点亮“人造太阳” 我国真空室行业需求井喷但市场挑战犹存

2025-10-23 10:29

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前言：

真空室作为能在内部创造并维持高真空环境的核心结构，是众多尖端科技不可或缺的“摇篮”。当前，中国真空室行业正迎来前所未有的历史机遇。下游半导体产业在“国产替代”浪潮下晶圆厂大规模投产，以及新能源领域核聚变项目密集启动与光伏产能全球集中，共同催生了旺盛需求。然而，行业迈向高端化仍面临高端技术壁垒、核心部件进口依赖、专业人才稀缺和巨额资金投入四重挑战。展望未来，通过产学研攻坚、供应链协同、人才战略与资本创新四轮驱动，中国真空室企业有望在破解“卡脖子”难题的同时，驶入高质量发展的快车道。

1、真空室为反应构建高真空环境及设施结构支撑

真空室是重要的环形容器，其内部创造出一个高真空环境，以维持等离子体的存在。等离子体在这样的环境下不会与任何物质接触，从而减少热损失并保持其超高温状态。真空室同时也承担着支撑整个设施结构的作用。真空室内部有基本的室内部件和可置换的部件，包括孔栏、加热天线、包层模块、试验包层模块、偏滤器模块以及诊断模块等。材料端，真空室主要材料为可耐受高能中子辐照的不锈钢、铁素体马氏体钢等。

ITER真空室整体结构与40°扇区结构

<strong>ITER真空室整体结构与40°扇区结构</strong>

资料来源：《真空》

在产业链方面，真空室行业上游主要分为原材料和核心部件两个部分，其中原材料中超高纯不锈钢、铝合金（如304、316L不锈钢）是主流材料，其冶炼和加工技术直接影响真空室的出气率和寿命，而特种陶瓷、金属密封材料等也至关重要；核心部件：真空泵、阀门、密封件、真空计、传感器等，这部分目前仍由爱发科、普发、安捷伦等国际品牌占据高端市场，国产化替代空间巨大。真空室行业下游主要是半导体、光伏、真空炉、汽车、航空航天等。

真空室行业产业链图解

<strong>真空室行业产业链图解</strong>

资料来源：观研天下整理

2、晶圆产能扩张、核聚变项目密集启动等下游需求旺盛，我国真空室行业蓬勃发展

根据观研报告网发布的《中国真空室行业发展深度研究与投资前景分析报告（2025-2032年）》显示，近年来，我国真空室行业蓬勃发展，其主要得益于下游多个战略性与前沿性领域的强劲驱动。首先，半导体产业的自主可控与扩张是当前最大且技术门槛最高的驱动力量。在“国产替代”浪潮的推动下，国内晶圆厂大规模建设，对刻蚀、薄膜沉积、离子注入等关键设备的真空工艺腔体产生了暴增需求。作为这些设备的核心反应容器，真空室的洁净度、真空保持能力及结构稳定性直接决定了芯片制造的良率。

