真空鍍膜設(shè)備應(yīng)用極其廣泛，涵蓋半導(dǎo)體、顯示面板、光伏、光學(xué)、鋰電等諸多領(lǐng)域。根據(jù)反應(yīng)原理不同，真空鍍膜設(shè)備大致可分為PVD（物理氣相沉積）、CVD（化學(xué)氣相沉積）、ALD（原子層沉積）。雖然，真空鍍膜設(shè)備在不同應(yīng)用場景下呈現(xiàn)高度定制性，但總體而言，大致可分為真空形成系統(tǒng)、發(fā)射源與沉積系統(tǒng)、沉積環(huán)境控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)以及傳動系統(tǒng)五大部分，本文主要介紹真空形成系統(tǒng)、發(fā)射源與沉積系統(tǒng)兩部分。

一、真空形成系統(tǒng)

真空形成系統(tǒng)是真空鍍膜設(shè)備中體積最大的組件，價值量占比在30~60%之間。其主要由真空腔體、真空泵（旋片泵、羅茨泵、分子泵等）、真空閥門（分子泵高閥、粗抽閥、門閥等）等組成。

1、真空腔體

真空腔體是指保證設(shè)備內(nèi)部為真空狀態(tài)的容器，由多個零部件構(gòu)成，包括法蘭、管件、密封件、緊固件、柔性真空軟管、彈性連接件、玻璃視窗等（部分真空腔體供應(yīng)商還會提供螺紋潤滑劑、密封膠等）。根據(jù)定制化不同，真空腔體可分為標(biāo)準(zhǔn)腔和定制腔。根據(jù)材質(zhì)不同，真空腔體可分為不銹鋼、鋁合金、鈦合金等。根據(jù)真空環(huán)境不同，真空腔體可分為低真空、中真空、高真空、超高真空等。

真空腔體的制造壁壘體現(xiàn)在對材料的選型和表面處理工藝。具體而言，包括：1）最小化腔體內(nèi)表面積；2）腔體和管道使用放氣率低的材料；3）確保腔體內(nèi)部沒有死空間（例如螺紋盲孔），并盡量避免狹縫、毛細(xì)管等結(jié)構(gòu)；4）腔體內(nèi)部進(jìn)行合適的表面處理（如拋光、脫脂等）；5）嚴(yán)格的泄漏檢測。

國內(nèi)真空腔體零部件市場規(guī)模超過百億元。2022年，全球薄膜沉積設(shè)備市場空間為220億美元，中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額占全球比例為26%，且半導(dǎo)體真空腔體價值量占比在20%，可推知中國半導(dǎo)體真空腔體市場規(guī)模約為90億元。疊加光伏、光學(xué)等應(yīng)用場景的需求，國內(nèi)真空腔體零部件市場規(guī)模將超過百億人民幣。國產(chǎn)廠商已可滿足本土設(shè)備企業(yè)要求，目前真空腔體以國產(chǎn)供應(yīng)為主。

2、真空泵

真空泵是利用機械、物理或化學(xué)方法，產(chǎn)生真空環(huán)境的裝置。從分類看，真空泵從高/超真空到粗/低真空，大致可分為：（1）高/超真空，包括低溫泵、分子泵、濺射離子泵、鈦升華泵、擴散泵；（2）中真空，包括雙級旋片泵、渦旋泵、螺桿泵、羅茨泵、油增壓泵、水蒸氣噴射泵；（3）粗/低真空，單級旋片泵、滑閥泵、液環(huán)泵、往復(fù)式真空泵。高真空環(huán)境往往需要多種真空泵配合使用。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，應(yīng)用最多的是干泵，包括多級羅茨泵、渦旋式和螺桿式等。要達(dá)到更高的超高真空（1.3×10-10~1.3×10-6Pa）需要疊加渦輪泵、分子泵等。

國內(nèi)真空泵市場空間廣闊，其中半導(dǎo)體和光伏市場需求分別可達(dá)60-70億以及50-60億。2022年，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模為1,076億美元，真空泵占Fab廠總投資額的3.5%，可推知全球半導(dǎo)體真空泵市場規(guī)模約為38億美元。中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備銷售額占全球銷售額26%，可推知中國半導(dǎo)體真空泵設(shè)備市場規(guī)模約60-70億人民幣。此外根據(jù)中科儀招股說明書，光伏晶體生長和硅片生產(chǎn)每GW需要約200臺干式真空泵，單價約7萬元，存量真空泵每年更換 20%。可推之光伏行業(yè)對真空泵需求在50-60億人民幣。

目前國內(nèi)光伏真空泵已實現(xiàn)國產(chǎn)化，漢鐘精機市占率超70%（拉晶環(huán)節(jié)市占率較高，電池片環(huán)節(jié)仍有一定提升空間）。而半導(dǎo)體真空泵由海外廠商主導(dǎo)，國內(nèi)廠商市場份額不足5%。

