一、半导体零部件：空间广阔，机械类部件占比高
（一）半导体设备市场空间持续增长，前道设备占比超80%
以集成电路为例，半导体设备可分为前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）两大类。在晶圆前道制造的工艺包括氧化/扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、清洗与抛光、金属化等七个步骤。根据wind数据，2021全球半导体设备销售额达1026亿美元，2016-2021年全球半导体设备销售额CAGR为20.01%；2021年中国大陆半导体设备销售额为296亿美元，2016-2021年大陆半导体设备销售额CAGR为35.60%。国内半导体设备增速更快，国内半导体设备销售额占比也从2016年的15.66%提升至2021年的28.86%。
根据SEMI的统计，前道设备占比超过了80%，前道设备中薄膜沉积设备（18%）、光刻设备（24%）、刻蚀设备（10%）、过程控制设备（10%）、清洗设备（6%）、离子注入设备（2.5%）等在产线中成本占比较高。
（二）半导体零部件的构成与分类
半导体零部件是半导体设备的重要组成，目前分类标准主要有以下两种。（1）按照集成电路设备腔体流程划分，可分为五大类：电源和射频控制类、气体输送类、真空控制类、温度控制类、传送装置类。（2）按照半导体零部件的主要材料和使用功能划分，可分为十二大类，包括硅/碳化硅件、石英件、陶瓷件、金属件、石墨件、塑料件、真空件、密封件、过滤部件、电控部件以及其他部件。
重点零部件梳理
1.半导体真空泵：百亿市场空间，龙头占据主要份额
真空泵应用于单晶硅制造、晶圆加工等多个环节。干式真空泵的生产需要深厚的机械精密加工技术，同时需要对真空泵的转子材料性能有足够的研发积累，而半导体工业的技术性要求更高。在半导体行业中，真空泵可用于拉晶、LoadLock、Etching、CVD、ALD、封装、测试等工序。由于干泵抽真空的能力有限，需要配上涡轮分子泵将环境抽至高真空。
全球真空领域的主要公司有EdwardsVacuum（英国爱德华兹，被Atlas收购）、PfeifferVacuum（德国普发真空）、Ebara（荏原，日本）、Kashiyama（坚山工业，日本）等，其中Atlas、Pfeiffer、Ebara均为上市公司。2021年Ebara营收约52.4亿美元；Atlas与Pfeiffer2020年营收约121.8亿美元、7.6亿美元，这几家龙头公司均为成立多年的百年企业，在激烈的行业竞争中脱颖而出，技术实力雄厚。2020年全球真空市场规模为45.8亿欧元（约360亿人民币），半导体行业约150亿人民币市场空间。根据ISVT，2017-2020年真空的市场规模为44.9/48.8/45.4/45.8亿欧元，市场规模相对稳定。2020年半导体需求占比达到42%左右，半导体领域真空市场需求约19.1亿欧元（约152亿人民币）。按照2020年头部真空泵公司营收金额，AtlasCopco和Pfeiffer市占率分别达47.77%、13.51%；国内真空泵头部企业汉钟精机2021年真空产品营收约1.00亿美元，市占率为1.78%。全球真空市场集中度较高，龙头占据绝大部分份额。
2.射频电源：寡头主导，集中度较高
全球射频电源领域的主要公司有AdvancedEnergy（美国先进能源工业）、MKSInstrument（美国万机仪器）等，均为上市公司。2021年AdvancedEnergy营收约14.6亿美元；MKS2021年营收约29.5亿美元。这两家龙头公司均成立超过40年，技术储备充足。按我们本文对2021年半导体零部件市场空间测算结果（369亿美元）及RFgenerator的占比（10%），得到2021年半导体射频电源的市场空间在36.9亿美元。2021年，MKSInstrument与AdvancedEnergy在半导体领域营收分别为18亿美元和7.1亿美元，市占率分别为48.8%、19.2%，集中度较高。