我国半导体晶圆厂投产或试产情况

厂商名称	投产或试产进展
长江存储	首条全国产化产线预计2025年下半年试产，当前产能已逼近每月13万片晶圆，232层TLC芯片（X4-9070）已成功出货。项目投产后，其NAND闪存全球市场份额有望从8%提升至15%以上，直接挑战三星、SK海力士的垄断地位，标志着我国存储芯片自主可控迈出关键一步。
长飞先进武汉基地	5月28日投产，总投资超200亿元，达产后年产36万片6英寸碳化硅晶圆（可满足144万辆新能源车主驱芯片需求）。投产时首款芯片良率达97%，依托A3级别天车系统的技术优势，已与全球头部车企达成合作，填补了湖北高端碳化硅器件制造的空白
陕西电子芯业时代	预计9月试产的8英寸高性能特色工艺产线，总投资45亿元，设计月产能5万片（未来可扩至10万片），聚焦中高端功率器件，应用于轨道交通、新能源汽车领域。作为西北首条8英寸特色工艺产线，将弥补陕西在该领域的空白，推动区域半导体产业升级。
湖州汉天下电子	7月18日SAW滤波器产线通线，首期月产能1万片晶圆，总投资14亿元，规划年产2.64亿套移动终端及车规级射频模块。项目将打破国外在SAW滤波器领域的部分垄断，提升国内射频芯片自给率。
重庆奥松半导体	7月14日搬入首台光刻机，8英寸MEMS特色芯片IDM基地进入设备调试阶段，冲刺8月底试产、四季度产能爬坡，将为MEMS传感器市场提供更多国产选择。
安徽华鑫微纳	5月完成首批产品成功串线，这标志着全国首条8英寸MEMS晶圆全自动生产线在蚌埠正式投产，预计9月底量产。全部建成投产后，将具备月产3万片晶圆的能力，成为国内产出最大的MEMS晶圆生产线。
润鹏	润鹏半导体12吋集成电路生产线项目及方正微8英寸SiC生产线，均于2024年底通线，预计今年正式量产。润鹏半导体项目一期总投资220亿元，聚焦40纳米以上模拟特色工艺，建成后将形成年产48万片12英寸功率芯片的生产能力。
安意法半导体	8英寸碳化硅外延、芯片项目已于2025年2月实现通线，首次建设产能2,000片/月，将在三季度末实现大规模的批量生产。该项目是三安光电和意法半导体在重庆合资建设的8英寸碳化硅芯片厂，该项目预计投资总额达32亿美元（约233.6亿人民币），规划年产8英寸碳化硅车规级MOSFET功率芯片48万片，预计将于2028年全面达产。

资料来源：观研天下整理

与此同时，新能源产业的蓬勃发展为真空室市场开辟了广阔空间。例如，在光伏领域，真空室是PECVD、LPCVD等镀膜设备的关键部件，用于提升光伏电池的转换效率；在全球产能向中国集中的推动下，其市场需求被持续拉动。而在前沿的核聚变领域，托卡马克装置的核心正是一个巨型、特制的超高真空室，国家对“人造太阳”等项目的投入催生了对极端工况真空室的尖端制造需求。随着国家队主导科研推进，商业化公司负责项目落地，相关招标及建设进程密集启动，对真空室行业需求也将随之增加。例如，中国核工业西南物理研究院，其商业化公司中国聚变能建造的HL-3装置（环流三号）是我国目前设计参数最高、规模最大的常规磁体托卡马克装置，2025年3月首次实现1.17亿摄氏度的原子核温度及1.6亿摄氏度的电子温度，取得显著突破。

2025年9月中核集团中国聚变公司首次公开亮相，高温超导HL-4装置有望于沪建设；中国科学院合肥等离子体物理研究所建造的低温超导托卡马克装置EAST于2025年1月首次完成1亿摄氏度高质量燃烧，取得突破进展，低温超导托卡马克装置BEST于2025年10月实现杜瓦底座交付、落位安装于BEST装置主机大厅，磁体、真空室等核心部件也将陆续启动招标、安装，预计2027年完工。新奥科技建造了中国首台球型托卡马克装置，其玄龙-50于2023年升级为玄龙-50U，并于2024年1月正式启动并实现等离子体放电，力图探索球形环氢硼聚变关键问题的解决方案。

