从而产生等离子体。现已广泛应用到真空镀膜、 等离子清洗、半导体刻蚀、射频放电、射频加热等方面，例如 ALD、等离子刻蚀机、溅射 台、PECVD 等半导体设备。

射频电源在 PECVD 中至关重要，在反应腔外单独放置。PECVD 设备中，主要通过 射频电源使工艺气体离子化，然后离子化后的气体通过扩散到达衬底表面，进而发生化学 反应，完成薄膜生长。射频电源是 PECVD 镀膜设备的核心部件，为设备提供稳定的射频 源，以此生成辉光放电等离子体。射频电源主体结构包括电源模块、水冷板、功率放大器 等部件。

CCP 与 ICP 刻蚀设备原理与应用场景不同，射频电源亦有差异化应用。CCP（电容 性等离子体刻蚀）主要是以高能离子在较硬的介质材料上刻蚀高深宽比的深孔、沟槽等微 观结构；ICP（电感性等离子体刻蚀）主要是以较低的离子能量和极均匀的离子浓度刻蚀 较软的或较薄的材料。不同种类的逻辑芯片、存储芯片生产流程大多需要两类设备各自完 成不同的工序，但不同种类芯片两者需求比例有所不同。CCP 刻蚀设备反应腔外装置高频 交流功率发生器和低频交流功率发生器，ICP 除上述两项外另需射频交流功率发射器。

半导体射频电源领域主要由美国企业把持，国内多家企业处于研发阶段。半导体射频 电源全球龙头主要为美国 mks 及美国 AE，两家共同占据全球市场大部分市场份额，均覆 盖半导体、电子封装、工业、医疗等领域。国内半导体射频电源领域整体技术水平相对较 弱，多家企业积极研发半导体射频电源，包括英杰电气、北方华创子公司北广科技、未上 市的恒运昌、点为电子、吉兆源、伊恩埃等多家企业。

2.3 机电一体类：温控、EFEM 等对设备进行辅助的模块及 子系统

EFEM（设备前端模块）是晶圆进入半导体设备的对接模块。EFEM(Equipment Front End Module)主要用于实现半导体设备晶圆的自动供给和卸载。核心部件主要包括 晶圆装载装置（Loadport）、晶圆运输机械手（Robot）、晶圆预对准机构（Aligner） 和空气过滤器（FFU）。其中晶圆装载装置是晶圆进出设备的通道，用于晶圆的进出和转 运。是 EFEM 与 Intrabay（天车系统）之间的媒介，在半导体工厂中用于辅助晶圆自动化 搬运系统穿梭在不同作业区之间，实现晶圆顺利进入工艺加工。

晶圆运输机械手是 EFEM 中核心组件，对于精度和运行速度有极高要求。EFEM 中， 晶圆运输机械手（即上图中 Robot）在晶圆传输中承担着精确定位和搬运任务，对晶圆传 输的精度和效率至关重要，尤其需要高精度和高速度，是技术壁垒相对较高的机械装置类 机电一体零部件系统。

温控器用于对半导体设备进行温度控制，用于刻蚀、薄膜沉积、离子注入、CMP 等 需控温工艺环节。半导体专用温控设备利用制冷循环和工艺冷却水的热交换原理通过对半 导体工艺设备使用的循环液的温度、流量和压力进行高精密控制，以实现半导体工艺制程 的控温需求。例如下图所示，水冷式温控器分为冷冻回路和循环液回路两条回路；由泵输 出的循环液，经客户装置侧加热或冷却后返回温控器，循环液通过冷冻回路，达到所设定 的温度，再经由温控器输出到客户装置侧。

温控器、EFEM 等领域国内企业已呈现逐步国产替代趋势。全球龙头企业包括温控器 领域的美国 ATS、日本 SMC 等，EFEM 领域的法国瑞斯福、日本平田、日本 RORZE、日 本菲科等。国内温控器重点公司为京仪装备，EFEM 领域国产厂商包括泓浒半导体、华芯 智能、果纳半导体、盟立自动化等未上市企业。

2.4 气体/液体/真空系统类：重点关注管阀、Gas Box 产品

真空阀为真空系统核心零部件，用于隔离或传输真空区域外的电子气体等介质。半导 体零部件真空阀按作用分类主要包括隔离阀、控制阀、传输阀，按启闭方式则可分为球阀、 闸阀、角阀等。隔离阀用于隔绝或接通管路，控制阀用于控制气体/液体的压力和流量， 传输阀则用于连接密封腔室传输介质。闸阀的启闭件为闸板，闸板运动方向与介质流动方 向垂直；角阀的气体通路通常呈直角，主要可用于真空系统中的排气管路和抽气系统等的 连接；球阀的启闭件是带有圆形通道的球体，绕垂直于通道的轴线旋转，球体随阀杆转动 从而达到启闭通道的目的。

Gas Box 是半导体工艺设备侧的模组化气体供应系统，价值量较大且技术难度较高。 Gas Box（气柜模组）是特种工艺气体输送控制装置，按照晶圆生产工艺的具体需求对不 同特殊工艺气体进行传输、分配和输运，实现对工艺气体的流量、压力、浓度、混配比及 反应时间等方面的精准控制并保持洁净度、耐腐蚀性及安全性，也是核心零部件之一。Gas Box 产品涉及工艺设备内部功能模块的客户机密，定制化高、纯度精度高、工艺难度 高，是导入难度极高的零部件。

半导体管阀类零部件方面，全球龙头企业包括瑞士 VAT、美国派克、日本 CKD、美 国 mks、美国 Entegris、德国飞托克等；国内重点公司包括新莱应材 ，晶盛机电，未上 市的朗拓科技、九天真空等。 Gas Box 领域，全球龙头企业包括美国超科林、瑞典 Edwards、美国 mks 等，国内 核心企业包括正帆科技子公司鸿舸半导体、至纯科技子公司至纯集成、富创精密、未上市 的匠微半导体、兄弟微电子等。

3．重点个股：各类零部件均涌现核心标的

3.1 江丰电子：第二成长曲线零部件业务快速成长

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