3D NAND堆叠层数持续提升，带动薄膜沉积设备在芯片产线资本开支中的占比从2D时代的18%升至3D时代的26%，成为仅次于刻蚀的核心工艺环节。在国产替代加速的背景下，最受益的龙头主要集中在两大方向：一是PECVD领域国内唯一实现产业化的拓荆科技，二是在溅射PVD领域打破海外垄断的北方华创，两者在ALD这一“兵家必争之地”也均有布局。
3D NAND如何重塑薄膜沉积需求
芯片向3D化方向发展后，堆叠层数与薄膜工艺直接挂钩。以3D NAND Flash产线为例，薄膜沉积设备占资本开支的比例从2D时代的18%提升至26%，而光刻设备的占比则从38%降至18%。这一结构性变化，使薄膜沉积设备的需求逻辑与刻蚀设备趋同——制程进步带来工序量增加，3D结构则直接拉高设备价值量。
从全球市场看，半导体薄膜沉积设备市场构成较为分散，占比最大的PECVD份额约为33%，溅射PVD约为19%，管式CVD为12%，而需求增长最快的ALD虽然当前占比仅11%，却是先进制程和3D结构的核心环节。
全球格局与国产替代主力
全球薄膜沉积设备各细分赛道长期由国际巨头主导：应用材料在PVD领域占据约85%份额，在CVD和ALD领域分别约为28%和29%；东京电子在ALD领域份额约45%；泛林半导体在CVD和ALD领域分别约为25%和26%。国内市场中，CVD和PVD的合计市场需求已达百亿元级规模，但国产化率总体仍在10%左右，替代空间广阔。
当前国产替代的两大主力分别是拓荆科技与北方华创，两者在技术覆盖上各有侧重：
| 厂商 | 优势领域 | 技术覆盖 | 3D NAND相关进展 |
|---|---|---|---|
| 拓荆科技 | PECVD（国内唯一实现产业化） | PECVD覆盖180-14nm逻辑芯片、64/128层3D NAND；PEALD可用于14nm及以下逻辑芯片 | 产业化验证覆盖32-128层3D NAND FLASH；ALD产品针对128层以上3D NAND处于研发阶段 |
| 北方华创 | 溅射PVD（已推出13款产品，覆盖90-14nm） | PVD覆盖90-14nm；ALD覆盖至28nm；CVD以LPCVD和APCVD为主 | ALD产品应用于3D NAND工艺 |
拓荆科技在PECVD领域实现了产业化突破，其产品已进入中芯国际、华虹集团、长江存储等主流晶圆厂；北方华创的PVD产品覆盖90-14nm多个制程工艺，打破了应用材料在该领域的垄断，且对下游议价能力较强。
常见问题
为什么ALD被称为薄膜沉积的“兵家必争之地”？
ALD能对薄膜厚度实现原子层级别的精确控制，可满足先进制程和3D结构对薄膜均匀性与保形性的严苛要求。在FinFET等先进制程的SADP工艺中，ALD沉积的硬掩膜层厚度直接决定最终器件尺寸，是制约芯片先进程度的核心因素之一。
拓荆科技和北方华创在薄膜沉积领域如何分工？
两家公司重合度并不高：拓荆科技的优势在PECVD，是国内唯一实现该设备产业化的厂商；北方华创的优势集中在溅射PVD，产品已覆盖90-14nm制程。在ALD领域两家均有布局，拓荆科技的PEALD覆盖至14nm及以下节点，北方华创的ALD产品覆盖至28nm。
国产薄膜沉积设备的替代空间有多大？
国内薄膜沉积市场长期由国际巨头主导，国产化率总体仍在10%左右。以长江存储的采购数据为例，北方华创在溅射PVD细分设备中的中标占比可达20%左右，而拓荆科技在CVD类设备中的占比约为2-3%。随着3D NAND资本开支中薄膜沉积占比持续提升，国产厂商在PECVD、PVD及ALD方向均存在明确的替代空间。