我国核聚变主要项目

项目名称	技术路线	当前状态	最近进展/成果	beplay网站地址额	未来规划/目标
EAST	低温超导托卡马克实验装置	建成	2025年1月实现1066秒长脉冲高约束模等离子体运行。	——	完成装置集成测试与并网调试，目标实现连续发电功率100兆瓦。
BEST	磁约束环形托卡马克（紧凑型低温超导托卡马克）	在建（进入密集招标期，预计2027完工）	世界首个紧凑型聚变能实验装置。2024年11月BEST项目首批部件氚水罐吊装完成。	总投资约150亿元	Q>5，实现氘氚燃烧等离子体稳定运行并演示发电。
CFEDR（CFETR）	磁约束环形托卡马克	规划中，预计2035年前完工	CFEDR为中国聚变工程示范堆项目，近年来，CFEDR集成工程设计工作正在快速推进。	CFETR直接成本预估为152亿美元	关键系统部件研究，Q>30，工程示范堆.预计2030s建成。
CRAFT(夸父)	超高温、超低温、超高真空、超强磁场的综合性研究平台	建设中，预计2025年底全面建成	2025年3月，1/8真空室及总体安装平台通过专家组测试与验收，标志着系统研制水平及运行能力达到国际先进水平。	总投资20.96亿元	评估偏滤器系统与超导材料/磁体系统在堆工情况下的服役性能，为磁约束核聚变堆设计、聚变堆核心技术研发、热与粒子排除关键问题、大规模低温超导技术、强流离子束及基础等离子体研究、深空探索等方面的研究和探索提供技术支撑。
星火一号	高温超导聚变-裂变混合堆	规划中，预计落地江西	2025年已完成瑶湖科学岛一期二次结构施工。	总投资200亿元	预计29年建成，32年并网发电。计划2029年实现商业化发电。Q值超30，连续发电功率达100MW。
Z-箍缩聚变-裂变混合堆	混合堆-Z箍缩	规划中，预计2035年开始建设	已初步完成了热功率为3000兆瓦的Z箍缩聚变—裂变混合反应堆概念设计。	50亿人民币	在2035年开始建造100MW级电功率Z-箍缩聚变-裂变混合堆，2040年进行发电演示。
HL-3（“环流三号”）	常规磁体磁约束聚变托卡马克	建成	2025年5月29，综合参数聚变三乘积再创新高，达到10的29次方量级。	——	验证聚变堆物理与工程可行性，预计核聚变应用将在2045年左右进入示范阶段，有望在2050年前后实现商业化发电。
等离子体源与诊断平台研发中试项目	——	在建	——	超5000万元人民币	推进线性装置物理及工程设计。
神光III	高峰值功率激光技术的激光装置	建成	2015年建成并成功进行了一次全功率打靶实验，输出能量181.3kj。	——	将继续研制"神光IV"核聚变点火装置。
SUNIST-2	磁约束-球形托卡马克	建成	2024年上半年，SUNIST-2将通过重复磁重联将等离子温度加热到1700万度（离子温度）。	融资额数亿人民币	2026年Q2第一等离子体。2027连续稳定的通过重复稳定的方案将等离子体加热到1亿度。
Xeonova-1	磁约束-场反位形（FRC）	在建	2025年2月，自主研发和建设的场反位型装置Xeonova-1成功实现放电。	天使轮投资，融资数亿元人民币	推进场反位型装置的研发和优化。
HH77（洪荒70）	磁约束托卡马克（高温超导）	建成	2024年成功实现等离子体放电。	洪荒70pre-A轮融	2027年完成洪荒170的建设，2030年后资近4亿元，目前能量奇点计划建成可用于示范性聚变发电。其累计融资近8亿元站的托卡马克装置。
HH170	磁约束托卡马克（高温超导）	概念设计	已在工程设计阶段，2025年开始工程设计。	洪荒70pre-A轮融
EXL-50（玄龙-50）	磁约束-球形托卡马克	建成	装置实现百万安倍氢硼等离子体放电.稳定运行四年，创ECRH无感驱动世界纪录。2023年升级为玄龙-50U，性能显著提升。	累计投入超40亿元	作为下一代和龙-2装置的前序平台，旨在探索球形环氢硼聚变关键问题的解决方案。
EXL-50U（玄龙-50U）	常温装置	建成	2024年1月正式启动并实现等离子体放电。	累计投入超40亿元	作为下一代和龙-2装置的前序平台，旨在探索球形环氢硼聚变关键问题的解决方案。
EHL-2（和龙2）	氢硼聚变能	概念设计	目前处于物理设计阶段。	60亿元	验证球形环氢硼热核聚变反应率、建立实验定标律等。
CTRFR-1	（磁约束球形托卡马克）高温超导	概念设计	正在完成CTRFR-1的设计，并于清华大学团队合作建设高温超导线圈。	——	目标是连续稳定地通过磁重联加热的方式，达到氘氚聚变所需的1亿度温度。预计这一阶段将在2027年左右完成。

