真空技术是建立低于大气压力的物理环境，以及在此环境中进行工艺制作、物理测量和科学试验等所需的技术。真空技术主要包括真空获得、真空测量、真空检漏和真空应用四个方面。真空获得设备，即获得、改善和（或）维持真空环境的装置，主要指真空泵，是真空技术中最关键的设备种类。 真空相关知识
真空是指在指定空间内低于环境大气压力的气体状态，也就是该空间内气体分子数密度低于该地区大气压的气体分子数密度。完全没有气体的空间状态称为绝对真空，实际上是不存在的。在真空技术中，常用真空度来衡量真空状态下空间气体的稀薄程度，通常真空度用气体的压力值来表示。压力值越高，真空度越低；压力值越低，真空度越高。
常用的压力单位为Pa，1Pa压力是在1平方米的面积上作用1N的力；此外还有标准大气压1atm、托Torr、巴Bar等压力单位。一般认为在标准情况下760mm高的汞柱产生的压力为1atm，即1atm=760mmHg=101325Pa；1Torr=1/760 atm；1Pa=10ubar（微巴）=10^-2 mbar （毫巴）。通常可以把真空度划分为以下区段：低真空，10^5 Pa-10^2 Pa；中真空，10^2 Pa-10^-1 Pa；高真空，10^-1 Pa-10^-5 Pa；超高真空，＜10^-5 Pa。表1：真空度划分范围及应用领域
图源：中科仪招股说明书
真空泵分类及作用机理
按照工作原理的不同，真空泵分为气体传输泵和气体捕集泵两大类。气体传输泵可以被进一步分为变容真空泵和动量真空泵两类。变容真空泵是利用泵腔容积的周期变化来完成吸气和排气的装置，气体在排出前被压缩。可分为往复式和旋转式两种。动量真空泵是通过高速旋转的叶片或射流，把动量传输给气体或者气体分子，使气体连续不断的从入口传输到出口的真空泵。气体捕集泵是使气体分子被吸附或冷凝而保留在泵内表面上的一种真空泵，主要包括吸附泵、吸气剂泵、升华（蒸发）泵、吸气剂离子泵、低温泵等类型。
表2：气体传输泵的分类及应用
根据国际真空技术统计工作组（ International Statisticsfor Vacuum Technology，后文简称ISVT）的分类，将真空行业分为8个类别，包括粗真空、工艺真空、工业真空、半导体工艺真空、半导体外薄膜沉积、太阳能、仪器制造以及科学研究。
图1：ISVT根据真空度的不同要求和应用领域将真空行业分为8个类别
2019年真空泵市场规模为45.4亿欧元，其中半导体需求占比达到37%左右，半导体相关真空市场需求约17.3亿欧元（约135亿人民币）。
图2：2019年全球真空市场构成（按市场规模）
半导体工业是真空泵非常重要的应用领域，是当前主要的增长动力。目前真空泵已经广泛应用在半导体制造的多个工艺环节中， 包括刻蚀、 镀膜、 扩散等等。为了将制造过程控制在更小的尺寸上，越来越需要以更高的精度和均匀性执行更多的半导体制造过程步骤。为了实现这一点，半导体工艺必须在极度受控的真空环境中运行。随着功能和电路尺寸的减小，半导体制造中的工艺步骤数量将继续增加，从而导致真空设备需求的增加。此外，小型化还需要新的制造技术，如多模和EUV光刻技术，这将进一步推动半导体制造商采用真空系统。半导体制造中主要应用的真空泵类型包括干式真空泵以及涡轮分子泵。较早时，油式真空泵是半导体行业中常用的真空泵种类，目前干泵成为了半导体行业最主要的真空泵类型。与基于液体的水环泵、油封泵和蒸汽喷射系统相比，干泵设备除了能提高速度、工艺可重复性、灵活性和生产率之外，还能够显著节省运营成本、维护成本和安装空间。干泵设备的关键优势，不使用水或油来进行真空阶段的密封或者润滑，因为设备的运行成本非常经济，可让用户优化真空工艺。另外，干泵消除了工艺过程污染油或油搭载进入尾气处理系统的风险，他们不会产生废物、或者污染宝贵的溶剂、产品或环境。
光伏行业的快速发展也是推动真空泵需求快速增长的推动力。太阳能电池的若干生产过程与半导体类似，包括拉晶、镀膜等，也会用到干式真空泵。干式真空泵可用于光伏产业链中硅片的拉晶环节、电池片的钝化镀膜环节（ PECVD/ALD等设备）、组件的层压环节等。
