真空设备应用(yòng)半导體(tǐ)行业分(fēn)析：真空泵，國(guó)产化趋势如何？

发布时间：2021-05-11

真空泵是制造业重要的通用(yòng)设备，半导體(tǐ)应用(yòng)占据最大份额，光伏高增長(cháng)。真空系统是用(yòng)来获得真空环境的系统，是半导體(tǐ)、科(kē)學(xué)仪器、化工、制药行业重要的子系统，应用(yòng)广泛。真空泵是真空系统重要的组成部分(fēn)，是用(yòng)来产生、改善和维持真空环境的装置。根据 ISVT，2019 年全球真空设备的市场规模约 350 亿元，其中半导體(tǐ)用(yòng)真空设备约 135 亿元，占比约 38%，是最大的应用(yòng)领域，此外光伏领域的真空泵需求正快速增長(cháng)。
　　半导體(tǐ)行业存量真空泵的更新(xīn)占据较大比例，保证需求稳定增長(cháng)。根据我们测算，2019 年全球半导體(tǐ)真空泵的设备与服務(wù)需求市场规模约 130 亿元，参考 IC sights 对全球晶圆产能(néng)的预测，预计到 2025 年市场规模可(kě)达到 217 亿元，复合增占率约 9%，保持温和增長(cháng)，其中存量真空泵的更新(xīn)占到整个设备市场的 60~70%，庞大的存量市场保证了半导體(tǐ)真空泵的稳定需求，减小(xiǎo)了行业的波动性。根据我们测算，2019 年我國(guó)半导體(tǐ)真空泵的设备与服務(wù)需求规模约 31 亿元，2025 年预计可(kě)达到 57 亿元，维持稳定增長(cháng)。
　　太阳能(néng)電(diàn)池硅片、電(diàn)池片、组件等环节大幅扩产，光伏真空泵市场规模快速扩张。太阳能(néng)发電(diàn)成本不断降低，需求进入上升期，根据硅业协会和我们的统计，预计硅片/電(diàn)池片/组件等各环节 2021 年扩产规模均在 100GW 以上，拉晶、镀膜、层压等环节对真空泵均有(yǒu)需求，下游的大幅扩产预计将带动光伏行业真空泵市场规模的快速增長(cháng)。同时，光伏行业现在面临 PERC+/TOPCon/HJT 等技术路線(xiàn)的分(fēn)歧，设备降本对技术路線(xiàn)影响较大，设备降本的需求有(yǒu)利于进一步推进真空泵的國(guó)产化进程。根据我们的测算，2019 年我國(guó)光伏行业对真空泵的设备与服務(wù)需求规模约 21.7 亿元，预计至 2022 年可(kě)增至 55.5 亿元，复合年增長(cháng)率达 36%。
　　行业高度集中，國(guó)内企业在光伏/半导體(tǐ)领域真空泵已实现國(guó)产突破。全球半导體(tǐ)真空泵市场主要由 Edwards、 Kashiyama、Ebara 等少数几家國(guó)际知名公司占据，2019 年 Atlas 真空部门的收入约 26.9 亿美元，当年在真空领域的市占率约 53%，处于绝对领先地位。國(guó)内以汉钟精机、中科(kē)仪為(wèi)代表的國(guó)内半导體(tǐ)真空泵优秀企业已逐步实现國(guó)产替代。汉钟精机 2019 年公司总收入 18.07 亿元，其中真空产品收入 3.69 亿元，占总收入的 20.43%，根据公司的业绩快报，2020 年营收总收入 22.73 亿元，同比增加 25.78%，维持高增速，目前公司的真空产品主要应用(yòng)在光伏领域，根据公司 2019 年年报，公司干式真空泵在國(guó)内半导體(tǐ)及一線(xiàn)大厂及设备厂都已导入。根据中科(kē)仪的招股说明书，公司真空泵已进入隆基、晶盛、長(cháng)江存储等光伏和半导體(tǐ)头部客户，产品力获认可(kě)， 2019 年公司销售真空干泵 2546 台，销售收入 1.57 亿元，同比增加 97.8%。
　　一、真空泵：重要通用(yòng)设备，半导體(tǐ)应用(yòng)占据主要份额
　　真空泵：真空系统的心脏，应用(yòng)领域广泛。真空泵是根据一定的工作原理(lǐ)，用(yòng)来产生、改善和维持真空环境的装置，是直接影响到真空成套设备性能(néng)质量的必不可(kě)少的产品。真空泵广泛应用(yòng)于制药、化工、食品、電(diàn)子等下游行业，需求量大面广。
　　通常真空范围可(kě)划分(fēn)三个等级：（1）粗低真空（Low or Rough Vacuum,LV），气压在760至10-3Torr，主要适用(yòng)于食品、化工、轻工、制药行业等；（2）高真空（High Vacuum，HV），气压在10-3至10-8Torr，主要适用(yòng)于集成電(diàn)路、半导體(tǐ)制造以及各种镀膜工艺、各种表面加工工艺、离子注入等等；（3）超高真空（Ultra-High Vacuum， UHV），气压在10-8至10-12Torr，主要适用(yòng)于材料科(kē)學(xué)分(fēn)析、物(wù)理(lǐ)现象研究、表面分(fēn) 析高纯材料制备等等。