（三）从核心半导体设备视角，机械类零部件占比最高
我们对价值量占比较高的光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备核心公司进行分析。结论包括：（1）上游供应商集中度相对分散，三类关键设备对应的国内龙头供应商CR5保持在30%左右；（2）机械类零部件占比较高，且核心部件较依赖进口。
1.光刻设备：光刻机、涂胶/显影机
2.刻蚀设备
3.镀膜：薄膜沉积设备
（四）半导体零部件市场空间测算
半导体零部件市场空间推算：按照半导体设备市场空间×成本率×直接材料占比，可以得到半导体零部件的市场空间。假设参数，（1）半导体设备市场空间：按照前述数据全球半导体设备2021年市场空间达1026亿美元。（2）半导体设备毛利率：根据全球半导体设备头部公司2021年销售额推算市占率（TEL取最新2020财年营收数据），前五大企业的市占率之和超过了75%。头部公司应用材料、阿斯麦、泛林的毛利率稳定在40%-50%；东京电子稳定在40%左右；科磊稳定在60%左右。考虑前三大企业市占率较高，且毛利率高于其他企业，我们假设半导体设备毛利率为45%，估计成本率为45%。（3）成本中的直接材料占比：根据国内光刻、刻蚀、薄膜沉积领域头部企业的公布，假设直接材料占比为90%，我们留出安全边际，假设成本中零部件占比为80%。结合上述假设，得到：2021年全球半导体零部件的市场空间为369亿美元（1026×45%×80%）；2021年中国半导体零部件的市场空间为107亿美元（296×45%×80%）。
二、产品碎片化，企业小而精
（一）碎片化特征显著，外资品牌主导
半导体零部件涉及众多分支，细分部件呈现显著碎片化的特点。根据芯谋数据发布的《中国半导体卡脖子的源头之一：设备零部件》统计，按照采购金额，目前价值量占比最高的零部件是石英，约为11%，零部件价值分布碎片化特征显著。目前行业内多数公司呈现“小而精”的特点，大多数公司会专注于特定工艺或产品。零部件企业特点：多领域适配。与半导体设备的高专用相比，半导体零部件企业的下游客户往往涉及多个领域。如MKS（万机仪器），其下游客户涉及领域包括半导体、电子、工业技术、医疗健康、国防等。
（二）头部企业发展的两种不同模式，外沿并购是共性
以半导体零部件头部企业超科林半导体（UCTT）、万机仪器（MKS）为例。两家企业代表两种不同的发展模式，我们归纳为（1）类型一：专用中的专用。以超科林半导体（UCTT）为代表，产品高度适配于半导体设备；（2）类型二：专用中的通用。以万机仪（MKS）为代表，产品适配于几个特定行业，通用属性更强。
1.类型一之典型企业：超科林半导体（UCTT）
半导体业行业收入占比达91%。公司产品包括精密机器人解决方案、气体输送系统、各种工业和自动化生产设备产品，以及包括晶圆清洗模块、化学品输送模块、顶板组件、框架组件和工艺模块在内的子系统。公司还提供各种零部件，如超洁净阀门、高纯度连接器、工业过程连接器和阀门、气动执行器、歧管和安全解决方案、软管、气体输送系统和压力表。2021年，公司来自半导体行业的收入占比达91%，包括IDM、Foundry、OEM及零部件供应。
公司下游核心客户为应用材料及泛林集团，充分受益于半导体设备高景气。2019至2021年，应用材料及泛林集团贡献公司营收的66.9%、67.1%和64.0%。公司近年来业绩稳定增长，2016年至2021年，公司营收从5.63亿美元增长至21.02亿美元，CAGR为30.14%。公司2021年营收同比增长50.25%，部分原因是收购以色列公司Ham-Let（控制阀配件、软管制造商），收购贡献了1.875亿美元收入，占增量的26.7%。