3、真空閥門

真空閥門是起到啟閉、調(diào)節(jié)、節(jié)流等作用的核心零件。真空閥門可分為GP、HP（High Purity，高純系統(tǒng)）和UHP（Ultra High Pure Industry，超高純工業(yè)系統(tǒng)），其中GP應(yīng)用于普通工業(yè)氣體系統(tǒng)；HP應(yīng)用于光伏、面板等泛半導(dǎo)體領(lǐng)域（部分半導(dǎo)體廠務(wù)端也會使用）；UHP主要應(yīng)用于半導(dǎo)體領(lǐng)域（涵蓋CVD、PVD、刻蝕、離子注入、光刻、RTP、CMP等多工藝流程）。真空閥門在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，高潔凈原材料供應(yīng)、閥門規(guī)?；a(chǎn)一致性等方面均存在壁壘。伴隨密封性、潔凈度和穩(wěn)定可靠性要求的提高，真空閥門制造難度指數(shù)上升。

國內(nèi)真空閥門總需求約在80億人民幣。根據(jù)QYR Research 統(tǒng)計，2022年，全球半導(dǎo)體閥門和管接頭市場規(guī)模約 33.4 億美元。根據(jù)新萊應(yīng)材公告，半導(dǎo)體管材和閥門價值量比例約1:1，因此粗略得出，全球半導(dǎo)體閥門市場規(guī)模約16.7億美元，中國半導(dǎo)體閥門市場約在4.5億美元，約合人民幣32.6億元，結(jié)合泛半導(dǎo)體領(lǐng)域真空閥門價值量和半導(dǎo)體比例約為3:2，推知真空閥門總需求約在80億人民幣。

目前，國內(nèi)高端真空閥門市場仍然以進(jìn)口產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。2021 年，VAT約占全球市場份額的 75%。除了VAT以外，MKS（美國）、VTEX（日本）、CKD（日本）、SMC（日本）、Ulvac（日本）等廠商也占據(jù)一定的市場份額，部分國產(chǎn)廠商也已達(dá)到小批量出貨階段，未來有望實現(xiàn)進(jìn)口替代。

二、發(fā)射源和沉積系統(tǒng)

發(fā)射源和沉積系統(tǒng)，指在反應(yīng)腔體內(nèi)，通過物理或化學(xué)反應(yīng)，將膜材沉積到基材上的系統(tǒng)。發(fā)射源是真空鍍膜設(shè)備中差距最大的部分，集中體現(xiàn)了不同反應(yīng)原理的真空鍍膜設(shè)備在構(gòu)造上的區(qū)別。根據(jù)反應(yīng)原理不同，發(fā)射源可分為蒸發(fā)源、濺射源、離子源、前驅(qū)體源等。

1、蒸發(fā)源

蒸發(fā)源多用于蒸鍍設(shè)備，不僅起到提供熱量的作用，也具有支撐待蒸發(fā)材料的功能，一般由加熱部件、坩堝（或蒸發(fā)舟、燈絲等）、水冷、測溫?zé)崤己蛽醢宓冉M成。蒸發(fā)源的核心零部件為電子槍，其為進(jìn)口卡脖子的核心零部件之一。以發(fā)射電子束的電子槍為例，此類電子槍主要由日本光馳、德國萊寶、美國那諾-馬斯特等國外廠商壟斷。

國內(nèi)蒸發(fā)源市場規(guī)模不到10億。當(dāng)前OLED蒸發(fā)源市場空間大概為 2.6億美元，主要由日本愛發(fā)科、韓國YAS、韓國SNU占據(jù)。中國OLED蒸發(fā)源市場基本由奧來德占據(jù)，2022年其蒸發(fā)源設(shè)備營收2.45億。此外光伏鈣鈦礦、復(fù)合集流體市場尚未起量，市場空間較小。

2、濺射源

濺射鍍膜的核心部件為濺射源，其作用是轟擊靶材，使靶材原子飛濺出去而沉積到基材上。常見的濺射源有直流電源、直流脈沖電源、中頻電源、射頻電源和高能脈沖電源，其中射頻電源主要用于不導(dǎo)電的靶材濺射，雖然沉積速率較慢，但膜層致密，是較常使用的濺射源。

射頻電源技術(shù)壁壘高，包括需具備極佳的控制能力，保證輸出的穩(wěn)定性和精確性，具體包括大功率下對應(yīng)功率放大器的研發(fā)、應(yīng)用阻抗壓縮技術(shù)的寬頻段研發(fā)、阻抗匹配算法的研發(fā)，以及去除過充的相位控制技術(shù)等。