　　真空泵从高/超真空到粗/低真空，其产品大致可(kě)分(fēn)14大类：（1）高/超真空----低温泵、分(fēn)子泵、溅射离子泵、钛升华泵、扩散泵。（2）中真空----干泵、双级旋片泵、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。也可(kě)根据气體(tǐ)传输的原理(lǐ)、工组原理(lǐ)、结构特点等进行分(fēn)类，从原理(lǐ)上来说，主要分(fēn) 為(wèi)变容式与动量式两种，根据结构特点可(kě)分(fēn)為(wèi)往复式、旋转式、牵引式等，不同的密封方式、结构特点决定了不同的真空应用(yòng)范围。
　　真空泵从高/超真空到粗/低真空，其产品大致可(kě)分(fēn)14大类：（1）高/超真空----低温泵、分(fēn)子泵、溅射离子泵、钛升华泵、扩散泵。（2）中真空----干泵、双级旋片泵、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。也可(kě)根据气體(tǐ)传输的原理(lǐ)、工组原理(lǐ)、结构特点等进行分(fēn)类，从原理(lǐ)上来说，主要分(fēn) 為(wèi)变容式与动量式两种，根据结构特点可(kě)分(fēn)為(wèi)往复式、旋转式、牵引式等，不同的密封方式、结构特点决定了不同的真空应用(yòng)范围。
　　二、半导體(tǐ)真空泵：百亿级产业，需求稳中向上
　　（一）应用(yòng)在半导體(tǐ)制造多(duō)个工艺环节
　　真空泵应用(yòng)于单晶硅制造、晶圆加工等多(duō)个环节。在半导體(tǐ)产业刚起步的时候，仅有(yǒu)两种处理(lǐ)工艺需要用(yòng)到真空腔。一种是只有(yǒu)一层金属的蒸铝工艺，另一种是在硅片背面蒸金以便将電(diàn)路芯片固定在它的管壳上，那时的真空工艺是在类似钟罩的腔内进行的。当前，半导體(tǐ)制造过程中的许多(duō)化學(xué)反应都是在真空条件下进行的，使用(yòng)工艺腔来实现受控的真空环境。从20世纪80年代后期，工艺腔被构造為(wèi)多(duō)腔集成设备。硅片在真空环境下从一个工艺腔传送至另一个工艺腔，避免了硅片的原始氧化并减少了污染。
　　半导體(tǐ)工业是真空泵非常重要的应用(yòng)领域，是当前主要的增長(cháng)动力。目前真空泵已经广泛应用(yòng)在半导體(tǐ)制造的多(duō)个工艺环节中，包括刻蚀、镀膜、扩散等等。為(wèi)了将制造过程控制在更小(xiǎo)的尺寸上，越来越需要以更高的精度和均匀性执行更多(duō)的半导體(tǐ) 制造过程步骤。為(wèi)了实现这一点，半导體(tǐ)工艺必须在极度受控的真空环境中运行。随着功能(néng)和電(diàn)路尺寸的减小(xiǎo)，半导體(tǐ)制造中的工艺步骤数量将继续增加，从而导致真空设备需求的增加。此外，小(xiǎo)型化还需要新(xīn)的制造技术，如多(duō)模和EUV光刻技术，这将进一步推动半导體(tǐ)制造商(shāng)采用(yòng)真空系统。
　　半导體(tǐ)制造中主要应用(yòng)的真空泵类型包括干式真空泵以及涡轮分(fēn)子泵。较早时，油式真空泵是半导體(tǐ)行业中常用(yòng)的真空泵种类，目前干泵成為(wèi)了半导體(tǐ)行业最主要的真空泵类型。与基于液體(tǐ)的水环泵、油封泵和蒸汽喷射系统相比，干泵设备除了能(néng) 提高速度、工艺可(kě)重复性、灵活性和生产率之外，还能(néng)够显著节省运营成本、维护成本和安装空间。干泵设备的关键优势，不使用(yòng)水或油来进行真空阶段的密封或者润滑，因為(wèi)设备的运行成本非常经济，可(kě)让用(yòng)户优化真空工艺。另外，干泵消除了工艺过程污染油或油搭载进入尾气处理(lǐ)系统的风险，他(tā)们不会产生废物(wù)、或者污染宝贵的溶剂、产品或环境。
　　干式泵是一种无油的泵送机构，用(yòng)于创造真空环境。它们在真空抽气机构内不使用(yòng) 润滑剂，并有(yǒu)一系列的监测和控制选项。干泵广泛应用(yòng)于半导體(tǐ)领域，也应用(yòng)于冶金、涂料、干燥、太阳能(néng)等工业过程。它们也用(yòng)于科(kē)學(xué)仪器，如扫描電(diàn)子显微镜。
　　在涡轮分(fēn)子泵或涡轮泵中，涡轮转子快速旋转产生真空。涡轮泵的主要特点是转速高。涡轮泵通常与主湿泵或干泵一起使用(yòng)。它们通常用(yòng)于半导體(tǐ)应用(yòng)和研发、工业应用(yòng)和高能(néng)物(wù)理(lǐ)。
　　在刻蚀和薄膜沉积设备中通常使用(yòng)干泵+涡轮分(fēn)子泵，将大气抽至一定真空使得符合工艺的需求。由于干泵抽真空的能(néng)力有(yǒu)限，需要配上涡轮分(fēn)子泵将环境抽至高真空。根据Edwards官网，一个月产4万片的晶圆厂，需要1000个减排系统，2000个干泵，以及至少500个涡轮分(fēn)子泵。其中干泵和减排系统直接出售给铸造厂和集成设备制造商(shāng)，供其在制造过程中使用(yòng)，涡轮分(fēn)子泵直接出售给设备制造商(shāng)，以便集成到其工艺工具中。
　　（二）百亿级产业，存量市场奠定需求稳中向上
