在党的二十大和二十届四中全会精神的指引下，"十五五"时期将是我国推进科技自立自强、强化战略性新兴产业体系的关键阶段。半导体产业作为战略性新兴产业的核心组成，其制造装备的自主可控水平直接关系到国家产业安全和科技竞争力。真空泵作为半导体制造过程中不可或缺的核心装备，在薄膜沉积、刻蚀、离子注入等关键工艺环节发挥着不可替代的作用，其技术突破与产业化进程对于提升我国集成电路产业整体水平具有重要战略意义。当前，在全球半导体产业格局深度调整的背景下，加速推进真空泵等核心装备的国产化替代，不仅关乎产业链供应链安全，更是培育新质生产力、实现高质量发展的重要举措。本报告基于全球真空泵技术发展现状与市场格局，深入分析我国在该领域的突破路径，为"十五五"期间完善半导体产业生态、提升高端装备自主化能力提供决策参考。

真空泵是指利用机械、物理或化学方法在某一封闭空间中产生真空环境的装置。按照真空度和气压范围来划分，真空泵可分为低真空、中真空、高真空及超高真空四类，应用于不同的真空要求环境。低真空真空泵气压范围为10的5次方Pa到10的2次方Pa，主要用途为利用低真空获得的压力差来夹持、提升和运输物料，以及吸尘和过滤。中真空真空泵的气压范围为10的2次方Pa到10的-1次方Pa，一般用于排除物料中吸溜或溶解的气体或水分、制造灯泡、真空冶金和用作绝热缘。高真空真空泵的气压范围为10的-1次方Pa到10的-5次方Pa，主要用于热绝缘、电绝缘和避免分子电子、离子碰撞的场合。超高真空真空泵的气压范围小于10的-5次方Pa,常用于可控热核聚变的研究、时间分子氢基准镜的制作、化学的科研。真空泵下游主要为泛半导体领域，包括集成电路、光伏、LED、平板显示、锂电池等。

半导体制造的环境守护者

半导体制造对生产环境的要求极为苛刻，不仅需要超净空间，许多核心工序还需在真空环境中进行，以避免氧化、污染和气体干扰，从而保障芯片的纯度、性能与良率。真空系统作为半导体设备的最大细分子系统，由真空泵、真空阀门、真空测量仪器、真空腔体、真空管路及法兰等关键部件构成。其中，真空泵是系统的核心，负责抽取气体、建立并维持所需的真空环境;真空阀门用于调节气流、通断管路;真空管路与法兰则承担连接与密封功能;真空测量仪器用于实时监测真空度与检漏。这些部件共同协作，为刻蚀、薄膜沉积、离子注入等关键工艺提供稳定可靠的真空条件，直接决定了芯片制造的成败。

除了半导体生产外，真空泵被广泛应用于化工、机械制造、电子、冶金、制药、食品等行业，真空泵近年来越来越成为各行业发展必备的机械用品。据统计，2023年食品和饮料行业在真空泵市场中的占比将达到28%，化工行业将占据25%，电子和半导体行业将占20%，同时，真空泵的应用领域也在不断拓宽，如医疗、航空航天等以及半导体行业等领域都呈现出稳步增长的趋势。真空泵技术及其产品具有较强的可迁移性，经过适配应用场景的改良，可广泛渗透众多行业与生产制造环节。

半导体真空泵的技术分类与行业格局

根据工作原理与技术路径，半导体用真空泵主要分为三类：

干式真空泵：通过电机驱动转子机械排气，包括爪式、涡旋式、罗茨式和螺杆式等类型。因其结构紧凑、无油污染、适应性强，成为半导体制造中各环节的通用设备，广泛应用于单晶拉晶、Load-Lock、刻蚀、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、封装与测试等制程。干泵是市场份额最大的品类，2022年全球半导体用干式真空泵市场规模达196.4亿元。

分子泵：利用高速旋转的叶片将气体分子定向压缩并排出，主要包括涡轮分子泵和磁悬浮分子泵。后者因无机械摩擦、振动小、可靠性高，在半导体高端工艺中应用广泛。分子泵通常与干泵串联使用，用于获得高真空环境。

低温泵：通过极低温表面(接近绝对零度)冷凝和吸附气体分子，可达到超高水平真空，但需定期再生维护，应用场景相对受限，市场规模较小。

从厂商格局看，全球高端市场主要由欧洲和日本企业主导。Atlas(阿特拉斯)、Ebara(荏原)、Pfeiffer(普发)是三大头部企业。其中Atlas通过收购Leybold、Edwards等公司已成为全球真空技术龙头，其真空业务2021年营收达196亿元(含非半导体领域)。阿特拉斯·科普柯(AtlasCopco)是源自瑞典的全球性工业集团，其真空技术业务部处于世界领先地位。公司以其创新的无油螺杆真空泵技术闻名，产品以高可靠性、卓越能效和洁净无污染著称，在全球真空市场占有巨大份额，特别是在半导体、制药和化工等高附加值领域。面对规模庞大的全球工业真空市场，公司正持续向节能环保、智能化与数字化方向发展，通过集成物联网(IIoT)技术提供智能真空解决方案，致力于降低客户的全生命周期成本，巩固其作为可持续生产力解决方案领导者的地位。

