在SADP(自对准双重成像)工艺中,ALD(原子层沉积)设备确实呈现高度集中的竞争格局,应用材料、东京电子和泛林半导体三大国际巨头合计占据绝大部分市场份额。不过,以拓荆科技为代表的国产厂商已在PEALD(等离子体增强原子层沉积)领域实现产业化突破,产品可覆盖28-14nm的SADP工艺,正逐步打破这一垄断局面。
ALD市场格局:巨头垄断下的细分赛道
ALD设备因其能够实现原子层级别的厚度控制,是先进制程和3D结构中不可或缺的关键环节。在SADP工艺中,ALD沉积的Spacer材料宽度直接决定了Fin的宽度,因此是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。
从竞争格局看,ALD细分市场高度集中:东京电子占据45%的市场份额,应用材料占29%,泛林半导体占26%。三大国际厂商合计份额超过九成,国产厂商在该领域的市场存在感仍然有限。但值得注意的是,ALD在全部薄膜沉积设备中占比仅为11%,属于体量较小但技术壁垒高、战略意义重大的“兵家必争之地”。
国产厂商的突破进展
拓荆科技是目前国产ALD设备最具代表性的厂商。其PEALD产品(型号FT-300T)已实现产业化应用,覆盖28-14nm的SADP工艺以及STI Liner工艺、55-40nm的BSI工艺,主要面向12英寸晶圆制造。此外,公司的Thermal-ALD和面向128层以上3D NAND的ALD产品仍在研发阶段。
从产业链关联看,中微公司持有拓荆科技8.40%的股份,是后者的重要股东之一。两家国产设备厂商在刻蚀与薄膜沉积环节形成协同布局。另一家国产龙头北方华创在ALD领域也有布局,其PEALD产品覆盖28nm FinFET、double pattern及3D NAND应用,技术节点与拓荆科技相比尚有差距。
国产化率仍处低位
从下游晶圆厂的采购数据可以观察国产替代的实际进度。以长江存储为例,其ALD设备采购量从2017年的24台增至2020年的82台,需求增长明显。但国产厂商的中标占比仍然偏低——按机台数量计算,2020年拓荆科技在长江存储的薄膜设备中标国产化率约为3%,北方华创约为4%。
总体来看,国产ALD设备尚处于从0到1的突破阶段。拓荆科技在PEALD领域已实现产业化验证,但要在大规模量产中与国际巨头正面竞争,仍需在设备稳定性、工艺覆盖度和客户验证周期上持续积累。
常见问题
拓荆科技的ALD设备具体用于哪些工艺?
拓荆科技的PEALD产品(FT-300T)已实现产业化应用,覆盖28-14nm的SADP工艺、STI Liner工艺以及55-40nm的BSI工艺,主要面向12英寸晶圆制造,沉积介质材料薄膜。
北方华创在ALD领域的布局如何?
北方华创在ALD领域拥有Polaris PEALD和Polaris A-ALD两个系列产品,技术节点覆盖至28nm,主要应用于FinFET、double pattern和3D NAND等工艺,与拓荆科技在技术节点上存在差距。
国产ALD设备的市场占有率大概是多少?
目前ALD细分市场仍由东京电子、应用材料和泛林半导体主导,三者合计份额超过九成。从长江存储的采购数据看,国产厂商按机台数量计算的薄膜设备国产化率在2020年约为3%-4%,ALD领域整体仍处于早期突破阶段。