近期存储巨头美光科技表示，AI驱动的存储芯片短缺“史无前例”，过去一季度短缺情况加剧，缺货潮将持续到今年之后。

当前AI基建对高端半导体需求激增，存储芯片紧缺将持续推动半导体设备的强劲需求。

据报道，台积电将在中国台湾岛内建设4座先进封装设施。三星将从今年3月起在其美国泰勒一号工厂测试EUV光K机，随后陆续引进刻蚀、沉积等设备，计划今年下半年投产，先进制程扩产继续提速。

半导体设备升级依赖精密零部件技术突破，作为设备基石支撑行业发展，零部件是制造环节中“卡脖子”高壁垒环节，直接影响设备交付与产值且产业辐射力强。

随着全球AI浪潮算力芯片紧缺，晶圆厂先进制程产能加速扩产，在高资本开支支撑下，有望推动半导体设备及零部件国产替代进一步提速。

本文重点对半导体设备关键零部件环节产业链和竞争格局进行解析。

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半导体设备零部件行业概览

半导体零部件是用于半导体设备制造中的各种精密机械、电子、光学等元件和部件，具有工艺精密和批量小等特点，涵盖多个细分的领域。

行业通常按照结构构成或功能用途对半导体设备零部件进行分类。

按功能分为六类：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。

其中占比较大的包括：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10%-20%、机电一体类约占到10%-25%、气体/液体/真空系统类占10%-30%。

资料来源：行行查

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半导体设备零部件产业链

上游：以铝合金等金属材料及石英、陶瓷等非金属材料为主，为零部件制造提供基础原料支撑。

中游：半导体设备零部件按功能可以划分为多种类别，不同零部件的技术难度和国产化率存在显著差异。金属加工件等相对技术难度较低的领域，国产化率较高；射频电源、高精度真空阀、EUV光K机光学系统等高端零部件，对精度、稳定性、可靠性等要求极高，技术壁垒与供应链风险并存，国产替代空间广阔。

下游：覆盖各类半导体设备制造商、晶圆制造厂以及终端应用，形成了“零部件 - 设备 - 晶圆制造 - 终端应用”的完整链条，

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）。

根据Gartner数据，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：

半导体设备精密零部件竞争格局

半导体精密零部件种类繁多，整体市场较为分散，但细分领域垄断特征显著。

全球半导体设备市场长期由国际厂商主导。美国、日本及中国台湾地区在半导体产业起步较早，技术积累深厚，拥有众多优秀的半导体零部件企业，成为全球半导体设备配套精密零部件的主要供应地。

中国大陆零部件厂商多聚焦于特定工艺或单品突破，其中机械类（如金属腔体、结构件）及气体/液体/真空系统类（如真空泵、阀门）零部件的国产化率相对较高，高端射频电源、高精度光学元件等品类国产替代空间广阔。

由于半导体零部件对精度和品质要求极为严苛，单一品类通常仅由少数几家供应商提供产品。这种特性导致全行业集中度虽仅为50%左右，但细分品类的市场集中度普遍高达80%-90%，垄断效应突出。

据VLSI Research数据，近十年全球前十大关键子系统供应商的市占率始终稳定在约50%。

全球半导体零部件领军供应商前十中，包括蔡司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)。

机械类零部件

机械类部件是半导体设备的核心基础组件，主要功能是构建设备整体框架基础结构、形成稳定的晶圆反应腔体环境，以及确保工艺良率稳定性并延长设备使用寿命。国内厂商在机械类零部件领域已实现技术突破，国产化率显著高于其他高端品类。富创精密、江丰电子、靖江先锋、托伦斯精密、先锋精科等主要产品技术已实现突破和国产替代。

金属腔体与工艺组件：富创精密是国内少数进入国际半导体设备厂商供应链的内资企业，直接参与全球竞争，进入国际厂商供应链；华亚智能产品应用于晶圆刻蚀控制和晶圆检测等设备；菲利华的石英腔体是光K机光源系统的核心部件；靖江先锋、托伦斯精密等企业也在特定机械类零部件（如腔体、法兰、连接件等）领域实现技术突破，形成差异化竞争优势。

结构件：神工股份包含结但不限于结构件，其硅零部件业务聚焦国内市场，主要供给国内的刻蚀机原厂及各大主要的存储和逻辑类Fab厂。晶盛机电建立高纯石英坩埚、半导体阀门、管件等辅材耗材体系；江丰电子作为国内高纯溅射靶材龙头，近年加速向半导体零部件领域延伸，已建成宁波余姚、上海奉贤、沈阳沈北三大生产基地，构建起覆盖全工艺流程的垂直生产体系。

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，这类零部件部分产品融合了机械结构与电气、控制等功能，其价值量占比在10% - 25%。

腔体模组&阀体模组：腔体模组集成反应腔体、传输腔体等，为晶圆提供稳定的反应环境。阀体模组控制气体或液体的流量、压力，应用于刻蚀、清洗等设备。例如，富创精密能够提供可实现部分半导体设备核心功能的模组产品。