　　半导體(tǐ)真空市场规模占同期半导體(tǐ)设备销售额的3%~4%。根据SEMI（國(guó)际半导體(tǐ) 设备与材料协会），2017-2020年全球半导體(tǐ)设备市场销售额566/645/598/689亿美元，结合前文(wén)提到的半导體(tǐ)真空市场规模（2017-2019年约19/20/21亿美元），真空泵占同期半导體(tǐ)设备销售额的3%~4%。真空泵还需要定期维护，服務(wù)市场也是重要的一部分(fēn)，例如Altas真空部门每年服務(wù)收入占到该部门收入的25%。根据Edwards，公司的大多(duō)数真空泵的使用(yòng)寿命在10年到20年之间，并在这段时间内经历4到10次预定的再制造过程。对于某些客户，真空泵和减排系统每天24小(xiǎo)时、每周7天运行，因此除了再制造外，还需要定期维护。我们估计，用(yòng)于超清洁环境的干泵通常需要每4至5年维修一次，但建议在更严格的工艺下运行的泵每三个月进行一次维修。
　　进一步地，我们按照每年新(xīn)增晶圆产能(néng)和目前装机产能(néng)测算了全球半导體(tǐ)真空泵每年增量需求与更新(xīn)需求。
　　参考Edward的数据，我们的测算包含了以下关键假设：
　　（1）假设每月4万片产能(néng)的12寸晶圆产線(xiàn)需要干式真空泵2000台，涡轮分(fēn)子泵500 台；（2）平均更新(xīn)年限假定為(wèi)10年（每年更换存量真空泵的10%）；（3）半导體(tǐ) 用(yòng)干式真空泵价格假定15万元/台，分(fēn)子泵假定12万元/台；（4）服務(wù)市场為(wèi)总需求规模的25%，即為(wèi)设备需求1/3。（2019年Altas真空部门服務(wù)收入占总收入的25%）。（5）2025年的装机预测取IC Insights的估计值，2021-2025年我们根据2025年的装机预测做了平滑处理(lǐ)。
　　测算结果如下：
　　（1）存量需求占据主导，支撑需求稳中向上。根据测算，存量真空泵的更新(xīn)与服務(wù) 市场占整个设备市场的60%~70%左右，庞大的存量市场保证了半导體(tǐ)真空泵的稳定需求。
　　（2）预计2025年全球半导體(tǐ)领域真空泵市场需求超过200亿。根据IC Insights，2020 年全球装机产能(néng)合计923.11万片/月（折算成12寸晶圆，下同），预计到2025年全球装机产能(néng)1252万片。据此测算，2019年半导體(tǐ)真空泵的设备与服務(wù)需求约130亿元，与ISVT的估计相近。预计到2025年全球半导體(tǐ)真空泵的设备与服務(wù)需求达到217亿元，其中设备需求约162亿元，服務(wù)需求约54亿元。
　　遵循同样的思路，并对國(guó)内装机的全球占比作出假设，我们可(kě)以对國(guó)内的半导體(tǐ)真空泵市场规模进行测算，并假设國(guó)内装机占全球装机的比例逐渐上升。
　　根据测算，2021-2025年國(guó)内半导體(tǐ)真空泵设备的市场空间分(fēn)别為(wèi)33/32/35/39/43亿元；加上服務(wù)的需求，则同时期设备及服務(wù)的总需求為(wèi)44/43/47/52/57亿元，未来5 年复合增長(cháng)率為(wèi)7.5%，保持稳定增長(cháng)。
　　三、光伏真空泵：下游扩产积极，需求快速扩张
　　（一）光伏行业：碳中和目标下，需求确定性强
　　太阳能(néng)组件价格大幅下降，带动光伏電(diàn)站投资成本下降，经济性显现。根据CPIA的数据，太阳能(néng)電(diàn)池组件的价格从2007年的约36元/W降低到2020年的1.57元/W，下降幅度达95.6%，带动光伏電(diàn)站投资的系统成本从60元/W左右下降到3.99元/W。由于各國(guó)的電(diàn)价不同，随着光伏发電(diàn)成本的不断下降，在不同地區(qū)陆续实现平价上网， 2020年中青海海南州的竞价项目中标電(diàn)价為(wèi)0.2427元/W已经低于当地的煤電(diàn)上网電(diàn)价，光伏发電(diàn)的经济性逐渐显现。
　　碳中和目标下，光伏装机需求确定性强。2020年9月，我國(guó)在联合國(guó)大会一般性辩论中宣布二氧化碳排放力争在2030年前达峰，努力在2060年实现碳中和，欧洲美國(guó)等均提出了各自的减能(néng)减排政策。在经济性与政策的双重驱动下，光伏发電(diàn)新(xīn)增装机预计将迎来较快增長(cháng)，根据CPIA的预测，2021年國(guó)内新(xīn)增装机在55-65GW，全球装机规模在150-170GW，十四五期间，國(guó)内年均新(xīn)增装机70-90GW，全球年均新(xīn)增装机210-260GW。
　　（二）真空泵：受益下游积极扩产，需求快速扩张
　　太阳能(néng)電(diàn)池的若干生产过程与半导體(tǐ)类似，包括拉晶、镀膜等，也会用(yòng)到干式真空泵。干式真空泵可(kě)用(yòng)于光伏产业链中硅片的拉晶环节、電(diàn)池片的钝化镀膜环节（PECVD/ALD设备）、组件的层压环节等。根据捷佳伟创的招股说明书，以其PECVD 设备為(wèi)例，干式真空泵為(wèi)PECVD设备中成本占比最大的零部件， 2015-2017年，干式真空泵在PECVD设备中的价值量占比為(wèi)11.4%/12.2%/12.7%。
　　根据中科(kē)仪的招股说明书，晶體(tǐ)生長(cháng)和硅片生产每GW需要约200台干式真空泵，单价约7万元，同时假设真空泵的受用(yòng)寿命為(wèi)10年，每台真空泵每年需要的维保费用(yòng)為(wèi) 3万元。由此我们可(kě)以估计硅片环节对真空泵设备的需求规模。
