很多人聊晶圆厂,第一反应是光刻机、刻蚀机。但设备装好了,还不能马上生产。
光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入这些工序,对空气、气体、化学品和水的纯度要求都极高。空气里多一点分子污染物,或者管道里混入少量水分和颗粒,都可能造成光刻图形缺陷、金属腐蚀,甚至直接影响晶圆良率。
所以一座晶圆厂建起来以后,还得配一整套洁净室系统。洁净室内部包含装修、电力、消防、防微振等很多部分,但跟晶圆生产直接相关的核心系统,主要就三套——一套负责空气,一套负责把高纯介质送到机台,还有一套处理有毒废气。
为什么是现在?四组数据可以回答。
第一组,晶圆厂的钱正在实打实地往外花。 据行业机构统计,中国大陆2026至2028年12英寸晶圆厂投资总额约940亿美元,未来四年有望保持每年300亿美元以上的半导体投资规模。中芯国际2025年资本开支81亿美元,2026年规划大致持平;华虹2026年9月公告拟建无锡三期,月产能约5.5万片,总投资约280亿元;长鑫、长江存储扩产同步推进。
第二组,产能盘子还在扩大。 据芯思想数据,2025年中国内地已建12英寸晶圆厂58座,规划产能合计290万片/月,实际开出约210至220万片/月;在建19座,另有22座规划兴建或改造,全部建成后月产能合计约480万片。
第三组,洁净室吃掉的投资比例不低。 洁净室在半导体总资本开支中价值量占比约10%至15%(不同测算口径区间为10%至21%),2025年国内半导体洁净室投资约504亿元。有券商测算,2026至2028年洁净室建设产值分别约为207亿、252亿和305亿美元,同比增速6%、22%和21%。
第四组,供给端的门槛在抬高。 先进制程已要求ISO 1级洁净标准——每立方米空气中0.1微米以上颗粒不超过10个,AMC(气态分子污染物)浓度要控制在百亿分之一以下。FFU满布率需达80%以上,核心洁净室工程师培养周期长达2至3年。
一句话:制程越先进,环境控制就越从"配套项"变成"决定项"。
二、三大系统:晶圆厂的"肺、血管、肾"第一套:空气净化系统(HVAC),也就是"肺"它由新风机组、FFU(风机过滤单元)、干冷盘管三部分构成。气流路径是:新风与回风混合,经FFU送入生产区,循环过滤降温后再回风。FFU里的核心是高效或超高效过滤器。
这里的门道有两层。
一层是洁净度。 除了颗粒物,更要命的是AMC——酸性气体、碱性气体、有机分子、水汽、掺杂物,肉眼看不见,却会直接影响光刻图形和金属腐蚀。制程越先进、线路越细,对这些东西越敏感。
另一层是能耗。 一座大型晶圆厂可能安装几千到上万台FFU,24小时常年运转。单台FFU如果多耗10瓦电,几万台设备一年增加的电费就可能达到数百万元。所以"过滤阻力"和"风机效率"在这个行业是硬指标,不是营销话术。
还有一点决定了这门生意的属性:过滤器是要定期换的。初中效过滤器一般6至12个月更换,高效过滤器使用周期约2至8年。也就是说,厂子建完只是开始,后面十几年只要产线在跑,耗材就得一直换。
第二套:高纯工艺系统,也就是"血管"它负责把高纯气体、高纯化学品和超纯水,从储存端稳定输送到生产设备。中间要经过管道、阀门、泵和各种控制设备。如果输送过程中混进水汽、金属离子或颗粒,前端生产出来的高纯材料就白费了。高纯介质中不纯物的体积比浓度要维持在ppm、ppb级别。
其中超纯水这一块容易被低估。一座12英寸晶圆厂每天要用掉数千吨甚至上万吨超纯水,水里的离子、颗粒、有机物、硼和微生物都要去除,电阻率还要稳定在18.2兆欧·厘米左右——这基本是纯水的理论极限。半导体制造中超过80%的工序都要用到它。
难点在哪?不是"做出来一次",而是稳定地做出来,并且稳定十年。
第三套:工艺废气治理系统,也就是"肾"晶圆生产会产生大量特殊废气,既有酸碱气体和有机废气,也有磷化氢、砷化氢这类剧毒又易燃的成分。