國內(nèi)射頻電源市場空間約為60億元。射頻電源多用在薄膜沉積和刻蝕設(shè)備中。據(jù)SEMI統(tǒng)計，2022年，全球刻蝕設(shè)備市場空間為184億美元，全球薄膜沉積設(shè)備市場空間為220億美元，射頻電源價值量約占等離子體加工設(shè)備的12%，可推算得出，對應(yīng)射頻電源市場規(guī)模約為26億美元，考慮離子注入和清洗等環(huán)節(jié)，全球總空間約為30億美元，預(yù)計2028年，全球射頻電源市場規(guī)模將達(dá)到50億美元。SEMI統(tǒng)計，2021年半導(dǎo)體設(shè)備國內(nèi)銷售額約占全球28.9%，因此國內(nèi)射頻電源市場空間約為60億元。

國內(nèi)射頻電源市場長期被美商壟斷，主要企業(yè)為美國MKS Instrument（萬機儀器）和Advanced Energy（先進(jìn)能源工業(yè)）。2021年，MKS Instrument半導(dǎo)體業(yè)務(wù)（包含其他產(chǎn)品）的營業(yè)收入為18.29億美元，Advanced Energy半導(dǎo)體業(yè)務(wù)（主要為射頻電源）的營業(yè)收入為7.1億美元。而國產(chǎn)廠商也正處于發(fā)力階段，英杰電氣和恒運昌的部分產(chǎn)品已取得一定客戶驗證。

3、離子源

離子源是使中性原子或分子電離，并從中引出離子束流的裝置。離子源類型極多，作用在于改善膜與基體的結(jié)合強度，并改善膜本身的硬度與耐磨耐蝕特性。

離子源應(yīng)用廣泛，是真空鍍膜、離子注入、質(zhì)譜儀、電磁同位素分離器、清洗裝置等設(shè)備不可缺少的設(shè)備。霍爾離子源是應(yīng)用最廣泛的離子源；無柵離子源適用離子束輔助沉積及清洗；柵網(wǎng)型離子源可更好的控制束型及離子能量；射頻寬束離子源適用沉積一些特殊的高性能光學(xué)薄膜(附著力、折射率、硬度、低吸收和低漂移等)。

真空鍍膜應(yīng)用中，離子源主要用于光學(xué)鍍膜場景。從市場空間來看，國內(nèi)光學(xué)鍍膜用離子源市場空間在12-16億。而高端離子源零部件多由日本光馳、德國萊寶、韓國韓一等設(shè)備廠商占據(jù)，是困擾國產(chǎn)企業(yè)“卡脖子”又一難題。

4、前驅(qū)體源

前驅(qū)體源即是可形成前驅(qū)體的源物質(zhì)，是用于化學(xué)氣相沉積（CVD）和原子層沉積（ALD）薄膜材料所需的特種電子化學(xué)品。前驅(qū)體按照材質(zhì)分為硅基介電層和金屬基，按照應(yīng)用分為High K高介電常數(shù)和Low K低介電常數(shù)。前驅(qū)體也可用于半導(dǎo)體外延生長、蝕刻、離子注入摻雜以及清洗等，其準(zhǔn)入門檻高、研發(fā)投入大、制備工藝難、純度要求高、驗證周期長，是半導(dǎo)體制造的核心材料之一。

半導(dǎo)體是前驅(qū)體及前驅(qū)體源最重要應(yīng)用市場，市場規(guī)模近50億。根據(jù)QYR的統(tǒng)計及預(yù)測，2022年全球CVD和ALD前驅(qū)體市場銷售額達(dá)到了16億美元，預(yù)計2029年將達(dá)到26億美元。2021年中國半導(dǎo)體前驅(qū)體市場規(guī)模達(dá)到43億人民幣，預(yù)計2028年將達(dá)到83.36億，年復(fù)合增長率預(yù)計為10%。

國外企業(yè)深耕已久，前驅(qū)體及前驅(qū)體源生產(chǎn)商基本為海外企業(yè)。前驅(qū)體主要供應(yīng)商有德國Merck、法國液空、美國Entegris、日本Adeka，韓國Soul-Brain、DNF、Hansol Chemical等。國內(nèi)在前驅(qū)體產(chǎn)品開發(fā)方面取得了初步進(jìn)展。雅克科技通過收購韓國UP Chemical進(jìn)入前驅(qū)體業(yè)務(wù)領(lǐng)域。雖然國內(nèi)部分供應(yīng)商已具備一定供應(yīng)能力，但仍然有較大的提升空間。

總結(jié)：

1、真空鍍膜應(yīng)用廣泛，市場空間廣闊，設(shè)備市場規(guī)?？蛇_(dá)千億，核心零部件總市場規(guī)?？蛇_(dá)百億。然而，真空鍍膜設(shè)備核心零部件種類繁多，下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，體現(xiàn)出市場細(xì)分程度較高的特點。

2、我國真空鍍膜設(shè)備核心零部件制造商，在部分應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)初步具備與國際廠商競爭的能力，但是國內(nèi)整體技術(shù)水平仍與國外先進(jìn)水平存在差距。部分核心部件如射頻電源、真空閥門、電子槍、離子源、前驅(qū)體源等仍然主要依賴進(jìn)口，值得重點關(guān)注。