3D NAND 堆叠层数的增加是推动半导体设备市场规模增长的核心动力之一，其最直接的影响是刻蚀设备在整体产线中的价值量占比从 2D NAND 时代的 15% 大幅提升至 3D NAND 时代的 50%。这一结构性变化，叠加先进制程的持续演进，共同构成了半导体设备市场扩张的主要驱动力。
3D NAND 如何重构设备价值量
3D NAND 通过增加堆叠层数来提升存储密度，这要求对高深宽比的深孔和深槽进行精准刻蚀，从而大幅增加了对刻蚀设备的需求。根据官方资料对比，从 2D NAND 转向 3D NAND 后，刻蚀设备的价值量占比从 15% 跃升至 50%，而光刻设备的价值量占比则从 20% 下降至 8%。同时，薄膜沉积设备的价值量占比也从 18% 提升至 24%，清洗设备从 6% 提升至 8%，显示出整个工艺环节对高精度、高材料性能设备的依赖度全面加深。
先进制程与存储扩产的双重拉动
除了 3D NAND 的结构变化，逻辑芯片的先进制程演进同样驱动着设备市场增长。随着制程节点向 7nm、5nm 乃至更先进方向推进，多重模板工艺导致刻蚀次数急剧增加。例如，从 65nm 节点的 20 次刻蚀，到 7nm 节点已增至 140 次，5nm 节点更达到 160 次。这种工艺复杂度的提升，使得刻蚀设备成为晶圆厂资本开支中占比最重的环节之一。
全球刻蚀设备市场因此持续扩大。据 Gartner 数据，2019 年全球刻蚀设备市场规模为 109 亿美元，并预计呈现快速增长态势。在供给端，市场高度集中，泛林半导体、东京电子和应用材料三家合计占据约 90% 的全球份额。
常见问题
3D NAND 层数增加对薄膜沉积设备有何影响？
与刻蚀设备类似，3D NAND 的垂直结构需要沉积更多层的绝缘层和导电层，这直接拉动了薄膜沉积设备的需求。官方资料显示，薄膜沉积设备在 3D NAND 产线中的价值量占比从 2D NAND 时代的 18% 提升至 24%。
除了 3D NAND，还有哪些因素驱动刻蚀设备市场增长？
逻辑芯片的先进制程演进是另一大驱动力。随着制程从 65nm 向 5nm 推进，多重模板工艺使得刻蚀次数成倍增加，从而提升了每片晶圆对刻蚀设备的需求量和价值量。
国产刻蚀设备厂商的市场地位如何？
国产厂商已取得显著进展。据 SEMI 数据，中微公司和北方华创在 2020 年大陆刻蚀设备市场的份额分别达到 20% 和 6%。其中，中微公司的 CCP 刻蚀设备已进入台积电 7nm 和 5nm 产线，北方华创的 ICP 刻蚀设备在 28nm 制程已实现量产，并正在向 14nm 工艺验证推进。