真空镀膜设备应用极其广泛，涵盖半导体、显示面板、光伏、光学、锂电等诸多领域。根据反应原理不同，真空镀膜设备大致可分为PVD（物理气相沉积）、CVD（化学气相沉积）、ALD（原子层沉积）。虽然，真空镀膜设备在不同应用场景下呈现高度定制性，但总体而言，大致可分为真空形成系统、发射源与沉积系统、沉积环境控制系统、监控系统以及传动系统五大部分，本文主要介绍真空形成系统、发射源与沉积系统两部分。

一、真空形成系统

真空形成系统是真空镀膜设备中体积最大的组件，价值量占比在30~60%之间。其主要由真空腔体、真空泵（旋片泵、罗茨泵、分子泵等）、真空阀门（分子泵高阀、粗抽阀、门阀等）等组成。

1、真空腔体

真空腔体是指保证设备内部为真空状态的容器，由多个零部件构成，包括法兰、管件、密封件、紧固件、柔性真空软管、弹性连接件、玻璃视窗等（部分真空腔体供应商还会提供螺纹润滑剂、密封胶等）。根据定制化不同，真空腔体可分为标准腔和定制腔。根据材质不同，真空腔体可分为不锈钢、铝合金、钛合金等。根据真空环境不同，真空腔体可分为低真空、中真空、高真空、超高真空等。

真空腔体的制造壁垒体现在对材料的选型和表面处理工艺。具体而言，包括：1）最小化腔体内表面积；2）腔体和管道使用放气率低的材料；3）确保腔体内部没有死空间（例如螺纹盲孔），并尽量避免狭缝、毛细管等结构；4）腔体内部进行合适的表面处理（如抛光、脱脂等）；5）严格的泄漏检测。

国内真空腔体零部件市场规模超过百亿元。2022年，全球薄膜沉积设备市场空间为220亿美元，中国半导体设备销售额占全球比例为26%，且半导体真空腔体价值量占比在20%，可推知中国半导体真空腔体市场规模约为90亿元。叠加光伏、光学等应用场景的需求，国内真空腔体零部件市场规模将超过百亿人民币。国产厂商已可满足本土设备企业要求，目前真空腔体以国产供应为主。

2、真空泵

真空泵是利用机械、物理或化学方法，产生真空环境的装置。从分类看，真空泵从高/超真空到粗/低真空，大致可分为：（1）高/超真空，包括低温泵、分子泵、溅射离子泵、钛升华泵、扩散泵；（2）中真空，包括双级旋片泵、涡旋泵、螺杆泵、罗茨泵、油增压泵、水蒸气喷射泵；（3）粗/低真空，单级旋片泵、滑阀泵、液环泵、往复式真空泵。高真空环境往往需要多种真空泵配合使用。在半导体领域，应用最多的是干泵，包括多级罗茨泵、涡旋式和螺杆式等。要达到更高的超高真空（1.3×10-10~1.3×10-6Pa）需要叠加涡轮泵、分子泵等。

国内真空泵市场空间广阔，其中半导体和光伏市场需求分别可达60-70亿以及50-60亿。2022年，全球半导体设备市场规模为1,076亿美元，真空泵占Fab厂总投资额的3.5%，可推知全球半导体真空泵市场规模约为38亿美元。中国大陆半导体设备销售额占全球销售额26%，可推知中国半导体真空泵设备市场规模约60-70亿人民币。此外根据中科仪招股说明书，光伏晶体生长和硅片生产每GW需要约200台干式真空泵，单价约7万元，存量真空泵每年更换 20%。可推之光伏行业对真空泵需求在50-60亿人民币。

目前国内光伏真空泵已实现国产化，汉钟精机市占率超70%（拉晶环节市占率较高，电池片环节仍有一定提升空间）。而半导体真空泵由海外厂商主导，国内厂商市场份额不足5%。

3、真空阀门

真空阀门是起到启闭、调节、节流等作用的核心零件。真空阀门可分为GP、HP（High Purity，高纯系统）和UHP（Ultra High Pure Industry，超高纯工业系统），其中GP应用于普通工业气体系统；HP应用于光伏、面板等泛半导体领域（部分半导体厂务端也会使用）；UHP主要应用于半导体领域（涵盖CVD、PVD、刻蚀、离子注入、光刻、RTP、CMP等多工艺流程）。真空阀门在生产制造环节，高洁净原材料供应、阀门规模化生产一致性等方面均存在壁垒。伴随密封性、洁净度和稳定可靠性要求的提高，真空阀门制造难度指数上升。

国内真空阀门总需求约在80亿人民币。根据QYR Research 统计，2022年，全球半导体阀门和管接头市场规模约 33.4 亿美元。根据新莱应材公告，半导体管材和阀门价值量比例约1:1，因此粗略得出，全球半导体阀门市场规模约16.7亿美元，中国半导体阀门市场约在4.5亿美元，约合人民币32.6亿元，结合泛半导体领域真空阀门价值量和半导体比例约为3:2，推知真空阀门总需求约在80亿人民币。

目前，国内高端真空阀门市场仍然以进口产品占据主导地位。2021 年，VAT约占全球市场份额的 75%。除了VAT以外，MKS（美国）、VTEX（日本）、CKD（日本）、SMC（日本）、Ulvac（日本）等厂商也占据一定的市场份额，部分国产厂商也已达到小批量出货阶段，未来有望实现进口替代。

