【康沃真空網(wǎng)】真空技術(shù)是建立低于大氣壓力的物理環(huán)境，以及在此環(huán)境中進(jìn)行工藝制作、物理測(cè)量和科學(xué)試驗(yàn)等所需的技術(shù)。真空技術(shù)主要包括真空獲得、真空測(cè)量、真空檢漏和真空應(yīng)用四個(gè)方面。真空獲得設(shè)備，即獲得、改善和（或）維持真空環(huán)境的裝置，主要指真空泵，是真空技術(shù)中最關(guān)鍵的設(shè)備種類。
1、真空泵分類及作用機(jī)理
按照工作原理的不同，真空泵分為氣體傳輸泵和氣體捕集泵兩大類。
氣體傳輸泵可以被進(jìn)一步分為變?nèi)菡婵毡煤蛣?dòng)量真空泵兩類。變?nèi)菡婵毡檬抢帽们蝗莘e的周期變化來完成吸氣和排氣的裝置，氣體在排出前被壓縮?？煞譃橥鶑?fù)式和旋轉(zhuǎn)式兩種。動(dòng)量真空泵是通過高速旋轉(zhuǎn)的葉片或射流，把動(dòng)量傳輸給氣體或者氣體分子，使氣體連續(xù)不斷的從入口傳輸?shù)匠隹诘恼婵毡谩?/p>
氣體捕集泵是使氣體分子被吸附或冷凝而保留在泵內(nèi)表面上的一種真空泵，主要包括吸附泵、吸氣劑泵、升華（蒸發(fā)）泵、吸氣劑離子泵、低溫泵等類型。
表1：氣體傳輸泵的分類及應(yīng)用
圖源：中科儀招股說明書
2、真空泵市場
根據(jù)國際真空技術(shù)統(tǒng)計(jì)工作組（ International Statisticsfor Vacuum Technology，后文簡稱ISVT）的分類，將真空行業(yè)分為8個(gè)類別，包括粗真空、工藝真空、工業(yè)真空、半導(dǎo)體工藝真空、半導(dǎo)體外薄膜沉積、太陽能、儀器制造以及科學(xué)研究。
圖1：ISVT根據(jù)真空度的不同要求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒄婵招袠I(yè)分為8個(gè)類別
圖源：ISVT, 廣發(fā)證券
2019年真空泵市場規(guī)模為45.4億歐元，其中半導(dǎo)體需求占比達(dá)到37%左右，半導(dǎo)體相關(guān)真空市場需求約17.3億歐元（約135億人民幣）。
圖2：2019年全球真空市場構(gòu)成（按市場規(guī)模）
圖源：ISVT, 廣發(fā)證券
半導(dǎo)體工業(yè)是真空泵非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域，是當(dāng)前主要的增長動(dòng)力。目前真空泵已經(jīng)廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體制造的多個(gè)工藝環(huán)節(jié)中， 包括刻蝕、 鍍膜、 擴(kuò)散等等。為了將制造過程控制在更小的尺寸上，越來越需要以更高的精度和均勻性執(zhí)行更多的半導(dǎo)體制造過程步驟。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，半導(dǎo)體工藝必須在極度受控的真空環(huán)境中運(yùn)行。隨著功能和電路尺寸的減小，半導(dǎo)體制造中的工藝步驟數(shù)量將繼續(xù)增加，從而導(dǎo)致真空設(shè)備需求的增加。此外，小型化還需要新的制造技術(shù)，如多模和EUV光刻技術(shù)，這將進(jìn)一步推動(dòng)半導(dǎo)體制造商采用真空系統(tǒng)。
半導(dǎo)體制造中主要應(yīng)用的真空泵類型包括干式真空泵以及渦輪分子泵。較早時(shí)，油式真空泵是半導(dǎo)體行業(yè)中常用的真空泵種類，目前干泵成為了半導(dǎo)體行業(yè)最主要的真空泵類型。與基于液體的水環(huán)泵、油封泵和蒸汽噴射系統(tǒng)相比，干泵設(shè)備除了能提高速度、工藝可重復(fù)性、靈活性和生產(chǎn)率之外，還能夠顯著節(jié)省運(yùn)營成本、維護(hù)成本和安裝空間。干泵設(shè)備的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，不使用水或油來進(jìn)行真空階段的密封或者潤滑，因?yàn)樵O(shè)備的運(yùn)行成本非常經(jīng)濟(jì)，可讓用戶優(yōu)化真空工藝。另外，干泵消除了工藝過程污染油或油搭載進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)，他們不會(huì)產(chǎn)生廢物、或者污染寶貴的溶劑、產(chǎn)品或環(huán)境。