　　2020-2022年硅片环节对真空泵的设备与维保需求规模约22.6/28.6/35.6亿元。继续沿用(yòng)上文(wén)的硅片扩产数据，我们可(kě)以得到2020-2022年拉晶环节对真空泵的新(xīn)增设备需求规模约12.7/13.3/14.5亿元，与上文(wén)通过价值量计算的市场规模相似，考虑存量真空泵的更新(xīn)与真空泵的维保费用(yòng)之后，同时期设备与维保的市场规模约 22.6/28.6/35.6亿元，复合增長(cháng)率约25.5%，维持高速增長(cháng)状态。
　　通过假设國(guó)内与全球的新(xīn)增装机规模、PERC+/HJT等不同技术路線(xiàn)的产能(néng)占比以及镀膜设备在不同技术路線(xiàn)中的价值量占比等（由于技术路線(xiàn)迭代变化，近年電(diàn)池片环节设备更新(xīn)较快，故未考虑真空泵的存量更新(xīn)），我们可(kě)以测算電(diàn)池片环节的真空泵需求规模。
　　2020-2022年電(diàn)池片环节（PECVD、ALD等镀膜设备）对真空泵的设备需求规模约 6.5/9.8/11.7亿元，同期组件环节（层压设备）对真空泵的需求规模约0.8/1.2/1.2亿元，加上硅片环节的设备需求，整个光伏行业对真空泵的设备需求為(wèi)21.7/27.0/31.2 亿元，再加上服務(wù)维保市场，光伏行业对真空泵的设备与服務(wù)需求规模约 33.5/45.0/55.5亿元，复合增長(cháng)率28.7%，保持高速增長(cháng)。
　　（三）國(guó)产替代正当时，有(yǒu)望持续深入
　　降本贯穿于太阳能(néng)電(diàn)池的整个发展过程，设备降本是其中的重要一环。前文(wén)已经提到组件价格的大幅下降，与之同时发生的则是随着设备的國(guó)产化与产能(néng)的逐步上升，设备投资额的大幅度下降，根据CPIA的数据，PERC产線(xiàn)从2016年的6亿元/GW降低到2020年的2.25亿/GW，下降幅度达62.5%，2020年TOPCon的产線(xiàn)投资额為(wèi)2.7亿元/GW，HJT的产線(xiàn)投资额為(wèi)4.5-5.5亿/GW，在PERC+/TOPCon/HJT等多(duō)种技术路線(xiàn)并行、竞争焦灼的现阶段，设备投资额将是决定技术路線(xiàn)走向的重要一环，而将若干零部件國(guó)产化将会是设备降本的一个有(yǒu)效驱动因素。
　　國(guó)产替代趋势下，國(guó)产真空泵行业将受益。以電(diàn)池片设备龙头厂商(shāng)捷佳伟创為(wèi)例，出于配合電(diàn)池片厂商(shāng)降本以及保持市场份额的需要，近年捷佳的PECVD设备均价与毛利率一直在下降。出于降本与提高利润率的需要，以捷佳為(wèi)代表的電(diàn)池片设备厂商(shāng)完全有(yǒu)动力切入到國(guó)产真空泵。而根据据捷佳的招股说明书，捷佳的干式真空泵主要来自于Pfeiffer Vacuum SAS（德國(guó)普发），根据汉钟2021年1月在投资者问答(dá)平台上对投资者的答(dá)复，汉钟的真空产品已经供货捷佳伟创。
　　四、行业高度集中，龙头深耕真空领域
　　（一）全球半导體(tǐ)真空泵行业高度集中
　　全球真空领域的主要公司有(yǒu)Edwards（英國(guó)，被Atlas收購(gòu)）、Pfeiffer Vacuum（普发，德國(guó)）、Ebara（荏原，日本）、Kashiyama（坚山(shān)工业，日本）等，其中Atlas、 Pfeiffer、Ebara均為(wèi)上市公司，2020年Atlas营收约109亿美元，Eraba约49亿美元， Pfeiffer还未披露2020年财務(wù)数据，2019年营收约7.9亿美元，这几家龙头公司均為(wèi) 成立多(duō)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。
　　以2019年為(wèi)例，以Atlas真空部门的收入约26.9亿美元、Pfeiffer Vacuum公司收入约 7.1亿美元作為(wèi)两大公司真空收入的近似，同年全球真空市场规模45.4亿欧元（约51 亿美元），我们可(kě)以得到Atlas的市占率约53%，处于绝对龙头，Pfeiffer市占率约13.9% （因為(wèi)包含其他(tā)业務(wù)，略有(yǒu)高估），全球真空市场集中度较高，龙头市占率领先。
　　（二）Edwards/Atlas：真空领域绝对龙头，产品布局全面
　　Atlas（阿特拉斯·科(kē)普柯，瑞典）成立于1873年，以铁路设备起家，后陆续切入气动工具、压缩机、船用(yòng)发动机、柴油机等，经过不断的兼并与剥离，目前集团有(yǒu)4块业務(wù)，分(fēn)别是真空业務(wù)、压缩技术、工业技术、动力技术。
　　真空业務(wù)（Vacuum Technique）提供真空产品、排气管理(lǐ)系统、阀门以及其他(tā)相关产品，具體(tǐ)产品包括：（1）油封旋片真空泵；（2）干式真空泵；（3）涡轮分(fēn)子泵；（4）液环真空泵；（5）减排和综合系统；（6）低温泵等；可(kě)用(yòng)于半导體(tǐ)、平板显示、LED、太阳能(néng)、光學(xué)涂层、科(kē)學(xué)研究等行业，与ISTV的定义基本相同；除去设备之外，这部分(fēn)还包括减排系统、设备监控、现场服務(wù)、备件、润滑油等。
