深度拆解半导体设备非金属零部件的“黄金赛道”
1、半导体设备非金属零部件行业概况
晶圆厂采购的零部件通常可分为非消耗型（Non-Consumable）和消耗型（Consumable）两大类。其中，硅、石英、碳化硅等半导体设备非金属零部件因在使用过程中损耗较快，属于典型的消耗型零部件。各类非金属零部件在主要半导体设备中的应用情况如下：
（1）刻蚀设备
刻蚀设备中应用的非金属零部件以硅、石英、碳化硅材质为主。这类材料具有纯度高、耐腐蚀性强的特点，能够在反应腔体中有效减少颗粒缺陷，同时有助于聚焦和稳定等离子体，从而保障刻蚀工艺的精确性与稳定性。因此，硅、石英、碳化硅等零部件在刻蚀设备中用量较大，且更换周期相对较短。此外，陶瓷零部件也应用于刻蚀设备，但其使用寿命通常更长，更换频率较低。
随着摩尔定律的持续演进，芯片上集成的元器件数量约每18-24个月翻倍，推动芯片线宽不断微缩。线宽缩小使得晶圆制造的工艺步骤大幅增加，部分关键工序需重复百次以上。以7nm制程为例，其所需的刻蚀步骤已达140道，相比14nm制程提升约115%。这对刻蚀设备在均匀性、选择比、刻蚀速率等方面提出了更高要求，也促使刻蚀设备在先进产线中的投资占比持续提升，进而带动对硅、石英、碳化硅等消耗型非金属零部件的强劲需求。
（2）薄膜沉积设备
薄膜沉积设备中应用的非金属零部件以陶瓷材质为主。陶瓷材料具备良好的耐腐蚀性和耐高温性，能够在反应室中承受腐蚀性气体和高温环境的长期影响。采用陶瓷材料制成的零部件，如陶瓷筒、陶瓷板等，通常每1-3年需更换一次。
2、半导体设备零部件市场规模
2025年，在国内晶圆厂的半导体设备零部件整体约230亿元的采购额中，向零部件厂商直接采购的占比达到了71%以上，采购额达到165亿元左右。未来，随着国内晶圆厂加大对零部件厂商的采购力度，预计向零部件厂商直接采购的比例将逐步上升。预计到2030年，国内晶圆厂向零部件厂商直接采购的占比将达到80.3%以上，采购额将达到300亿元以上。
2024-2030年中国晶圆厂零部件采购额规模预测（亿元）
资料来源：普华有策
3、半导体设备非金属零部件细分市场规模预测分析
由于非金属零部件损耗较多，相较于金属零部件，其采购更偏向消耗型，晶圆厂也更倾向于直接向零部件厂商采购这类产品。
2025年，国内晶圆厂非金属零部件采购总额约为145亿元，其中直接采购金额达106亿元左右，占比73%以上。未来，随着晶圆厂对关键零部件供应链自主把控能力的持续增强，以及对本土供应商的积极扶持，直接采购比例有望进一步提升。预计到2030年，国内晶圆厂非金属零部件采购总额将增长至300亿元，其中直接采购占比将超过90%，采购额预计突破220.0亿元。
2024-2030年中国晶圆厂非金属零部件采购额规模预测（亿元）
资料来源：普华有策
(1）石英零部件市场规模
2025年，在晶圆厂43亿元左右的石英零部件采购额中，向零部件厂商直接采购金额超过27亿元，占比65%左右，预计在2030年占比高达80%以上。
2025年中国晶圆厂石英零部件采购额占比（%）
资料来源：普华有策
（2）陶瓷零部件市场规模
2025年，晶圆厂向零部件厂商直接采购金额为25.6亿元左右，占比67%以上，预计2030年占比可达76%。
2025年中国晶圆厂陶瓷零部件采购额占比（%）
资料来源：普华有策
（3）硅零部件市场规模
2025年，在晶圆厂约57亿元的硅零部件采购额中，向零部件厂商直接采购金额为48亿元左右，占比85%以上，预计2030年可达100亿元以上，占比超90%。
4、半导体设备非金属零部件行业发展趋势分析
综合来看，在国家“十五五”规划强调的“科技自立自强”、“新质生产力”及“产业链安全”等战略引领下，中国半导体设备非金属零部件行业正迎来一个由市场需求爆发、国产化替代深化、技术创新升级共同驱动的黄金发展期。
（1）市场空间持续扩大，需求由技术进步驱动
半导体设备非金属零部件的市场空间正在被先进制程的技术进步显著拓宽。随着芯片线宽不断缩小（如向7nm及以下节点发展），晶圆制造的工序道数大幅增加，其中刻蚀步骤的数量成倍增长。这直接拉动了对刻蚀设备的需求，进而增加了对硅、石英、碳化硅等消耗型非金属零部件的采购量。同时，薄膜沉积设备等也对陶瓷零部件有持续稳定的需求。
（2）国产化进程加速，自主可控成为核心主线
“十五五”规划将“科技自立自强”置于核心位置，明确提出要采取超常规措施，全链条推动集成电路等重点领域关键核心技术攻关取得决定性突破。在这一背景下，半导体设备零部件的国产化不再是单纯的经济行为，而是上升到国家战略高度的必然选择。
（3）技术创新引领高端突破，聚焦新质生产力
在“十五五”规划强调因地制宜发展“新质生产力”、推动科技创新与产业创新深度融合的背景下，半导体设备非金属零部件行业正加速从简单替代迈向高端引领。一方面，材料端实现突破，规划建议重点布局集成电路材料，推动大尺寸硅片、碳化硅/氮化镓衬底等高端硅基材料的攻关，长飞光纤等龙头企业也聚焦石英材料赛道加快产业布局，硅产业向高端化、智能化、绿色化迈进。另一方面，产品端持续升级，我国半导体装备从“追赶替代”转向“路径创新”，非金属零部件（如先进陶瓷零部件）不再仅满足基本功能，而是向高精度、高洁净度、高耐腐蚀性和复杂集成功能发展，以满足GAA（环绕栅极）、3D集成等新技术路径的需求，其中陶瓷零部件中的静电卡盘等高附加值产品成为攻关重点。
（4）供应链协同与产业生态重构
为了破解产业链“散、弱、乱”的瓶颈，“十五五”期间将更加强调龙头企业“链主”的带动作用，通过上下游企业的协同创新，构建共生共荣的产业生态。零部件企业将更早地参与到晶圆厂和设备制造商的新产品研发过程中，形成“技术研发—中试—产业化”的全链条创新体系。这种深度协同将有助于加快非金属零部件的验证周期和应用迭代，提升整个产业的竞争力。
综上所述，在“十五五”规划的指引下，半导体设备非金属零部件行业不仅将享受市场规模扩大带来的红利，更将在国产化替代和技术升级的双重驱动下，迈向产业链更高端。对于行业内的石英、陶瓷、硅材料及零部件制造商而言，未来五年将是确立行业地位、实现跨越式发展的关键机遇期。
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