全球真空领域的主要公司有Edwards（英国，被Atlas收购）、 Pfeiffer Vacuum（普发，德国）、 Ebara（荏原，日本）、 Kashiyama（坚山工业，日本）等，其中Atlas、Pfeiffer、 Ebara均为上市公司，这几家龙头公司均为成立多年的百年企业，在激烈的行业竞争中脱颖而出，技术实力雄厚。国内主要企业包括汉钟精机、中科仪、中科科仪等。Atlas（阿特拉斯·科普柯，瑞典）成立于1873年，以铁路设备起家，后陆续切入气动工具、压缩机、船用发动机、柴油机等，经过不断的兼并与剥离，目前集团有4块业务，分别是真空业务、压缩技术、工业技术、动力技术。真空业务（ Vacuum Technique）提供真空产品、排气管理系统、阀门以及其他相关产品，具体产品包括：（ 1）油封旋片真空泵；（ 2）干式真空泵；（ 3）涡轮分子泵；（ 4）液环真空泵；（ 5）减排和综合系统；（ 6）低温泵等；可用于半导体、平板显示、 LED、太阳能、光学涂层、科学研究等行业；除去设备之外，这部分还包括减排系统、设备监控、现场服务、备件、润滑油等。2021年Atlas收入约1109亿瑞典克朗（约716亿元），其中真空部门收入约292亿瑞典克朗（约190亿元），占比26.3%，真空部门近三年的营业利润率介于22%~25%之间。
图1：2021年Altas真空部门收入构成
Atlas的真空部门收入构成有3个维度可进行拆分：
从应用领域来看，电子行业收入占比达到70%，通用制造业和加工工业分别占比10%、 18%。从区域来看，以来自亚洲和大洋洲的收入为主，占比达到65%，其次为北美（ 21%），欧洲（ 13%），非洲/中东地区（ 1%）。真空部门的总收入中，设备本身占比为76%，同时相关的服务占比为24%。Atlas在真空领域进行布局，持续收购公司。继2014年收购Edwards， Atlas于2016年收购了另一家真空技术领域的领导者德国leybold（莱宝），并于2017年单独设立真空技术部门， 2019年7月Atlas收购了Brooks（布鲁克斯）的低温业务，此次收购包括低温泵运营公司、以及Brooks在爱发科低温真空（ Ulvac Cryogenics）有限公司50%的股份，进一步增强了其真空业务的全球竞争力。
Pfeiffer Vacuum于1890年成立，以电灯泡的真空设备起家， 1951年开发了用于核工业的真空泵，从此公司真空泵业务开始向多领域扩张， 1958年公司发明并推出分子泵， 1985年发明分流涡轮分子泵，2010年兼并了阿尔卡特朗讯的真空技术部门“adixen”， 2019 年10月公司在我国江苏无锡建厂，为真空领域的领先企业。
Ebara成立于1912年，目前旗下有3块业务，分别是：（ 1）流体机械及系统，主要包括泵、压缩机、涡轮机、鼓风机等，主要用于石油、天然气、液化天然气等；（ 2）环境工程，包括市政垃圾焚烧厂、工业垃圾焚烧厂、水处理厂等；（ 3）精密器械，包括干式真空泵、 CMP（化学机械抛光）设备、电镀设备及排气处理设备，主要用于半导体、平板显示、 LED和太阳能电池等领域。
汉钟精机：主要产品有螺杆式制冷压缩机和螺杆式空气压缩机，经过多年的发展，已成为中国大陆颇有实力的压缩机生产厂家。2021年总收入为29.8亿元，真空产品的收入为10.4亿元。根据公司投资者关系活动记录表，真空产品目前用于光伏和半导体行业，其中光伏行业主要在拉晶和电池片环节，拉晶环节占比较多，其次是电池片环节。在半导体行业，公司与国内部分机台商、晶圆厂都已有合作，目前有一定的小批量出货。光伏主要客户有晶盛、捷佳、高景、晶科、晶澳等，半导体客户有联电、力积电、华虹、芯恩、和舰等。
中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司（中科仪）是真空仪器设备制造企业，主要业务包括真空科研设备、 LED高端装备设备（包括PECVD、晶体生长炉等）、真空干泵及技术服务。根据公司招股说明书，公司在干式真空泵领域具有近20年的产品研发和生产经验，承担了“国家中长期科学和技术发展规划纲要（ 2006-2020）”、“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”（ “02专项”）、 “高档数控机床与基础制造装备”（ “04专项”）等国家科技重大专项，公司的干式真空泵产品已在中芯国际、长江存储、上海华力、北方华创等集成电路制造企业及集成电路装备制造企业通过工艺验证并批量应用，在光伏领域，公司干式真空泵产品已被隆基股份、晶盛机电等龙头企业大批量采购使用。
北京中科科仪股份有限公司（中科科仪），前身为中国科学院北京科学仪器研制中心（原中国科学院科学仪器厂），是中国科学院首家事业单位整体转改制企业。公司主要真空泵产品是分子泵及旋片泵，与一般的干式泵不同，分子泵主要应用于高真空和超高真空度范围，干式泵主要应用于低真空度范围。干式真空泵在大气压强下独立使用实现低真空，而分子泵的正常工作需要一定的启动压强，其无法在大气压强下直接工作，分子泵的正常工作要求连接干式真空泵等低真空泵种作为前级预抽真空泵使用，分子泵作为二级泵使用。