　　2020年Atlas收入约108.8亿美元，其中真空部门收入约27亿美元，占比24.7%，真空部门近三年的复合增長(cháng)率约5.6%，营业利润率介于22%~25%之间。
半导體(tǐ)设备行业分(fēn)析报告：真空泵，國(guó)产化趋势如何？
　　以2019年為(wèi)例，Atlas的真空部门收入构成有(yǒu)3个维度可(kě)进行拆分(fēn)，从區(qū)域来看，以来自亚洲和大洋洲的收入為(wèi)主，占比达到58%，其次為(wèi)北美（25%），欧洲（15%），非洲/中东地區(qū)（2%）。分(fēn)应用(yòng)领域来看，電(diàn)子行业收入占比达到65%，通用(yòng)制造业和加工工业分(fēn)别占比18%、13%。
　　以2019年為(wèi)例，从服務(wù)占比来看，真空部门服務(wù)占比25%，压缩技术部门占比43%，工业技术部门服務(wù)占比28%，动力技术占比42%，可(kě)以看出在这个行业服務(wù)占比非常重要，而真空部门的服務(wù)收入占比最低，估计為(wèi)真空部门的设备价值量较高所致。
　　Atlas在真空领域进行布局，持续收購(gòu)公司。继2014年收購(gòu)Edwards，Atlas于2016 年收購(gòu)了另一家真空技术领域的领导者德國(guó)leybold（莱宝），并于2017年单独设立真空技术部门，2019年7月Atlas收購(gòu)了Brooks（布鲁克斯）的低温业務(wù)，此次收購(gòu)包括低温泵运营公司、以及Brooks在爱发科(kē)低温真空（Ulvac Cryogenics）有(yǒu)限公司 50%的股份，进一步增强了其真空业務(wù)的全球竞争力。
　　Edwards是真空领域和减排系统的全球领导者，拥有(yǒu)100多(duō)年的悠久历史，1919年成立，以真空设备起家，1975年就已经覆盖全球75个國(guó)家，公司发展比较关键的节点是1984年推出了无油干泵，2014年被Atlas收購(gòu)。产品的应用(yòng)领域主要有(yǒu)分(fēn)析仪器（電(diàn) 子显微镜、质谱仪、实验室等）、化工、食品加工、研究机构、发電(diàn)解决方案、工业解决方案、半导體(tǐ)、平板显示、可(kě)再生能(néng)源（太阳能(néng)、LED照明、储能(néng)等）。
　　从公司的产品发展历程来看，随着半导體(tǐ)技术的不断发展，公司的真空泵随之不断进步，一个是技术上，不断的进行技术开发以符合下游客户的需求，产品呈系列化，另一个是能(néng)耗上的不断降低（半导體(tǐ)行业為(wèi)用(yòng)電(diàn)大户），為(wèi)客户创造收益。
　　2014年Edwards营业收入约7亿英镑。分(fēn)部门收入结构，以2012年為(wèi)例，半导體(tǐ)真空泵占比37.3%、通用(yòng)真空泵占比28.4%、新(xīn)兴技术领域真空泵占比7.0%，另外服務(wù)收入占比达到27.3%。公司在半导體(tǐ)领域的客户包括晶圆厂以及半导體(tǐ)设备商(shāng)。2010- 2012年公司最大客户是三星，收入占比分(fēn)别达到15.1%、13.6%、13.4%。
　　从收入规模看（由于14年被收購(gòu)，仅能(néng)获得截止2014年数据），Edwards收入增長(cháng) 与半导體(tǐ)设备市场规模的增長(cháng)非常一致，收入增長(cháng)的最大动力来自于半导體(tǐ)领域。在上一轮半导體(tǐ)设备行业的顶点2011年，Edwards的收入最高达到7.0亿英镑，当年毛利率36.8%，净利润0.52亿英镑。而受益此轮半导體(tǐ)行业景气周期，2020年Atlas 的真空技术部门收入达到约21.1亿英镑，其中主要的收購(gòu)仅在2016年。
　　（三）Pfeiffer Vacuum：涡轮分(fēn)子泵开创者，致力于真空领域
　　公司于1890年成立，以電(diàn)灯泡的真空设备起家，1951年开发了用(yòng)于核工业的真空泵，从此公司真空泵业務(wù)开始向多(duō)领域扩张，1958年公司发明并推出分(fēn)子泵，1985年发明分(fēn)流涡轮分(fēn)子泵， 2010年兼并了阿尔卡特朗讯的真空技术部门“adixen”，2019 年10月公司在我國(guó)江苏无锡建厂，為(wèi)真空领域的领先企业。
　　公司的产品组合包括真空产生、测量与分(fēn)析、安装工具、真空系统、真空单元、捡漏设备等，可(kě)以提供各种复杂的真空系统解决方案。
　　公司产品系列齐全，可(kě)為(wèi)不同制程要求提供产品组合。以半导體(tǐ)的PVD（物(wù)理(lǐ)气相沉积）為(wèi)例，要求在10-3 至 10-7 Torr范围的高真空范围内运行，需使用(yòng)干式粗抽泵、涡轮泵以及低温泵，普发提供的A4H系列是专用(yòng)于 PVD 应用(yòng)的全系列干式泵和磁悬浮涡轮泵，ATH M涡轮泵也已获得许多(duō)OEM客户的认证。