二、发射源和沉积系统

发射源和沉积系统，指在反应腔体内，通过物理或化学反应，将膜材沉积到基材上的系统。发射源是真空镀膜设备中差距最大的部分，集中体现了不同反应原理的真空镀膜设备在构造上的区别。根据反应原理不同，发射源可分为蒸发源、溅射源、离子源、前驱体源等。

1、蒸发源

蒸发源多用于蒸镀设备，不仅起到提供热量的作用，也具有支撑待蒸发材料的功能，一般由加热部件、坩埚（或蒸发舟、灯丝等）、水冷、测温热偶和挡板等组成。蒸发源的核心零部件为电子枪，其为进口卡脖子的核心零部件之一。以发射电子束的电子枪为例，此类电子枪主要由日本光驰、德国莱宝、美国那诺-马斯特等国外厂商垄断。

国内蒸发源市场规模不到10亿。当前OLED蒸发源市场空间大概为 2.6亿美元，主要由日本爱发科、韩国YAS、韩国SNU占据。中国OLED蒸发源市场基本由奥来德占据，2022年其蒸发源设备营收2.45亿。此外光伏钙钛矿、复合集流体市场尚未起量，市场空间较小。

2、溅射源

溅射镀膜的核心部件为溅射源，其作用是轰击靶材，使靶材原子飞溅出去而沉积到基材上。常见的溅射源有直流电源、直流脉冲电源、中频电源、射频电源和高能脉冲电源，其中射频电源主要用于不导电的靶材溅射，虽然沉积速率较慢，但膜层致密，是较常使用的溅射源。

射频电源技术壁垒高，包括需具备极佳的控制能力，保证输出的稳定性和精确性，具体包括大功率下对应功率放大器的研发、应用阻抗压缩技术的宽频段研发、阻抗匹配算法的研发，以及去除过充的相位控制技术等。

国内射频电源市场空间约为60亿元。射频电源多用在薄膜沉积和刻蚀设备中。据SEMI统计，2022年，全球刻蚀设备市场空间为184亿美元，全球薄膜沉积设备市场空间为220亿美元，射频电源价值量约占等离子体加工设备的12%，可推算得出，对应射频电源市场规模约为26亿美元，考虑离子注入和清洗等环节，全球总空间约为30亿美元，预计2028年，全球射频电源市场规模将达到50亿美元。SEMI统计，2021年半导体设备国内销售额约占全球28.9%，因此国内射频电源市场空间约为60亿元。

国内射频电源市场长期被美商垄断，主要企业为美国MKS Instrument（万机仪器）和Advanced Energy（先进能源工业）。2021年，MKS Instrument半导体业务（包含其他产品）的营业收入为18.29亿美元，Advanced Energy半导体业务（主要为射频电源）的营业收入为7.1亿美元。而国产厂商也正处于发力阶段，英杰电气和恒运昌的部分产品已取得一定客户验证。

3、离子源

离子源是使中性原子或分子电离，并从中引出离子束流的装置。离子源类型极多，作用在于改善膜与基体的结合强度，并改善膜本身的硬度与耐磨耐蚀特性。

离子源应用广泛，是真空镀膜、离子注入、质谱仪、电磁同位素分离器、清洗装置等设备不可缺少的设备。霍尔离子源是应用最广泛的离子源；无栅离子源适用离子束辅助沉积及清洗；栅网型离子源可更好的控制束型及离子能量；射频宽束离子源适用沉积一些特殊的高性能光学薄膜(附着力、折射率、硬度、低吸收和低漂移等)。

真空镀膜应用中，离子源主要用于光学镀膜场景。从市场空间来看，国内光学镀膜用离子源市场空间在12-16亿。而高端离子源零部件多由日本光驰、德国莱宝、韩国韩一等设备厂商占据，是困扰国产企业“卡脖子”又一难题。

4、前驱体源

前驱体源即是可形成前驱体的源物质，是用于化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）薄膜材料所需的特种电子化学品。前驱体按照材质分为硅基介电层和金属基，按照应用分为High K高介电常数和Low K低介电常数。前驱体也可用于半导体外延生长、蚀刻、离子注入掺杂以及清洗等，其准入门槛高、研发投入大、制备工艺难、纯度要求高、验证周期长，是半导体制造的核心材料之一。

半导体是前驱体及前驱体源最重要应用市场，市场规模近50亿。根据QYR的统计及预测，2022年全球CVD和ALD前驱体市场销售额达到了16亿美元，预计2029年将达到26亿美元。2021年中国半导体前驱体市场规模达到43亿人民币，预计2028年将达到83.36亿，年复合增长率预计为10%。

国外企业深耕已久，前驱体及前驱体源生产商基本为海外企业。前驱体主要供应商有德国Merck、法国液空、美国Entegris、日本Adeka，韩国Soul-Brain、DNF、Hansol Chemical等。国内在前驱体产品开发方面取得了初步进展。雅克科技通过收购韩国UP Chemical进入前驱体业务领域。虽然国内部分供应商已具备一定供应能力，但仍然有较大的提升空间。

总结：

1、真空镀膜应用广泛，市场空间广阔，设备市场规模可达千亿，核心零部件总市场规模可达百亿。然而，真空镀膜设备核心零部件种类繁多，下游应用领域广泛，体现出市场细分程度较高的特点。

2、我国真空镀膜设备核心零部件制造商，在部分应用领域已经初步具备与国际厂商竞争的能力，但是国内整体技术水平仍与国外先进水平存在差距。部分核心部件如射频电源、真空阀门、电子枪、离子源、前驱体源等仍然主要依赖进口，值得重点关注。