2025年半导体设备金属零部件行业未来发展趋势
思瀚产业研究院 托伦斯    2025-12-24

（1）半导体设备零部件行业概述

半导体设备零部件行业是半导体产业链的重要支撑环节。半导体设备零部件是指在材料、结构、工艺、品质、精度、可靠性及稳定性等性能方面达到半导体设备及技术要求的零部件。半导体设备由成千上万的零部件组成，其可靠性、稳定性乃至迭代升级，很大程度上依赖于精密零部件的质量、性能与技术突破。因此，半导体零部件是决定整个半导体产业高质量发展的关键领域。

半导体设备零部件行业处于半导体产业链的中上游。上游涉及石墨、硅、铝等原材料开采及加工，下游直接客户为光刻设备、刻蚀设备等各类半导体设备生产商。

半导体行业遵循“一代技术、一代工艺、一代设备”的产业规律，而半导体设备作为半导体制造环节的设备供应商，对于延续“摩尔定律”至关重要。半导体设备零部件作为半导体设备的关键构成，不仅是产业链中技术难度大、含量高的环节之一，也是国内半导体设备企业面临的“卡脖子”环节之一，支撑着半导体设备行业，进而支撑半导体芯片制造和整个现代电子信息产业。

从价值量占比来看，设备零部件在设备总支出中占比很高，例如在刻蚀机台、薄膜沉积机台中，其成本结构中的直接原材料占比，即零部件成本占比超过 85%，结合半导体设备的毛利率来看，设备零部件通常占半导体设备价值量的 50%。半导体零部件产业具有高技术密集、学科交叉融合、市场规模小而分散、但在价值链中举足轻重等特点。

由于用于精密的半导体制造，半导体零部件具备精度高、批量小、多品种、尺寸特殊、工艺复杂、要求严苛等特征，生产常需兼顾强度、应变、抗腐蚀、电子特性、电磁特性、材料纯度等复合功能要求，技术门槛极高。同时，其研发设计、制造与应用涉及材料、机械、物理、电子、精密仪器等多学科交叉，对复合型人才的需求显著。

（2）半导体设备零部件分类

半导体设备零部件种类繁杂，依据功能、材料及工艺要求可主要划分为七大类产品，各类零部件在设备中承担不同功能并具备独特技术特征。

对于机械类零部件而言，不同材质的细分品类技术难点各异， 具体如下：

金属件 金属件能承受较大的机械应力和负载，但难点集中在加工精度、分析检测、焊接及表面处理，需要满足零部件物理结构及洁净度的极高要求

硅/碳化硅件 原物料，加工工艺和精度均存在难点，需克服原材料脆性特点并实现高精度和复杂的制造

石英件 纯度，加工精度存在难点，同时杂质含量、原材料匹配性、表面颗粒质量、应力质量、加工精度都是关键因素

陶瓷件 对陶瓷原材料纯度要求高，需克服原材料脆性特点并实现高精度和复杂的制造

当前，半导体产业国产自主可控趋势正逐步向产业链上游延伸，而半导体设备本土供应链的构建与半导体设备零部件的国产化突破高度相关。从应用领域看，半导体设备金属零部件广泛用于薄膜沉积、刻蚀等各类设备。由于每类设备需多种零部件配合，其类型丰富，覆盖从简单支撑结构件到复杂工艺件的众多规格。

该行业技术密集度极高：一方面，产品性能要求严苛，需满足微米乃至更高要求的加工精度，并满足耐腐蚀性、密封性等多项指标，其产品质量与设备良率具有较强关联，例如位于刻蚀设备腔室内的精密金属零部件精度直接影响芯片性能与良率，薄膜沉积设备的腔体及相关零部件对沉积工艺的成膜均匀性、一致性具备较大影响；另一方面，金属零部件开发涉及材料科学、机械制造等多学科交叉，需综合把握材料特性、加工工艺与表面处理等全环节技术。

就细分产品而言，半导体设备金属零部件市场呈现差异化发展态势，在结构零部件领域，国产替代已较为成熟；关键工艺零部件如腔体、内衬等也已具备较高的国产化水平。然而，在冷盘、多管式加热反射罩、静电卡盘基体、气体分布盘等结构复杂、工艺要求极高的核心部件方面，国内供应链仍处于持续突破阶段，不断向更高技术水平迈进。