荏原(Ebara)是全球领先的真空技术与设备制造商，其真空泵产品以极高的技术先进性和可靠性著称。公司率先研发并大规模商用了节能效果显著的干式真空泵，彻底解决了传统油泵的污染问题，并在此基础上推出了集成智能控制的节能系统，使其在半导体、平板显示等对洁净真空要求极高的尖端制造业中成为绝对主流的选择。凭借这一技术优势，荏原在全球真空泵市场，尤其是在高附加值的半导体领域，占据了领先的市占率，其真空产品业务的年营收高达数十亿美元，是集团的核心增长引擎之一。面向未来，荏原的发展方向将继续聚焦于前沿科技产业，一方面深化在半导体制造(如EUV光刻)等现有优势领域的应用，另一方面积极拓展在锂电新能源、光伏、生物制药等新兴市场的布局，并通过物联网和AI技术提升产品的智能预测与运维能力，巩固其作为全球真空技术领导者的地位。

PfeifferVacuum(普发真空)是全球领先的真空技术解决方案提供商之一，以其卓越的技术先进性和卓越的产品质量闻名于世。公司在高精尖的涡轮分子泵和磁悬浮轴承泵领域占据技术制高点，其产品以超高真空度、极佳的稳定性和可靠性成为行业标杆，广泛应用于对真空环境要求极为严苛的尖端领域。凭借强大的创新能力和全面的产品组合，PfeifferVacuum稳居全球真空市场前三甲，在半导体、光伏、分析仪器和科研等高端市场拥有极高的市占率，其核心客户囊括了全球顶尖的芯片制造设备商(如ASML)、分析仪器巨头以及众多国家级研究实验室和大学。面向未来，公司发展方向紧密围绕全球科技趋势，正全力聚焦于半导体产业的进一步微型化、量子计算、核聚变等前沿科技所带来的巨大需求，持续投资研发以巩固其在高增长、高附加值市场中的技术领导地位。

市场环境：规模持续增长，集中度高企

半导体真空泵市场呈现出高增长、高集中度的特点。随着集成电路工艺不断精密化，尤其是干法工艺的广泛应用，真空泵的需求持续攀升。据行业数据，一座月产4万片的晶圆厂需配备上千台真空泵及尾气处理系统，以及约500台涡轮分子泵，显示出巨大的设备需求基础。

2022年全球半导体用干式真空泵市场规模已达196.4亿元，同比增长9.3%，反映出行业在产业扩张与技术升级驱动下的稳健增长。预计随着先进制程产能的持续建设，真空泵市场仍将保持较高增速。行业竞争格局高度集中，头部企业占据绝大多数份额。2019年，Atlas、Ebara和Pfeiffer三家合计市占率超过88%，其中Atlas以49%的份额占据绝对领先地位。这种集中化趋势不仅源于技术壁垒高、研发投入大，也与企业通过并购整合扩大优势密切相关。未来，随着半导体设备国产化进程的推进，本土企业有望在细分领域逐步突破，但短期内全球市场仍将由技术领先的国际巨头主导。

国产替代加速推进，有望重构市场格局

半导体真空泵的国产化替代已跨越了从无到有的初级阶段，正处于由中低端市场向高端应用领域稳步渗透的关键时期。国内企业不仅在中低端市场实现了规模化应用，更在8英寸晶圆产线的部分非核心工艺环节取得了突破性进展，并已启动在12英寸先进产线的验证测试，标志着国产技术正逐步获得高端市场的准入资格。然而，国产进程仍面临严峻挑战，其核心瓶颈已从技术的有无转变为性能指标的差距。与国际顶尖产品相比，国产真空泵在平均无故障运行时间、极限真空度的稳定性，以及超细微颗粒与金属污染物的控制能力等方面仍存在可见差距。这些涉及可靠性与一致性的问题，成为制约其全面替代进口产品的关键障碍。

要实现真正突破，必须构建跨产业链的协同创新体系。这意味着真空泵制造商需要与上游的特种陶瓷、高性能涂层、精密轴承等材料及零部件供应商深度合作，共同攻克基础材料难题;同时，也要与下游晶圆制造客户建立联合研发机制，通过实际工艺需求驱动产品迭代，形成以应用促创新、以创新带应用的良性循环。

国产替代之路必将是一场渐进式的持久战。替代路径将遵循由易到难、由外围到核心的规律，从成熟制程和新建产线开始逐步积累运行业绩和市场信任。这一过程不仅需要企业自身持续投入研发，更离不开国家产业政策和资本市场的长期、耐心支持，唯有如此，才能最终打破海外垄断，实现半导体关键设备的自主可控。