　　2015-2019年，普发的收入从5.01亿美元增長(cháng)到2019年的7.1亿美元，复合增長(cháng)率 9.0%，2018年曾经达到7.8亿美元，2019年受半导體(tǐ)行业投资不景气收入有(yǒu)所下滑，同期营业利润从6501万美元增長(cháng)到7274万美元，营业利润率在13%左右，2018年最高达到14.6%。
　　从收入的拆分(fēn)来看：
　　（1）按产品拉看，绝大部分(fēn)為(wèi)真空产品，公司产品分(fēn)為(wèi)Turbopumps（涡轮泵，针对高真空和超高真空）、Instruments and components（仪器部件）、Backing pumps （支撑泵，针对低真空和中真空）、Service（服務(wù)，培训、备品备件等）、Systems （系统，针对多(duō)级真空等）。2015-2019年，各产品的占比均有(yǒu)所变化，涡轮泵从32.1%下降到29.2%，支撑泵从22.7%下降到19.6%，仪器部件从21.9%上升到30.3%，真空系统从2.0%上升到3.1%，除去仪器部件占比大幅上升外，其余部分(fēn)均保持相对稳定状态。
　　（2）按下游应用(yòng)领域，与ISTV的分(fēn)类类似，公司将客户分(fēn)為(wèi)半导體(tǐ)（主要使用(yòng)中大型支撑泵、涡轮分(fēn)子泵、测量仪器）、工业（用(yòng)于電(diàn)动車(chē)、太阳能(néng)热发電(diàn)、冶金、空调制冷等）、分(fēn)析测试（扫描電(diàn)子显微镜等）、科(kē)研（泵、质谱仪、检漏仪等，用(yòng)于研究所等）、涂层（平面显示、纺织、OLED、LED、太阳能(néng)電(diàn)池等）。半导體(tǐ)為(wèi)其中最大的部分(fēn)，2015年到2019年，半导體(tǐ)行业的收入占比从31.0%上升到35.2%，最高达38.4%，工业应用(yòng)从25.5%下降到23.6%，分(fēn)析测试从20.3%下降到18.7%，科(kē)研行业从10.9%上升到11.9%，期间最高达到过15.1%（2018年），涂层部分(fēn)从12.3% 下降到10.5%。
　　（四）Ebara：日本百年企业，干式真空泵积累深厚
　　Ebara成立于1912年，目前旗下有(yǒu)3块业務(wù)，分(fēn)别是：（1）流體(tǐ)机械及系统，主要包括泵、压缩机、涡轮机、鼓风机等，主要用(yòng)于石油、天然气、液化天然气等；（2）环境工程，包括市政垃圾焚烧厂、工业垃圾焚烧厂、水处理(lǐ)厂等；（3）精密器械，包括干式真空泵、CMP（化學(xué)机械抛光）设备、電(diàn)镀设备及排气处理(lǐ)设备，主要用(yòng) 于半导體(tǐ)、平板显示、LED和太阳能(néng)電(diàn)池等领域。根据公司的介绍文(wén)件，公司在液化天然气泵领域全球市占率第一，在CMP系统和干泵领域全球市占率第二。公司2020 年营业收入约49.1亿美元，流體(tǐ)机械及系统部门占约60%，精密器械部门占约27%，环境工程部门占约13%。
　　从公司的发展历程来看，可(kě)分(fēn)為(wèi)以下几个阶段：（1）1912~1944年，主要致力于水利基础设施；（2）1945~1980年，趁着战后日本重建，公司介入风力&水力发電(diàn)、垃圾焚烧业務(wù)；（3）1980~2000年，介入半导體(tǐ)设备，1986年推出干式真空泵设备， 1987年推出减排设备，1992年推出CPM设备；（4）2000年之后，可(kě)持续增長(cháng)阶段，致力于能(néng)源节约产品与循环利用(yòng)技术。
　　2016-2020年，公司精密器械部门的收入从约7.8亿美元上升到13.2亿美元，年复合增長(cháng)率约13.8%，同期营业利润率从约12.5%下降到8.1%，根据公司2020年的年报，公司精密器械部门的营业利润率的目标為(wèi)12%。
　　精密器械部门的收入拆分(fēn)来看，（1）应用(yòng)领域。2019年半导體(tǐ)收入占比90%，其他(tā) 占比10%。（2）产品和服務(wù)角度。2019年服務(wù)收入占比34.7%，产品收入占比65.3%。
　　从海外龙头的发展历史来看，我们可(kě)以得到以下启示：
　　（1）企业发展历史長(cháng)，長(cháng)期致力于真空领域，产品系列齐全，技术壁垒较高，除去真空泵之外，还可(kě)以提供包括捡漏、真空计在内的真空综合解决方案。
　　（2）布局广泛，除去真空领域之外，利用(yòng)泵领域的通用(yòng)知识，从事压缩机、涡轮机等通用(yòng)制造业，极大的发挥了技术的共享作用(yòng)。
　　（3）不断兼并，在相似领域进行相关的收購(gòu)兼并，获得相关技术并发挥协作作用(yòng)。
　　五、國(guó)产化大幕已开启，未来可(kě)期
