ALD硬掩膜版通过SADP工艺中的氧化硅沉积厚度直接决定Fin宽度，是先进制程逻辑芯片的核心制约环节。随着制程从90nm演进到3nm，薄膜沉积工序数从40道增至100道，叠加3D结构对薄膜工艺的依赖加深，ALD设备需求正随先进制程产线扩张而阶梯式放量。 但需求节奏并非匀速上升，而是由全球晶圆厂扩产周期、国产设备验证导入周期与下游制程升级三重节奏叠加决定，把握这一节奏的关键在于跟踪头部存储与逻辑产线的扩产招标数据及国产设备在关键节点的中标进展。

SADP工艺中ALD的核心地位

在FinFET结构中，Fin宽度远小于光刻机可制造的最小尺寸，需借助自对准双重成像技术（SADP）完成。该工艺中，ALD沉积的氧化硅硬掩膜版厚度直接决定最终Fin的宽度——通过控制这层氧化硅的厚度，即可控制Fin的线宽。ALD虽在SADP流程中仅使用一次，却决定了最终芯片的制程水平，是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。制程越先进，对ALD沉积的均匀性与厚度精度要求越高，这带动了先进制程产线对ALD设备的需求量增加。

市场需求的量级与节奏

需求扩张的量级来自两个维度：一是制程进步带来的工序数增加，90nm CMOS工艺的薄膜沉积工序数为40道，3nm FinFET工艺产线则增至100道；二是芯片向3D化发展后，堆叠层数与薄膜工艺直接挂钩，在3D NAND产线中薄膜沉积设备占资本开支比例从2D时代的18%提升至26%。全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017年的125亿美元增至2020年的172亿美元。

需求节奏上，ALD设备市场呈现阶梯式而非线性的放量特征，原因在于三重周期叠加：

  • 全球晶圆厂扩产周期：产线建设与设备招标集中释放，形成需求波峰；
  • 国产设备验证导入周期：从研发到产线验证再到批量采购存在明确时间差；
  • 制程升级节奏：先进制程节点导入进度决定高精度ALD设备的增量需求。

以长江存储ALD采购为例，其采购量从2017年的24台增至2020年的82台，呈现明显的台阶式上升，而非逐年平滑递增，正是上述周期叠加的结果。

供给端国产化进度

ALD设备细分赛道当前仍由国际巨头主导，但国产化率正在提升。从主流存储产线的中标数据看，国产设备已实现批量导入但整体占比仍低——以长江存储为例，北方华创与沈阳拓荆的薄膜设备中标国产化率在2020年分别约为4%和3%，华虹无锡产线同期国产化率相对更高，北方华创约7%、沈阳拓荆约11%。国内厂商中，拓荆科技在ALD领域布局了PEALD与Thermal-ALD产品线，其PEALD设备可覆盖28-14nm的SADP工艺；北方华创的ALD产品技术节点覆盖至28nm。国产ALD设备目前处于验证导入与初期放量的交界阶段，其放量节奏将直接影响国内ALD设备需求的兑现时点。

常见问题

ALD设备需求增长是否只来自逻辑芯片先进制程？

不只来自逻辑芯片。ALD在金属栅、BSI等工艺中也有大量应用，可用于制造CMOS器件、存储芯片和TSV封装等。3D NAND存储芯片堆叠层数增加同样显著拉动ALD设备需求，长江存储ALD采购量的快速增长即为佐证。

如何跟踪ALD设备需求的放量信号？

可关注两个维度：一是头部晶圆厂的扩产与设备招标动态，尤其是存储与逻辑产线的资本开支计划；二是国产设备厂商在关键产线的验证导入与中标进展。国产化率从个位数向更高水平突破的过程，通常对应需求的集中释放期。

国产ALD设备与国际巨头的差距主要在哪？

ALD细分赛道由应用材料、东京电子、泛林半导体等国际巨头主导。国产设备在部分产线的国产化率仍处于个位数水平，技术节点覆盖与产业化验证进度是当前主要追赶方向。需注意，具体的性能对比与差距量化，建议以第三方实测及后续公开数据为准。