半导体设备精密金属零部件也是薄膜沉积、刻蚀等关键设备的核心组成部分之一，其制造涉及精密材料、特殊工艺与长期验证，进入门槛较高。当前，随着国内零部件厂商技术积累不断深化，叠加半导体设备厂商积极推进供应链自主化，这类高难度核心部件的国产化进程正迎来全面加速。

（3）半导体设备金属零部件市场竞争格局

金属半导体设备零部件领域，国际上大型企业凭借其长期积累的技术优势、品牌优势以及完善的客户服务体系成为了国际性半导体设备厂商的供应商，又基于国际性半导体设备厂商的较大市场份额使得其在全球市场中也占据了较大份额。这些企业在高精密制造技术、特殊表面处理工艺以及材料研发等方面处于领先水平，能够为全球顶尖的半导体设备制造商提供高质量、高性能的金属零部件产品，在高端市场形成了较高的竞争壁垒。

国际竞争格局方面，全球市场由美、日企业主导，头部企业包括日本 Ferrotec、美国超科林及中国台湾京鼎精密，该等国际巨头凭借技术积累和先发优势，在高端金属零部件市场形成了较高壁垒，通过其长期与国际设备厂商构建的供应链体系，使得其市占率处于较高水平。

国内市场竞争呈现“梯队分化、加速替代”的格局，当前国内半导体设备金属零部件市场主要参与者包括：

第一梯队：以富创精密、先锋精科、托伦斯为代表，具备较为全面的工艺能力和规模化量产实力。该等厂商覆盖半导体工艺零部件和结构零部件，且已进入中微公司、北方华创等头部半导体设备商供应链，建立了长期合作，并且聚焦金属零部件产品，在机械加工、表面处理及焊接工艺领域技术优势突出。

第二梯队：部分具备半导体设备零部件业务的上市公司，聚焦于个别细分产品领域，在特定金属零部件产品线上实现突破，产品已通过国内主流半导体设备厂、晶圆厂验证。

第三梯队：众多中小型机加工企业，主要从事结构零部件代工，工艺水平较为单一，技术水平相对有限。

（4）半导体设备金属零部件市场规模情况

半导体设备金属零部件市场规模与半导体设备市场规模相关，根据国内半导体设备上市公司披露，半导体设备直接原材料成本占据半导体设备营业成本的 90%，结合设备公司毛利率情况测算，半导体设备零部件市场规模约为半导体设备市场规模的 50%。

参考同行业公司及市场研究报告，半导体设备机械类零部件价值约占半导体零部件价值量的 25%，而半导体设备机械类零部件可进一步细分主要包括金属件、石英件、陶瓷件等，参考富创精密招股说明书、先锋精科招股说明书以及市场研究报告的计算方式，金属零部件价值量占比约为 50%。

根据 SEMI数据，2025 年1-9 月，中国境内实现半导体设备销售规模约 362亿美元，销售规模仍居全球市场首位。同时，根据 SEMI 报告预测，2026 至 2028 年间国内在300mm 晶圆厂设备领域的投资将高达 940 亿美元，位居全球首位。这一大规模投资将直接带动半导体设备及其零部件的强劲需求，为国产金属零部件企业开辟广阔的市场空间。

对于国内半导体设备零部件企业而言，其未来市场规模增长将与中国半导体设备企业的营收情况相关，参考 2024 年中国境内半导体设备市场规模 496 亿美元测算，若国产化率每提升 10 个百分点，将释放 49.6 亿美元国产设备采购需求，将直接体现为半导体设备厂商的收入增量，进而为本土半导体设备零部件企业带来 24.8 亿美元的收入增量空间，其中本土金属零部件厂商收入增量有望超 3.1 亿美元，将主要体现在头部金属零部件厂商收入增长之中。

2、行业未来发展趋势

（1）半导体工艺和芯片结构日趋复杂，对复杂结构的金属零部件的技术要求显著提升

随着半导体行业持续突破物理极限，新型晶体管架构迭代、三维存储技术升级与先进封装方案落地，推动芯片从传统平面二维布局向高集成、立体化、异构化方向深度演进，这一变革对半导体设备配套金属零部件的设计精度、材料性能与工艺适配性提出了全方位且更严苛的要求。