2.类型二之特征较强的企业：万机仪器（MKS）
三、国内半导体零部件企业梳理
（一）富创精密：精密零部件国内领先，进入头部设备商供应链
从毛利率视角：产品结构变化，整体稳中有进。公司综合毛利率从2019年的16.2%提升至2021年的30.99%。分产品看，（1）模组产品：公司模组产品因需要外采较多的元器件，整体毛利率略低于其他产品；因产品定制化为主，公司效率提升、工序优化、叠加原材料价格有所下降，产品毛利率呈现持续上行的趋势。（2）其他产品：2019年-2020年，行业景气度回升，受益于产能利用率提升，公司产品毛利率有所提升；2021年来，公司在国内营业收入占比有所提升，为保障国内半导体设备供应稳定性，公司内销产品的毛利率会较外销低。
（二）华卓精科：精密测控领先企业，毛利率较高
国内精密测控领先企业，下游涉及多领域。公司主要产品包括超精密测控装备部件（运动系统及技术开发、纳米精度运动及测控系统、静电卡盘、隔振器）和超精密测控装备整机（晶圆键合设备、激光退火设备）。2017年至2020年，公司营收从0.54亿元增长至1.52亿元，CAGR达41.2%。2020年归母净利润有所起伏，因公司增加人员、办公楼投入使用折旧增加，费用率增加所致。产品性能强，配套国内头部公司及高校。公司精密运动系统已经批量生产与制造，主要客户包括中科飞测、上海微电子、新诺微电子等，公司同时为中科大、南京大学、暨南大学等多所高校和科研机构提供产品和技术服务。2018-2020年，公司客户集中度CR5分别为50.23%、53.57%和58.03%。
高端精密金属结构件领先企业，产品多领域应用。公司深耕全球精密金属结构制造市场，向国内外高端设备制造商提供定制化精密金属结构件产品。公司产品主要为金属结构件和设备维修件；其中精密金属结构件产品广泛应用于半导体设备领域、新能源及电力设备领域、医疗器械领域和通用设备领域。设备维修件是半导体高端设备上的阀门维修。半导体领域，公司进入头部半导体设备企业供应链。公司客户为超科林、ICHOR、捷普、天弘、依工电子等设备商，公司已进入应用材料、泛林、中微半导体的供应链体系。精密结构件适用于晶圆刻蚀、CVD、晶圆检测、PECVD等环节的半导体设备。在半导体领域，公司收入较为集中，2019-2021年对超科林、ICHOR和捷普的营收CR3分别为92.8%、92.0%、89.2%。外销比例高使得公司毛利率处于较高水平。
真空产品营收快速增长，光伏+半导体双重受益。2017年由于收购台湾新汉钟，公司真空产品收入大幅增长，从2016年的0.49亿元增长到2.31亿元，同比增长371.4%；受益于光伏领域积极扩产，公司真空业务收入从2019年的3.69亿元增长至2021年的10.43亿元，期间CAGR达68.1%。2019年至2021年，真空业务占收入比重升至由20.43%提升至34.98%。近年真空产品的毛利率稳定在40%左右。公司积极开拓半导体市场，与国内部分机台商、晶圆厂都已有合作，并有一定的小批量出货。半导体真空泵领域国产替代空间广阔，将进一步拉动公司成长。公司拥有半导体用干式真空泵全系列产品。经过不断地技术改善和优化，目前公司已有能满足半导体最先进工艺的全系列中真空干式真空泵产品，公司产品真空产品抽气量达到80-7000m3/h，可满足各制程抽气需求，并拥有SEMI安全基准验证证书，根据公司年报，目前有以下三个系列运用在各半导体工艺中：（1）PMF：体积小、节能，适用于LoadLock、TR、Metrology等干净制程；（2）iPM：体积小、节能，适用于一般严苛工艺腔，诸如PVD、Ashing、ETCH等工艺；（3）iPH：抗沾黏、腐蚀、热氮气系统、壳体温度控制，适用于严苛工艺腔，诸如CVD、ALD等工艺。