以拓荆科技PE-ALD设备实现产业化应用为标志,国产ALD设备在介质薄膜沉积这一环节已取得实质性突破,但距离全面国产替代仍有明显距离。当前已攻克的核心是PE-ALD在逻辑芯片先进制程中的产业化应用,而硬骨头主要集中在Thermal-ALD(热处理原子层沉积)、上游核心部件供应链以及更先进制程节点的工艺验证上。

已攻克的环节:PE-ALD的产业化里程碑

拓荆科技的PE-ALD设备(型号FT-300T (PE))已实现产业化应用,这是国产ALD设备的一个重要里程碑。该设备面向12英寸晶圆,覆盖28-14nm的SADP、STI Liner工艺以及55-40nm的BSI工艺,并可用于2.5D、3D TSV先进封装,沉积介质材料薄膜。

这一进展的意义在于,ALD在FinFET等先进制程中决定了芯片的最终制程能力——例如在SADP工艺中,ALD沉积的Spacer材料宽度直接决定Fin的宽度。能够在这一关键环节实现产业化,说明国产设备已具备在先进逻辑芯片制造中参与核心工序的能力。

尚未攻克的硬骨头:Thermal-ALD与上游供应链

国产ALD替代的难点主要集中以下方面:

  • Thermal-ALD仍处研发阶段:与PE-ALD的产业化进度相比,拓荆科技的Thermal-ALD设备(T-300T (Thermal))目前仍处于研发中阶段,其目标应用是28nm以下的金属化合物薄膜材料沉积。而金属薄膜的ALD工艺恰恰是先进制程中栅极、互联等环节的关键需求。
  • 先进存储与更小制程尚在推进:面向128层以上3D NAND和19/17nm DRAM的ALD设备(FT-300H)同样处于研发中阶段,尚未进入产业化应用。
  • 上游供应链自主可控:ALD设备的核心部件(如高精度前驱体输送系统、反应腔设计等)的自主化程度,是决定设备性能和稳定性的关键,目前仍需依赖产业链的持续协同攻关。

国产替代的整体进度

从行业格局看,ALD设备市场目前仍由国际巨头主导,东京电子、应用材料和泛林半导体占据了主要份额。国内厂商中,拓荆科技在PE-ALD领域具备较强竞争力,其产品能覆盖14nm及以下逻辑芯片;北方华创的ALD产品技术节点覆盖到28nm。

从下游采购数据看,国产薄膜沉积设备的整体国产化率仍处于较低水平。以长江存储的采购数据为例,其ALD设备采购中,国产厂商的中标占比仍是个位数百分比。这也说明,ALD设备的国产替代虽已起步,但规模化放量和全面覆盖仍需时日。

常见问题

拓荆科技的PE-ALD设备可以用在哪些工艺?

拓荆科技的PE-ALD设备(FT-300T (PE))主要面向12英寸晶圆,应用于28-14nm的SADP、STI Liner工艺,以及55-40nm的BSI工艺,同时可用于2.5D、3D TSV先进封装,沉积介质材料薄膜。

国产Thermal-ALD设备进展如何?

拓荆科技的Thermal-ALD设备(T-300T (Thermal))目前仍处于研发阶段,目标覆盖28nm以下的金属化合物薄膜材料沉积。相比PE-ALD的产业化应用,Thermal-ALD还需要更长的研发和验证周期。

ALD设备国产替代目前最大的挑战是什么?

主要挑战集中在三方面:一是Thermal-ALD等金属薄膜沉积工艺尚未实现产业化;二是面向128层以上3D NAND等先进存储的ALD设备仍在研发中;三是上游核心部件供应链的自主可控程度仍需提升。整体来看,国产ALD设备在介质薄膜领域已实现突破,但在金属薄膜和更先进制程节点上仍有明显差距。