按流程分类的半导体零部件子系统及其典型产品：

双工机台：仅用于光K设备，实现晶圆在曝光过程中的快速交换，提升设备利用率。代表厂商中，华卓精科的双工件台及其衍生产品（如超精密运动平台、晶圆传输系统）为光K机等半导体设备提供了高精度的运动控制解决方案，是光刻机实现高精度曝光等关键工艺的重要支撑。

浸液系统：仅用于光K设备，通过浸没式光刻技术提升分辨率，需精密控制液体循环与温度。在浸液系统这一核心组件领域，例如，启尔机电在浸液系统方面取得了重要技术突破，具备较强的自主研发和生产能力。

加热带与温控系统：控制晶圆或反应腔体的温度，确保工艺稳定性（如薄膜沉积、刻蚀等环节）。京仪自动化能够提供高精度温度控制解决方案，应用于薄膜沉积、刻蚀等设备，确保工艺稳定性。

气体/液体/真空系统类

气体/液体/真空系统类零部件是半导体设备中传输、控制特种气体/液体并维持真空环境的核心组件，主要应用于薄膜沉积设备、刻蚀设备和离子注入设备等干法设备。

气体输送系统：将特种气体（如蚀刻气体、沉积气体）精准输送至反应腔体，需满足高洁净度、抗腐蚀性要求。核心组件包括气柜模组、阀门和气体喷淋头等，技术壁垒较高。

气柜模组：国际厂商美国超科林、瑞典Edwards、美国MKS主导高端市场。国内正帆科技（子公司鸿舸半导体）在气柜模组领域具有较强的竞争力，产品应用于刻蚀、薄膜沉积设备；至纯科技（子公司至纯集成）布局气柜模组及高纯工艺系统；富创精密提供气柜模组及真空腔体组件，其产品通过泛林半导体的认证。

阀门领域：国际厂商瑞士VAT全球市占率第一、美国派克、日本富士金占据主导地位。国内厂商新莱应材在半导体级球阀领域取得突破，国产替代率约15%，产品应用于中微公司刻蚀机；北京中科艾尔在真空阀及流体控制阀的研发和生产上具有技术优势，四川九天真空专注于真空阀及流体控制阀的制造。

各类常见的半导体设备用阀门介绍：

资料来源： VAT官网、行行查

气体喷淋头领域：国际厂商日本京瓷、美国CoorsTek提供的高性能陶瓷喷淋头在加工精度、材料均匀性等方面表现出色。国内厂商富创精密、华卓精科布局陶瓷件加工，目前高端市场国产替空间依然十分广阔。

液体输送系统

液体流量控制器：国际厂商Horiba、MKS垄断高端市场，国产化率不足10%。北方华创（旗下七星流量计）处于国产替代初期，产品应用于清洗、涂胶显影设备。

泵领域：国际厂商英国Edwards、日本Ebara、德国普旭占据主要市场份额。沈阳科仪是国内干式真空泵代表企业其产品在抽气速率、可靠性等方面逐步接近国外同类产品，引领国产替代。汉钟精机针对半导体需求开发了三大核心真空泵系列。

流体管理系统零部件及其介绍：

仪器仪表类零部件

仪器仪表类零部件在半导体设备中用于监测和控制设备中的各种参数，如温度、压力、流量、真空度等，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，国产化替代空间广阔。

部分企业通过收购国际相关企业布局半导体仪器仪表领域，以进入国际半导体设备供应链，例如万业企业通过收购全球领先气体输送系统供应商Compart System，布局高纯气体高精度零部件供应。相关布局厂商还包括北方华创旗下的七星流量计等。

光学系统类零部件

光学类零部件在光学设备中起到控制和传输光源的作用，对光学性能要求高，主要包括光学元件、光栅、激光源、物镜等，技术突破难度较高。

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，光学材料是关键原材料，对光学性能要求极高，主要应用于光K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、福晶科技和福光等。

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射频电源以及各种泵等，占比在10%及以上。

射频电源：是可以产生固定频率正弦波、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，以刻蚀设备为例，射频电源产生的等离子体中的活性粒子与晶圆表面材料发生化学反应或物理轰击，从而实现精确的刻蚀，此外还用于沉积设备等，为半导体制造的关键工艺提供稳定的能量来源。例如英杰电气产品覆盖13.56MHz - 60MHz频段，匹配中微公司CCP刻蚀机需求；恒运昌聚焦半导体专用电源研发。此外，国内还有华丞电子、吉兆源和神州半导体等在该领域布局。

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，静电吸盘通过静电吸附力固定晶圆，具有减少晶圆损伤、提高加工精度等优点。目前美日厂商在陶瓷件静电吸盘市场占据主导地位，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。

全球AI浪潮爆发背景下，先进制程高速发展叠加晶圆厂扩产，有望进一步带动设备采购及国产零部件需求增长。