光伏行業(yè)的快速發(fā)展也是推動(dòng)真空泵需求快速增長的推動(dòng)力。太陽能電池的若干生產(chǎn)過程與半導(dǎo)體類似，包括拉晶、鍍膜等，也會(huì)用到干式真空泵。干式真空泵可用于光伏產(chǎn)業(yè)鏈中硅片的拉晶環(huán)節(jié)、電池片的鈍化鍍膜環(huán)節(jié)（ PECVD/ALD等設(shè)備）、組件的層壓環(huán)節(jié)等。
3、全球競爭格局及國產(chǎn)化進(jìn)程
全球真空領(lǐng)域的主要公司有Edwards（英國，被Atlas收購）、 Pfeiffer Vacuum（普發(fā)，德國）、 Ebara（荏原，日本）、 Kashiyama（堅(jiān)山工業(yè)，日本）等，其中Atlas、Pfeiffer、 Ebara均為上市公司，這幾家龍頭公司均為成立多年的百年企業(yè)，在激烈的行業(yè)競爭中脫穎而出，技術(shù)實(shí)力雄厚。國內(nèi)主要企業(yè)包括漢鐘精機(jī)、中科儀、中科科儀等。
01 Atlas（阿特拉斯·科普柯，瑞典）成立于1873年，以鐵路設(shè)備起家，后陸續(xù)切入氣動(dòng)工具、壓縮機(jī)、船用發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)等，經(jīng)過不斷的兼并與剝離，目前集團(tuán)有4塊業(yè)務(wù)，分別是真空業(yè)務(wù)、壓縮技術(shù)、工業(yè)技術(shù)、動(dòng)力技術(shù)。
真空業(yè)務(wù)（ Vacuum Technique）提供真空產(chǎn)品、排氣管理系統(tǒng)、閥門以及其他相關(guān)產(chǎn)品，具體產(chǎn)品包括：（ 1）油封旋片真空泵；（ 2）干式真空泵；（ 3）渦輪分子泵；（ 4）液環(huán)真空泵；（ 5）減排和綜合系統(tǒng)；（ 6）低溫泵等；可用于半導(dǎo)體、平板顯示、 LED、太陽能、光學(xué)涂層、科學(xué)研究等行業(yè)；除去設(shè)備之外，這部分還包括減排系統(tǒng)、設(shè)備監(jiān)控、現(xiàn)場服務(wù)、備件、潤滑油等。2021年Atlas收入約1109億瑞典克朗（約716億元），其中真空部門收入約292億瑞典克朗（約190億元），占比26.3%，真空部門近三年的營業(yè)利潤率介于22%~25%之間。
圖1：2021年Altas真空部門收入構(gòu)成
圖源：Atlas年報(bào)
Atlas的真空部門收入構(gòu)成有3個(gè)維度可進(jìn)行拆分：
從應(yīng)用領(lǐng)域來看，電子行業(yè)收入占比達(dá)到70%，通用制造業(yè)和加工工業(yè)分別占比10%、 18%。從區(qū)域來看，以來自亞洲和大洋洲的收入為主，占比達(dá)到65%，其次為北美（ 21%），歐洲（ 13%），非洲/中東地區(qū)（ 1%）。真空部門的總收入中，設(shè)備本身占比為76%，同時(shí)相關(guān)的服務(wù)占比為24%。
Atlas在真空領(lǐng)域進(jìn)行布局，持續(xù)收購公司。繼2014年收購Edwards， Atlas于2016年收購了另一家真空技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者德國leybold（萊寶），并于2017年單獨(dú)設(shè)立真空技術(shù)部門， 2019年7月Atlas收購了Brooks（布魯克斯）的低溫業(yè)務(wù)，此次收購包括低溫泵運(yùn)營公司、以及Brooks在愛發(fā)科低溫真空（ Ulvac Cryogenics）有限公司50%的股份，進(jìn)一步增強(qiáng)了其真空業(yè)務(wù)的全球競爭力。
