北方华创PVD在长江存储等产线中的中标占比已达到约20%,这标志着国产PVD在溅射这一细分赛道取得了关键突破,但薄膜沉积设备整体的技术壁垒依然很高——主要体现在CVD、ALD等更复杂环节的国产化率仍处于较低水平,以及先进制程对薄膜均匀性、颗粒度和原子级精度提出了更高要求。

PVD突破:国产化的“尖兵”

北方华创是国产PVD设备的主力厂商,其优势集中在溅射PVD领域。根据长江存储的中标数据,北方华创在PVD设备中的占比可达到约20%。公司已推出多款PVD产品,覆盖90nm至14nm的多个制程节点,广泛应用于集成电路、先进封装和功率半导体等领域,打破了应用材料在该领域的垄断。PVD技术路径主要包括磁控溅射和离子束溅射,北方华创的产品已实现产业化应用。

国产化率差异:PVD领先,CVD/ALD仍待追赶

尽管PVD已有突破,但薄膜沉积设备整体的国产化率仍然较低。以长江存储为例,其薄膜设备整体国产化率(按机台数量计算)约为10%左右。其中,北方华创在PVD领域占比突出,而CVD类设备的国产供应商沈阳拓荆,整体占比约为2-3%。在技术壁垒更高的ALD领域,国内厂商虽有布局,但与国际巨头在先进制程的覆盖上仍有差距:拓荆科技PEALD产品可覆盖14nm,北方华创ALD产品则主要覆盖至28nm。

先进制程壁垒:均匀性与原子级控制

先进制程对薄膜沉积设备提出了更高的要求。例如,在28nm以下的FinFET工艺中,ALD沉积的Spacer材料宽度直接决定了Fin的宽度,对原子层级的厚度控制精度要求极高。此外,在HKMG(高K金属栅极)、金属栅极、TSV(硅通孔)填孔等关键工艺中,薄膜的均匀性、颗粒度控制以及高纯金属靶材的制备,都是核心的技术壁垒。国际龙头如应用材料在PVD领域占据约85%的份额,东京电子在ALD领域占据约45%的份额,这些差距正是国产化需要持续攻克的方向。

常见问题

北方华创的PVD设备主要应用于哪些制程?

北方华创的PVD产品覆盖了90nm至14nm的多个制程节点,可用于集成电路后道金属互联、金属硬掩膜、先进封装、MEMS和功率半导体等领域。

除了北方华创,还有哪些国产薄膜沉积设备厂商?

沈阳拓荆科技是另一家重要的国产薄膜沉积设备厂商,其优势在于PECVD和ALD领域,产品覆盖180nm至14nm的逻辑芯片及3D NAND存储芯片。

薄膜沉积设备国产化的主要难点在哪里?

主要难点在于CVD、ALD等更复杂环节的技术壁垒更高,以及先进制程对薄膜的均匀性、颗粒度、原子级精度控制提出了极高要求。国际巨头在多个细分领域仍占据主导地位。

延伸阅读