拓荆科技在原子层沉积(ALD)设备上的进度差异,本质是技术路线与下游需求匹配度的直接体现:其PE-ALD(等离子体增强原子层沉积)已进入产业化应用阶段,而Thermal-ALD(热处理原子层沉积)仍处于研发中,这一快一慢的节奏,恰恰勾勒出半导体设备产业链上下游协同布局的关键逻辑——上游零部件供应决定设备性能上限,下游晶圆厂验证则决定设备能否量产落地。
技术路线差异:为什么PE-ALD先跑通
拓荆科技的产品布局显示,其 PE-ALD 设备 FT-300T (PE) 已实现产业化应用,可覆盖 28-14nm 逻辑芯片的 SADP、STI Liner 工艺以及 55-40nm BSI 工艺,同时适用于 2.5D、3D TSV 先进封装,沉积介质材料薄膜。而 Thermal-ALD 设备 T-300T (Thermal) 针对 28nm 以下制程的金属化合物薄膜,目前仍处于研发阶段。
这种差异源于两类技术的适用场景不同:PE-ALD 借助等离子体增强,能在较低温度下实现高精度介质薄膜沉积,恰好契合先进制程中 FinFET 结构对 Spacer 材料宽度控制的严苛需求;而 Thermal-ALD 依赖热反应,更多面向金属化合物薄膜,其工艺窗口和材料体系相对更复杂,产业化验证周期天然更长。
产业链协同:上游供应与下游验证的双向驱动
从产业链视角看,ALD 设备的产业化进程受到上下游的双向约束:
- 上游零部件与材料:ALD 设备对前驱体化学品的纯度、流量控制精度、反应腔温度均匀性等要求极高,这些核心零部件的供应能力直接决定设备能否达到量产良率。上游供应链的成熟度,是设备从“研发样机”走向“产线机台”的前提。
- 下游晶圆厂验证:设备必须通过晶圆厂的产线验证才能形成批量订单。以拓荆科技为例,其 PE-ALD 产品已获得 ICRD 等客户的产业化应用认可,而 Thermal-ALD 尚在研发中,意味着其还需经历客户导入、工艺匹配、稳定性测试等漫长验证流程。
值得关注的是,国内薄膜沉积设备市场整体国产化率仍处于提升通道。以长江存储的采购数据为例,拓荆科技(沈阳拓荆)在其薄膜设备中的中标占比从 2018 年的 1% 提升至 2020 年的 3%,华虹无锡的国产化率在 2020 年达到约 11%(拓荆科技)和 7%(北方华创)。这些数据表明,国产设备正在通过下游晶圆厂的持续验证,逐步打开市场空间。
常见问题
拓荆科技的 Thermal-ALD 大概什么时候能量产?
官方资料显示其 Thermal-ALD 设备 T-300T (Thermal) 目前处于研发中阶段,尚未披露具体的量产时间表。该设备针对 28nm 以下制程的金属化合物薄膜,还需经历工艺开发与客户验证流程,建议关注公司后续披露的研发进展公告。
PE-ALD 和 Thermal-ALD 在应用上有何区别?
根据拓荆科技的产品规划,PE-ALD 主打介质材料薄膜(如氧化硅、氮化硅),聚焦逻辑芯片先进制程的 SADP、STI Liner 等关键工艺;Thermal-ALD 则面向金属化合物薄膜材料,目标应用同样在 28nm 以下先进制程。两者在薄膜类型、工艺温度窗口和适用场景上形成互补。
除了拓荆科技,国内还有哪些厂商布局 ALD?
北方华创在 ALD 领域也有布局,其 Polaris PEALD 与 Polaris A-ALD 系列产品覆盖 28nm FinFET、double pattern 和 3D NAND 等应用场景。不过两家厂商在技术节点覆盖上有所差异——拓荆科技的 PE-ALD 已覆盖至 14nm,北方华创的 ALD 产品技术节点覆盖至 28nm。整体来看,国内 ALD 设备仍处于追赶国际巨头的阶段。