这套系统的特殊性在于:它不是末端环保设施,而是与产线深度耦合的安全系统。处理设备出故障,产线可能被迫停机;排气管道一旦泄漏,污染物会反向灌进洁净室。所以晶圆厂一般在机台旁先装Local Scrubber(就地废气处理设备),把危险废气先处理一道,再送中央系统继续治理。不同气体的处理方式也不同,水洗、燃烧、吸附、冷凝,得按工艺来设计。
三、产业链怎么拆:四层结构 + 一个"倒金字塔"把这条链从终端往上游拆,是四层:
· 第四层·系统集成——把设备、厂房结构、电力、暖通整合交付,属于工程业务。
· 第三层·系统设备——三套核心系统的设备与集成,是这条链的主体。
· 第二层·核心零部件——管道、阀门、腔体、真空泵、精密件,直接接触高纯介质。
· 第一层·基础材料与精密仪表——滤材、膜材料、树脂、特种金属,以及高精度在线仪表。
这四层的国产化进度,呈现明显的"倒金字塔":越靠近终端系统集成,国产化率越高;越靠近上游材料与精密仪表,国产化率越低。
原因是不同层级的难度来源完全不同。系统集成拼的是工程经验和客户信任,靠项目数量可以积累;核心设备拼的是产品性能和认证,需要时间跨越;零部件拼的是材料纯度和批量一致性,积累周期更长;而材料与精密仪表拼的是基础科学和长期稳定性验证,客户认证周期常达2至3年,很难加速。
看几个具体数字:高纯特气设备及系统,国内厂商在中国大陆主流12英寸晶圆厂49个项目中的市占率已经达到46.9%,化学品设备及系统为29%;FFU与过滤器方面,国内厂商在半导体洁净室的份额约30%;而超纯水设备整机国产化率仅约两成出头,反渗透膜约30%、EDI膜堆约25%、离子交换树脂约40%,高精度电阻率仪、颗粒计数器、高端抛光混床树脂、0.1微米级过滤膜仍大量依赖进口。
所以"国产替代空间大"这句话,得先问一句:说的是哪一层?
四、相关公司逐个梳理空气净化环节
· 美埃科技——国内少数同时具备FFU与过滤器生产能力的厂商,国内半导体洁净室市占率约30%。2026年上半年营收10.79亿元,同比增长15.46%;FFU、过滤器及洁净室天花板/墙壁系统合计贡献73.72%的收入,毛利率31.38%。长期服务中芯国际,为其成都、武汉、上海、北京、天津、深圳等多个基地供货。一个比市占率更值得看的数字:2025年替换耗材收入已占总营收约30%,存量设备越用越老,这个比例理论上还会往上走。上半年研发投入4,065.53万元,占营收3.77%;经营现金流同比减少47.67%,公司称系阶段性回款节奏放缓。
· 再升科技——位置更靠上游,做过滤材料,包括超细玻璃纤维、高效空气滤材和PTFE膜。2026年上半年干净空气材料收入2.32亿元,占比35.54%,毛利率33.62%,明显高于无尘空调业务的16.75%。截至2026年6月底超细纤维棉产能已达12万吨。需要注意的是,它的客户不止来自半导体,晶圆厂扩产对业绩的拉动没有那么直接。
· 创元科技——旗下江苏苏净覆盖面更广,除净化设备外,还能承接洁净室工程、暖通空调、超纯水、废水和废气治理。2026年上半年洁净设备及工程收入10.13亿元,占公司总营收44.86%,毛利率16.16%。洁净环保业务占比不足五成,半导体弹性会被其他业务稀释。
高纯工艺环节
· 正帆科技——做高纯气体和化学品供应系统,同时自销特种气体和大宗气体。2026年上半年营收22.30亿元,同比增长10.56%,半导体收入占比70%;新签订单32.3亿元,同比增长62%。一个关键信号:其OPEX(运营期业务)收入占比由上年同期的37%提升至60%,新签订单占比由46%提升至63%,主动从"建厂时卖设备"向"厂子跑起来后持续供货"迁移。代价也有,上半年归母净利润转亏,公司解释系2024年起为保份额采取激进定价策略导致毛利下降。
· 至纯科技——集中在高纯特气和高纯化学品系统。截至2025年,在中国大陆主流12英寸晶圆厂49个项目的中标结果中,特气设备及系统市占率达46.9%,化学品设备及系统市占率29%。2026年上半年新签订单29.62亿元,已超2025年全年的25.34亿元;6月底在手订单144.55亿元,剔除长期订单为63.99亿元。但同期营收10.20亿元,同比下降36.57%,归母净利润亏损2.87亿元——原因是单个项目规模扩大、执行周期拉长,当期完工项目减少。同期的正面信号是:经营现金流从上年同期的-5.63亿元转正至+1.72亿元,研发费用1.41亿元、同比增长19.28%。