　　國(guó)内企业在光伏领域已有(yǒu)较大突破，半导體(tǐ)领域逐步切入。根据汉钟精机的年报，公司的真空产品在光伏产业深耕多(duō)年，已经实现大批量供货以及長(cháng)时间可(kě)靠运行，以优异的性价比赢得了较大的市场份额。根据中科(kē)仪的招股说明书，中科(kē)仪的真空产品已经被隆基、晶盛机電(diàn)、平煤隆基等光伏客户大批量采用(yòng)，并且进入了長(cháng)江存储、上海积塔等半导體(tǐ)客户。以汉钟精机和中科(kē)仪為(wèi)代表的國(guó)产真空泵企业，已在光伏行业取得不错成绩，并且随着产品性能(néng)的不断进步以及光伏行业对降本的不断追求，预计在光伏行业的突破将继续进行。半导體(tǐ)行业对真空泵的要求更高，國(guó)产真空泵需要较長(cháng)的时间进行技术探索和验证，但是國(guó)产化的进程已经开始，预计将逐步提高市场份额。
　　各家由于各自发展的历程不同，干式泵的布局亦有(yǒu)所不同。根据各家官网的产品介绍来看，Edwards作為(wèi)真空领域绝对的领先者，产品系列最全，各种结构的真空泵均有(yǒu)布局；Ebara以罗茨泵為(wèi)主；Kashiyama以罗茨泵和螺杆泵為(wèi)主。反观國(guó)内，汉钟精机作為(wèi)螺杆泵的龙头，真空泵以螺杆式為(wèi)主，旋片泵也有(yǒu)所布局；中科(kē)仪以涡旋泵和罗茨泵為(wèi)主；中科(kē)科(kē)仪以分(fēn)子泵、旋片泵為(wèi)主。
　　罗茨泵、涡旋式、螺杆式均是干式真空泵的主流结构，均為(wèi)变容式真空泵，根据中科(kē) 仪的招股说明书，
　　（1）罗茨干泵内装有(yǒu)两个相反方向同步旋转的叶形转子，转子间、转子与泵壳内壁间有(yǒu)细小(xiǎo)间隙而互不接触的一种变容真空泵，主要的真空度应用(yòng)范围是10 -3~105Pa；
　　（2）涡旋干泵通过两个涡旋盘的转动，在两个涡旋盘之间不断产生周期性变化的新(xīn)月形状小(xiǎo)腔，达到压缩气體(tǐ)的效果，主要的真空度应用(yòng)范围是10 -1~105Pa；
　　（3）螺杆干泵是利用(yòng)一对螺杆，在泵壳内做同步高速反向旋转而产生的吸气和排气达到压缩气體(tǐ)的效果，主要的真空度应用(yòng)范围是10 -2~105Pa。
　　从真空度的应用(yòng)范围来看，罗茨干泵最广，螺杆干泵次之，最后是涡旋干泵，三者主要应用(yòng)于粗真空（1.3×10-1~10 5Pa）与部分(fēn)高真空（1.3×10-6~1.3×10-1Pa）领域，要达到更高的超高真空（1.3×10-10~1.3×10-6 Pa）需要叠加涡轮泵、分(fēn)子泵等。
　　与干式泵大多(duō)為(wèi)变容真空泵不同，分(fēn)子泵的是一种动量真空泵，是利用(yòng)高速旋转的转子把动量传输给气體(tǐ)分(fēn)子，使之获得定向速度，从而被压缩、被驱向排气口后為(wèi) 前级抽走的一种真空泵，主要用(yòng)于实现高真空，应用(yòng)领域与干式真空泵有(yǒu)所差异。
　　（一）汉钟精机：螺杆泵龙头，充分(fēn)受益光伏与半导體(tǐ)的扩产与國(guó)产化
　　公司主要产品有(yǒu)螺杆式制冷压缩机和螺杆式空气压缩机，经过多(duō)年的发展，已成為(wèi) 中國(guó)大陆颇有(yǒu)实力的压缩机生产厂家。按照产品分(fēn)类，公司的主要产品包括制冷产品、空压产品、真空产品、铸件产品、零件及维修。2019年总收入18.07亿元，其中真空产品收入3.69亿元，占总收入的20.43%，根据公司的业绩快报，2020年营业收入22.73亿元，同比增加25.78%。
　　真空产品收入快速增長(cháng)，毛利率维持高位。目前公司的真空产品主要应用(yòng)在光伏领域。受益于光伏行业积极扩产，公司真空业務(wù)近几年快速增長(cháng)。2018年和2019年真空产品收入分(fēn)别為(wèi)2.73/3.69亿元，同比增長(cháng)18.2%/35.2%；2020年上半年真空产品收入1.92亿元，同比增加86.5%，进入高速增長(cháng)阶段；近年真空产品的毛利率稳定在 40%左右。20H1真空产品收入占总收入比重升至21.87%。
　　在半导體(tǐ)真空泵方面，根据2019年年报，2019 年公司干式真空泵在國(guó)内半导體(tǐ)一線(xiàn)大厂及设备厂都已导入，产品符合业界需求，并可(kě)与欧、日國(guó)际真空泵大厂在产品性能(néng)规格等方面竞争。在半导體(tǐ)行业的拉晶、LL、Etching、CVD、ALD、封装、测试等清洁或严苛制程公司真空泵都能(néng)使用(yòng)。目前在台湾已有(yǒu)半导體(tǐ)产业公司在使用(yòng)公司真空泵，大陆市场已在积极开拓中，且已有(yǒu)厂商(shāng)开始陆续下单。
　　汉钟以螺杆式干泵為(wèi)主。根据公司21年3月的投资者关系活动记录，公司的螺旋干式真空泵主要应用(yòng)于光伏行业、半导體(tǐ)行业、新(xīn)能(néng)源行业等，应用(yòng)于光伏行业的占比最高，而其中又(yòu)以光伏硅片的拉晶环节以及電(diàn)池片环节為(wèi)主，在光伏行业已经赢得了较大的市场份额，主要客户包括晶盛机電(diàn)、隆基、捷佳伟创、晶科(kē)等。
　　汉钟精机拥有(yǒu)半导體(tǐ)用(yòng)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(yǒu)能(néng)满足半导體(tǐ)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(kě)满足各制程抽气需求，并拥有(yǒu)SEMI 安全基准验证证书，根据公司年报，目前有(yǒu)以下三个系列运用(yòng)在各半导體(tǐ)工艺中：