无论是逻辑芯片从FinFET到GAA的架构跨越，3D NAND闪存向千层级堆叠迈进，还是 DRAM 领域 HBM 技术的垂直互连集成，都要求金属零部件在核心性能上实现突破。在工艺环境保障方面，金属腔体需维持稳定的高真空环境、具备抗等离子体轰击能力，且要达到极低氦测漏率，同时匀气类部件需实现反应气体的均匀分布，既保障逻辑芯片鳍状沟道或纳米线栅极的成型精度，也确保 3D NAND 各层存储介质的刻蚀与沉积效果一致；

在温控与结构整合层面，冷盘、加热器等产品不仅要通过精准温控控制晶圆表面温差，还需借助多层钎焊工艺实现复杂水路与气路的有效隔离，同时满足高洁净度标准，防止杂质影响存储单元。同时，伴随先进制程带来的工艺程序增加，金属零部件也需适应更高温度、强等离子体等极端工况，对零部件的性能、生产工艺能力提出了更高要求。

（2）制程节点演进、芯片和工艺复杂度的提升将带动薄膜沉积和刻蚀等半导体设备用量大幅增加，配套金属零部件用量及价值量也有望持续提升

半导体制程技术向更先进节点迈进使得芯片制造对薄膜沉积和刻蚀等关键工艺设备的需求呈爆发式增长。在先进逻辑芯片制造中，FinFET 结构的引入使刻蚀步骤较传统平面晶体管增加数倍；而 3D NAND 闪存由于垂直堆叠层数的不断增加，薄膜沉积工艺的复杂度和层数也呈指数级上升；在 DRAM 领域，尤其是面向算力场景的高带宽内存技术普及，进一步放大了对核心工艺设备高精度深孔刻蚀设备的需求，同时孔壁绝缘层与金属导电层的沉积又依赖薄膜沉积设备的多次作业，进而带动刻蚀机、薄膜沉积设备的采购量显著增加。

作为前述半导体设备的核心组成部分，金属零部件承担着支撑、密封、传导等关键功能，其需求量与设备需求呈正相关。同时，随着设备复杂度提升，对金属零部件的性能要求也相应增加，使得高性能零部件的需求也有所增加，带动金属零部件价值量的提升。此外，先进制程对金属零部件的纯净度、尺寸精度和表面质量提出了更高要求，进一步推动高性能金属零部件的市场需求增长，促使其价值量有望持续提升。

（3）伴随国内半导体市场的快速发展以及国产替代的整体趋势，国产金属零部件市场份额有望保持增长的发展态势

近年来，国内半导体产业在国家政策支持和庞大市场需求的双重驱动下，进入高速发展期，已成为全球半导体产业重要增长极。随着国内半导体产业链不断完善，晶圆厂扩产计划持续推进，国产金属零部件迎来广阔发展空间。

在国家产业政策引导和资金扶持下，国内企业加大研发投入，技术水平逐步提升，在部分领域已实现从无到有的突破，并进入国产半导体设备厂商供应链体系。尽管目前国产金属零部件在高端产品领域仍与国际领先水平存在差距，但已具备较强竞争力，国产化率稳步提升。随着国内企业在先进技术领域研发能力增强、生产工艺成熟，未来国产金属零部件将在更多领域实现突破，市场份额有望持续扩大。

（4）半导体设备零部件将呈现头部厂商趋势，头部企业具备先发优势，未来有望持续受益

在半导体设备零部件行业的竞争格局中，头部企业凭借先发优势在市场中占据有利地位。随着半导体先进技术的快速发展，对金属零部件的技术要求不断提高，头部企业凭借深厚的技术研发能力和丰富的生产经验，在应对先进制程工艺挑战中更具优势。这些企业能够快速响应市场需求，通过持续的研发投入推出满足市场需求的新产品，巩固技术领先地位。同时，头部企业凭借规模效应降低生产成本，提高产品性价比，并依托良好的品牌声誉和稳定的客户资源，优先获取市场订单，进一步扩大市场份额。

随着行业技术升级和对零部件性能要求的提高，资源将有望向头部零部件企业集中，市场集中度有望进一步提升，而头部企业在技术创新、市场拓展和产业链整合等方面的优势将更加突出，未来将持续受益于行业发展红利。