在SADP工艺中,ALD(原子层沉积)设备确实长期由应用材料、东京电子等国际巨头主导,但国产替代已取得实质性突破。 以拓荆科技为代表的国产厂商,其PEALD产品已覆盖28-14nm SADP工艺并实现产业化应用,北方华创的ALD产品也覆盖至28nm节点。从下游晶圆厂的中标数据看,国产ALD设备正从个位数占比逐步提升,尤其在华虹无锡、华力集成等产线中,国产薄膜沉积设备的整体占比已达到10%以上,先进制程受限背景下的政策支持也为国产设备验证导入提供了重要助力。
ALD在SADP工艺中的关键地位与国产化现状
在28nm以下的先进制程中,FinFET结构的Fin宽度远小于光刻机可制造的最小尺寸,必须通过自对准双重成像技术(SADP)完成。ALD所沉积的Spacer材料宽度直接决定Fin的宽度,是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。 目前,ALD设备市场仍由国际巨头主导——在ALD细分赛道,东京电子占据约45%份额,应用材料约29%,泛林半导体约26%。
从长江存储的采购数据看,2018-2020年北方华创和拓荆科技(沈阳拓荆)在中标薄膜设备中的合计占比仅为3%-7%,其中ALD设备的国产化率更低。不过,这一局面正在逐步改变:拓荆科技的PEALD产品(FT-300T)已覆盖28-14nm SADP、STI Liner等工艺并进入产业化应用阶段,其ALD设备还布局了128层以上3D NAND Flash存储芯片制造;北方华创的ALD产品则覆盖28nm FinFET、double pattern及3D NAND等应用。
国产ALD设备的突破口与进展
国产ALD设备的突破口主要来自两方面:一是成熟制程的规模化验证,二是先进制程受限背景下的政策支持。 从华虹无锡和华力集成的中标数据看,2020年拓荆科技和北方华创的合计国产化率分别约为18%和15%,明显高于长江存储的早期水平,表明国产薄膜沉积设备在更多产线中获得了验证机会。
具体到厂商布局:
| 厂商 | ALD产品覆盖节点 | 主要应用 |
|---|---|---|
| 拓荆科技 | 28-14nm(PEALD产业化应用) | SADP、STI Liner、BSI工艺、3D NAND |
| 北方华创 | 28nm | FinFET、double pattern、3D NAND |
值得关注的是,拓荆科技的Thermal-ALD和面向128层以上3D NAND的ALD设备仍在研发中,而北方华创的ALD技术节点落后于拓荆科技。在先进制程设备受限的背景下,国产ALD设备有望借助政策支持的“窗口期”,在更多产线中完成验证与导入。
常见问题
国产ALD设备与国际巨头差距有多大?
在ALD细分赛道,东京电子、应用材料、泛林半导体合计占据约100%的市场份额,国产设备仍处于早期导入阶段。但拓荆科技的PEALD已实现28-14nm SADP工艺的产业化应用,北方华创覆盖至28nm节点,技术差距正在缩小。
长江存储的ALD设备国产化率现在如何?
从公开中标数据看,2018-2020年北方华创和拓荆科技在长江存储薄膜设备中的合计占比仅为3%-7%。不过,这仅是特定期间的采购快照,后续国产化率的变化需以更新的公开数据为准。
国产ALD设备的主要验证瓶颈是什么?
ALD设备对薄膜厚度控制、均匀性和纯度要求极高,且需要与产线工艺深度绑定验证。在先进制程设备受限背景下,国产设备正借助政策支持加速在成熟和先进产线中的验证导入,但大规模放量仍需时间。