　　（1）PMF：體(tǐ)积超小(xiǎo)，超高效节能(néng)机型，适用(yòng)于Load Lock、TR、Metrology等干净制程；（2）iPM：體(tǐ)积小(xiǎo)、节能(néng)，适用(yòng)于一般严苛工艺腔，诸如PVD、Ashing、ETCH、 IPM 等工艺；（3）iPH：抗沾黏、腐蚀、热氮气系统、壳體(tǐ)温度控制，适用(yòng)于严苛工艺腔，诸如CVD、ALD 等工艺。
　　（二）中科(kē)仪：國(guó)内涡旋泵龙头，技术积累深厚
　　中國(guó)科(kē)學(xué)院沈阳科(kē)學(xué)仪器股份有(yǒu)限公司（后简称中科(kē)仪）是真空仪器设备制造企业，主要业務(wù)包括真空科(kē)研设备、LED高端装备设备（包括PECVD、晶體(tǐ)生長(cháng)炉等）、真空干泵及技术服務(wù)。根据公司招股说明书，公司在干式真空泵领域具有(yǒu)近20年的产品研发和生产经验，承担了“國(guó)家中長(cháng)期科(kē)學(xué)和技术发展规划纲要（2006-2020）”、 “极大规模集成電(diàn)路制造装备及成套工艺”（“02专项”）、“高档数控机床与基础制造装备”（“04专项”）等國(guó)家科(kē)技重大专项，公司的干式真空泵产品已在中芯國(guó)际、長(cháng)江存储、上海华力、北方华创等集成電(diàn)路制造企业及集成電(diàn)路装备制造企业通过工艺验证并批量应用(yòng)，在光伏领域，公司干式真空泵产品已被隆基股份、晶盛机電(diàn)等龙头企业大批量采購(gòu)使用(yòng)。
　　当前中科(kē)仪的真空干泵业務(wù)正处于快速增長(cháng)态势。根据中科(kē)仪的招股说明书，2019 年公司销售真空干泵2546台，销售收入1.57亿元，同比增長(cháng)97.8%，2020年前半年销售真空干泵1795台，销售收入1.24亿元，延续高增長(cháng)态势。2019年公司真空干泵产能(néng)2400台/年左右，产能(néng)利用(yòng)率126.70%，公司的募投项目《干式真空泵产业化建设项目》，计划投入7亿元形成20040台/年的生产能(néng)力，进一步增强公司的创收能(néng)力。
　　中科(kē)仪干式真空泵主要為(wèi)罗茨干泵与涡旋干泵。罗茨干泵分(fēn)為(wèi)三大系列：L系列产品主要应用(yòng)于集成電(diàn)路清洁工艺制程，如装载、传输；M系列产品主要应用(yòng)于集成電(diàn)路中等工艺制程，如刻蚀；H系列产品主要应用(yòng)于集成電(diàn)路苛刻工艺制程，如CVD；涡旋干泵分(fēn)為(wèi)双侧无油式和单侧屏蔽式两大系列。
　　中科(kē)仪干式真空泵已被光伏与半导體(tǐ)头部客户采用(yòng)，产品力获认可(kě)。根据公司招股说明书，中科(kē)仪的主要客户包括隆基、晶盛机電(diàn)等光伏行业制造/设备头部客户，以及長(cháng)江存储、上海积塔、北方华创等半导體(tǐ)行业制造/设备头部客户，来自半导體(tǐ)行业的收入估计在20%以上，产品力获得认可(kě)。
　　（三）中科(kē)科(kē)仪：致力于分(fēn)子泵、旋片泵，國(guó)家级高新(xīn)技术企业
　　北京中科(kē)科(kē)仪股份有(yǒu)限公司（后简称中科(kē)科(kē)仪），前身為(wèi)中國(guó)科(kē)學(xué)院北京科(kē)學(xué)仪器研制中心（原中國(guó)科(kē)學(xué)院科(kē)學(xué)仪器厂），是中國(guó)科(kē)學(xué)院首家事业单位整體(tǐ)转改制企业。中科(kē)科(kē)仪曾经承担了多(duō)个國(guó)家重要科(kē)研攻关项目，成功研制出我國(guó)第一台扫描電(diàn)子显微镜、第一台涡轮分(fēn)子泵、第一台商(shāng)用(yòng)氦质谱检漏仪、第一台磁悬浮分(fēn)子泵等，技术创新(xīn)实力雄厚，被评為(wèi)國(guó)家级企业技术中心，是國(guó)家首批通过的國(guó)家级高新(xīn)技术企业。
　　公司主营业務(wù)是科(kē)學(xué)仪器设备及半导體(tǐ)等产业设备核心零部件产品的研发、生产和销售，主要真空泵产品是分(fēn)子泵及旋片泵，真空仪器主要包括检漏仪、充气回收检漏系统、空间环境模拟系统、大科(kē)學(xué)真空配套及真空镀膜设备等产品。
　　与一般的干式泵不同，分(fēn)子泵主要应用(yòng)于高真空和超高真空度范围（约 10-8~10- 1Pa），干式泵主要应用(yòng)于低真空度范围（约 10-3~105Pa）。干式真空泵在大气压强下独立使用(yòng)实现低真空，而分(fēn)子泵的正常工作需要一定的启动压强，其无法在大气压强下直接工作，分(fēn)子泵的正常工作要求连接干式真空泵等低真空泵种作為(wèi)前级预抽真空泵使用(yòng)，分(fēn)子泵作為(wèi)二级泵使用(yòng)。
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