02 Pfeiffer Vacuum于1890年成立，以電燈泡的真空設(shè)備起家， 1951年開發(fā)了用于核工業(yè)的真空泵，從此公司真空泵業(yè)務(wù)開始向多領(lǐng)域擴(kuò)張， 1958年公司發(fā)明并推出分子泵， 1985年發(fā)明分流渦輪分子泵，2010年兼并了阿爾卡特朗訊的真空技術(shù)部門“adixen”， 2019 年10月公司在我國江蘇無錫建廠，為真空領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。
03 Ebara成立于1912年，目前旗下有3塊業(yè)務(wù)，分別是：（ 1）流體機(jī)械及系統(tǒng)，主要包括泵、壓縮機(jī)、渦輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等，主要用于石油、天然氣、液化天然氣等；（ 2）環(huán)境工程，包括市政垃圾焚燒廠、工業(yè)垃圾焚燒廠、水處理廠等；（ 3）精密器械，包括干式真空泵、 CMP（化學(xué)機(jī)械拋光）設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備及排氣處理設(shè)備，主要用于半導(dǎo)體、平板顯示、 LED和太陽能電池等領(lǐng)域。
04 漢鐘精機(jī)：主要產(chǎn)品有螺桿式制冷壓縮機(jī)和螺桿式空氣壓縮機(jī)，經(jīng)過多年的發(fā)展，已成為中國大陸頗有實(shí)力的壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家。2021年總收入為29.8億元，真空產(chǎn)品的收入為10.4億元。根據(jù)公司投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表，真空產(chǎn)品目前用于光伏和半導(dǎo)體行業(yè)，其中光伏行業(yè)主要在拉晶和電池片環(huán)節(jié)，拉晶環(huán)節(jié)占比較多，其次是電池片環(huán)節(jié)。在半導(dǎo)體行業(yè)，公司與國內(nèi)部分機(jī)臺(tái)商、晶圓廠都已有合作，目前有一定的小批量出貨。光伏主要客戶有晶盛、捷佳、高景、晶科、晶澳等，半導(dǎo)體客戶有聯(lián)電、力積電、華虹、芯恩、和艦等。
05 中國科學(xué)院沈陽科學(xué)儀器股份有限公司（中科儀）是真空儀器設(shè)備制造企業(yè)，主要業(yè)務(wù)包括真空科研設(shè)備、 LED高端裝備設(shè)備（包括PECVD、晶體生長爐等）、真空干泵及技術(shù)服務(wù)。根據(jù)公司招股說明書，公司在干式真空泵領(lǐng)域具有近20年的產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，承擔(dān)了“國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（ 2006-2020）”、“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”（ “02專項(xiàng)”）、 “高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”（ “04專項(xiàng)”）等國家科技重大專項(xiàng)，公司的干式真空泵產(chǎn)品已在中芯國際、長江存儲(chǔ)、上海華力、北方華創(chuàng)等集成電路制造企業(yè)及集成電路裝備制造企業(yè)通過工藝驗(yàn)證并批量應(yīng)用，在光伏領(lǐng)域，公司干式真空泵產(chǎn)品已被隆基股份、晶盛機(jī)電等龍頭企業(yè)大批量采購使用。
06 北京中科科儀股份有限公司（中科科儀），前身為中國科學(xué)院北京科學(xué)儀器研制中心（原中國科學(xué)院科學(xué)儀器廠），是中國科學(xué)院首家事業(yè)單位整體轉(zhuǎn)改制企業(yè)。公司主要真空泵產(chǎn)品是分子泵及旋片泵，與一般的干式泵不同，分子泵主要應(yīng)用于高真空和超高真空度范圍，干式泵主要應(yīng)用于低真空度范圍。干式真空泵在大氣壓強(qiáng)下獨(dú)立使用實(shí)現(xiàn)低真空，而分子泵的正常工作需要一定的啟動(dòng)壓強(qiáng)，其無法在大氣壓強(qiáng)下直接工作，分子泵的正常工作要求連接干式真空泵等低真空泵種作為前級(jí)預(yù)抽真空泵使用，分子泵作為二級(jí)泵使用。
