北方华创在溅射PVD设备领域已取得约20%的市占率(以长江存储中标机台数量计算),这是国产半导体设备在薄膜沉积环节的重要突破。薄膜沉积设备是芯片制造三大核心设备之一,与刻蚀互为反向工艺。随着制程升级和芯片3D化(如3D NAND),薄膜沉积工序量大幅增加,产业链上下游的格局也在加速演变:上游关键零部件(靶材、真空泵、射频电源)的国产化率仍较低,构成供应风险;下游以长江存储为代表的晶圆厂正持续导入国产PVD设备,采购节奏稳步推进;而设备集成环节,北方华创凭借较强的议价能力,在产业链价值分布中占据有利位置。
薄膜沉积设备:PVD与CVD的互补关系
薄膜沉积主要分为四大类:化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、原子层沉积(ALD)和外延沉积。其中,PVD又包括溅射PVD和蒸镀PVD。在半导体薄膜沉积设备市场中,各细分品类占比不同:PECVD(一种CVD)占比最大,约33%;溅射PVD占比约19%;ALD占比约11%。每种设备因特点差异,适用领域不同,不存在明显的替代关系,而是互补共存。PVD主要用于金属导电薄膜的沉积,而CVD则更擅长介质材料(绝缘)的沉积。
产业链格局:上游零部件、设备集成与下游晶圆厂
- 上游关键零部件:PVD设备的核心零部件包括靶材、真空泵、射频电源等。目前这些零部件的国产化程度参差不齐,部分高端部件仍依赖进口,构成供应链风险。
- 设备集成(北方华创):北方华创在溅射PVD领域是国内龙头,已推出多款PVD产品,覆盖90-14nm制程,成功打破应用材料的垄断。其PVD产品对下游议价能力较强,这在国产设备中较为罕见。在CVD和ALD领域,北方华创也有布局,其中ALD产品技术节点覆盖至28nm。
- 下游晶圆厂(以长江存储为例):根据长江存储的招标数据,北方华创的薄膜设备中标数量从2018年的2台增加到2020年的4台,国产化率(以机台数量计算)从2%提升至4%。华虹无锡、华力集成等晶圆厂的薄膜设备国产化率总体在10%左右。下游晶圆厂对国产PVD设备的导入节奏总体平稳,且呈现逐年提升趋势。
常见问题
北方华创溅射PVD的20%市占率数据从何而来?
该数据基于长江存储历年薄膜沉积设备的中标机台数量统计得出,反映了北方华创在特定客户(长江存储)的溅射PVD设备采购中的份额。需要注意的是,该口径为机台数量占比,并非整体市场规模占比。
薄膜沉积设备中,哪些品类国产替代进展最快?
目前,溅射PVD领域国产替代进展最为突出,北方华创市占率约20%;CVD领域,拓荆科技是唯一实现PECVD产业化的国产厂商,但在长江存储的CVD设备中总占比约2-3%;ALD领域两家公司均有布局,但整体国产化率仍处于早期阶段。
产业链中哪个环节的议价能力最强?
从现有信息看,设备集成环节(如北方华创的PVD产品)对下游晶圆厂具备较强议价能力,这在国产设备中较为罕见。上游零部件环节因国产化率低,供应端议价能力较强;下游晶圆厂作为买方,在国产化初期仍以导入和验证为主,整体议价能力相对均衡。