· 新莱应材——做高纯系统上游零部件,产品包括高纯管道、阀门、真空腔体和真空泵,直接接触高纯气体和化学品,对材料纯度和洁净度要求很高。相关产品已通过美国前二半导体设备厂商认证并成为一级供应商。2026年上半年泛半导体业务收入5.65亿元,同比增长28.12%,占营收36.56%,毛利率24.19%;海外收入占比25.12%。
· 深桑达A(中电环境)——超纯水系统集成的国内参与方之一,曾参与长鑫、华虹半导体、长江存储和上海积塔等项目。这个环节国内集成厂商数量不多,超纯水也是整条链上国产化进度相对靠后的一环。
工艺废气治理环节
· 盛剑科技——同时做Local Scrubber、工艺排气和中央废气治理。2026年上半年营收4.52亿元,集成电路行业占76.36%,半导体显示占22.34%;绿色厂务系统和废气治理设备分别占收入68.99%和25.04%。已进入中芯国际、华虹半导体、北方华创、士兰微及多家面板厂商供应体系。需要客观看待的是:营收已连续几年下行(2022H1为5.52亿元,2026H1降至4.52亿元),上半年归母净利润亏损0.98亿元,毛利率10.60%、同比下滑15.8个百分点。公司正在往设备自研迁移,研发费用同比增长43.65%,真空泵、工艺废气处理设备、温控设备、分子泵、低温泵等处于客户验证与批量导入阶段,这个迁移过程本身是烧钱的。
系统集成环节
· 亚翔集成——主要做半导体洁净室和机电工程,特点是把CFD气流模拟用在洁净室设计里,先在电脑里模拟空气怎么流动、污染物往哪扩散,再调整新风和回风设计。2026年上半年营收25.48亿元,同比增长51.36%,归母净利润4.90亿元,同比增长204.80%。海外收入占68.21%,毛利率30.14%,国内业务毛利率11.60%。2026年4月新加坡分公司获31.154亿元海外机电工程订单,上半年已确认4.09亿元收入。
· 柏诚股份——主做国内半导体洁净室,长期服务京东方、TCL华星、华虹半导体、中芯国际和长鑫科技等客户。2026年上半年新签订单58.33亿元,已超2025年全年的37.6亿元,期末在手订单56.3亿元。特色是"二次配"业务——主体洁净室建好后,围绕新增设备继续增加管道、电气和相关配套。上半年二次配收入占20.58%,新签订单中占35.54%,且该业务毛利率高于公司整体水平。
· 圣晖集成——近年重心在东南亚扩张,已在越南、泰国、马来西亚和印尼设子公司,主要承建半导体封测和PCB厂房洁净室。2026年上半年境外收入占41.93%,期末在手订单29.30亿元,同比增长4.13%。
五、跟踪时该看什么,风险在哪里比"新签订单金额"更有信息量的四个指标:
在手订单的期限结构——要区分长期订单与可执行订单;合同负债的变化——反映预收款与项目启动节奏;经营性现金流的方向——工程类业务利润与现金流常常背离;替换耗材与OPEX收入占比——衡量商业模式从"一波流"向"复购型"迁移的程度。
风险同样要摆清楚:
一是周期风险,半导体资本开支具有明显周期性,下游扩产节奏放缓会直接传导。二是确认节奏风险,工程与系统业务收入依赖施工进度与验收,订单与收入存在时滞。三是现金流风险,工程业务普遍垫资,回款放缓会侵蚀现金。四是价格竞争风险,部分环节为保份额采取激进定价,毛利承压。五是国产化进度风险,上游材料与精密仪表的突破周期长。六是验证不确定性,新产品从送样到批量交付到规模放量,每一阶段都可能卡住。七是海外经营风险,出海涉及签证派遣、出口管制与地缘政策等变量。
数据来源: 各公司2026年半年度报告及公开披露信息、券商行业专题研究报告、SEMI、芯思想及行业研究机构公开数据。不同统计口径下数据可能存在差异,以公司公告为准。
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