全球ALD设备市场呈现东京电子、应用材料、泛林半导体三家合计占据约100%份额的高度集中格局,其中东京电子以45%的份额居首,应用材料和泛林半导体分别占29%和26%。在SADP(自对准双重成像)等先进制程所需的ALD硬掩膜版沉积环节,技术主导权目前掌握在日美设备巨头手中,国产设备尚处于早期突破阶段。

ALD设备:先进制程的“兵家必争之地”

ALD(原子层沉积)通过将反应物分步交替引入、实现原子层级别的薄膜厚度控制,是28nm以下先进制程中FinFET结构制造的核心设备。在SADP工艺中,ALD沉积的氧化硅硬掩膜版厚度直接决定Fin的宽度,是制约逻辑芯片先进程度的关键环节。虽然ALD在薄膜沉积设备市场中占比仅11%,但因难以替代的技术价值被视为“兵家必争之地”。

从细分赛道的垄断程度看,ALD格局呈现出与PVD、CVD不同的特征:

细分领域应用材料泛林半导体东京电子
ALD29%26%45%
PVD85%15%
CVD28%25%11%

对比可见,PVD领域应用材料一家独大(85%),而ALD市场由三家巨头相对均衡地把持,竞争更为分散,也给后进入者留下了差异化的切入点。

国产设备在全球格局中的位次

中国大陆对CVD和PVD设备的需求合计约200亿元规模,但国产化率整体仍在10%左右。从主流存储厂商的中标数据看,北方华创在溅射PVD领域占比可达20%左右,其产品覆盖90-14nm制程;沈阳拓荆(拓荆科技)在CVD类设备中占比约2-3%,是国内唯一实现PECVD产业化的厂商。

在ALD领域,两家国产厂商均有布局但进度不一:拓荆科技的PEALD设备可覆盖28-14nm的SADP工艺,处于产业化应用阶段;北方华创的ALD产品技术节点覆盖至28nm。总体而言,国产ALD设备在先进制程硬掩膜版沉积环节仍处于追赶期,与日美巨头存在代际差距。

常见问题

SADP工艺中ALD的作用是什么?

在SADP工艺中,ALD沉积的氧化硅层作为硬掩膜版,其厚度直接决定最终Fin的宽度。通过控制ALD沉积厚度,可以实现远超光刻极限的精细结构,因此ALD是先进制程中不可替代的核心工序。

国产ALD设备目前处于什么水平?

拓荆科技的PEALD设备已覆盖28-14nm制程的SADP工艺并实现产业化应用,北方华创的ALD产品覆盖至28nm节点。两家均处于国产替代的早期放量阶段,在先进制程领域仍有较大提升空间。

ALD市场为何比PVD更难形成一家独大?

PVD领域应用材料凭借85%的份额形成绝对优势,而ALD市场由东京电子、应用材料、泛林三家分占45%、29%、26%,格局相对均衡。这与ALD工艺需针对不同材料、不同制程进行定制化开发的技术特性有关,也为多厂商共存提供了空间。