资料来源：观研天下整理

最后，传统产业的升级与新应用的拓展则为真空室行业提供了稳健而多元的增长基础。在航空航天、工具模具领域，真空热处理炉的需求随着对零部件性能要求的提升而稳步增长；真空镀膜技术广泛应用于消费电子、汽车、光学镜头等领域；同时，在医药与食品行业，真空冷冻干燥与真空包装等应用也在不断拓展市场边界。

3、我国真空室行业仍然面临诸多挑战，企业应该如何应对？

不过，当前，我国真空室行业在迈向高端化的进程中主要面临四重关键挑战。首先，高端技术壁垒依然高企，尤其在半导体超高真空领域，我国在材料放气率与微缺陷控制、以及无变形无疤痕的特种焊接工艺方面，与国外领先水平仍存差距。

其次，产业链自主性存在短板，高性能分子泵、磁流体密封件、真空计等核心部件长期依赖进口，不仅带来“卡脖子”风险，也造成显著的成本压力。

再者，复合型人才极度稀缺，行业急需同时精通真空物理、材料与焊接工艺的工程师，而这类人才培养周期长，当前缺口巨大。

最后，巨额资金投入构成门槛，高端真空室的研发与生产依赖大型数控机床、电子束焊机等昂贵设备及精密检测仪器，对企业的资金实力提出了极高要求。这些因素共同构成了制约真空室行业发展的关键瓶颈。

基于此，真空室企业应突破技术壁垒、化解供应链风险、弥补人才缺口、创新融资与集约发展。

对真空室企业为应对挑战提出的策略与建议

要点	建议	策略
突破技术壁垒：从“跟随”到“并行”	成立产学研用一体化攻关联盟。由龙头企业牵头，联合顶尖科研院所，针对特定“卡脖子”工艺（如超高真空焊接、特种材料精炼）设立专项课题，共享研发成果。	推行“首台套”政策激励，鼓励下游晶圆厂、设备商为国产高端真空室提供验证、试用机会，通过实际应用反馈加速技术迭代。集中力量实现单一品类的深度突破，而非全线铺开。
化解供应链风险：实现核心部件自主可控	通过股权投资、战略合作等方式，与国内上游核心部件厂商（如分子泵、真空计企业）深度绑定，共同研发，优先验证和采购国产部件。	制定分阶段的国产化替代路线图。先从技术门槛相对较低的部件开始替代，逐步向高端部件渗透。同时，建立多元化国际采购渠道，降低短期断供风险。
弥补人才缺口：构建长效人才培养与吸引机制	企业与高校合作设立“真空科学与工程”定向培养班，共同制定课程，提供实习岗位，提前锁定优秀毕业生。	实施“内外结合”的人才战略。内部建立完善的导师制与技能培训体系；外部不惜重金引进具有国际视野的顶尖专家和技术带头人，以其为核心打造专业团队。
缓解资金压力：创新融资与集约发展	积极利用科创板、专项产业基金等资本市场工具进行融资。同时，主动申请国家“卡脖子”工程专项、制造业转型升级基金等政府资金支持。	业务模式上，可由重资产的“全能型”制造，向“轻资产设计+核心工艺自制+非关键部件外包” 的模式转变，聚焦核心价值环节，优化资金使用效率。