薄膜沉积设备市场的增长动力并非来自单一技术路线,而是多条技术路线同步扩容的结果。即便份额最集中的PECVD也只占约33%,管式CVD、溅射PVD、ALD等品类各自占据独立位置,且不同设备因特点差异适用领域不同,不存在明显的替代关系。因此,增长的结构性特征在于:先进制程对ALD等新路线产生增量需求,成熟制程对PECVD和PVD保持稳定需求,外延沉积在特定器件领域持续扩展,三者叠加共同支撑市场扩容。
为什么单一技术路线难以主导增长
半导体薄膜沉积方法主要有四大类: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。为满足不同制程和功能需求,这四类方法又衍生出PECVD、LPCVD、溅射PVD、蒸镀PVD等众多技术。
从细分品类占比看,市场构成较为分散:PECVD约33%、溅射PVD约19%、管式CVD约12%、ALD约11%。要在这一市场中立足,更考验厂商对薄膜材料覆盖的广度和深度,而非押注单一技术。
增长动力:三条路线同步扩容
先进制程拉动ALD增量需求。 ALD能较好满足先进制程和3D结构需求,虽然当前占比约11%,却是“兵家必争之地”。在28nm以下先进制程的FinFET结构中,ALD沉积的Spacer材料宽度直接决定Fin的宽度,是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。除先进制程外,ALD设备在金属栅、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。
制程升级与3D化推高整体需求量。 随着制程进步,薄膜沉积工序量明显增加,不同工艺节点对设备的需求量随之增长;芯片向3D化发展后,堆叠层数与薄膜工艺直接挂钩,薄膜沉积设备在产线资本开支中的占比也明显提升。
成熟制程维持PECVD与PVD的稳定需求。 占比最大的PECVD和份额约19%的溅射PVD,仍是成熟制程产线的主力设备,构成市场需求的基本盘。
国产厂商的多路线布局
国内厂商的布局同样体现多路线并行特征。拓荆科技主要产品覆盖规模最大的PECVD和需求增长最快的ALD,此外还有SACVD;其PECVD设备工艺已覆盖180-14nm逻辑芯片及64和128层3D NAND,PEALD设备可广泛应用于14nm及以下逻辑芯片。北方华创在PVD、CVD和ALD三大方向均有布局,优势集中在溅射PVD,官网介绍已推出13款PVD产品,覆盖90-14nm多个制程工艺。
常见问题
PECVD份额只有33%,是否说明这条路线增长空间有限?
份额集中度低恰恰说明市场由多条路线共同支撑,而非单一技术主导。PECVD仍是占比最大的细分品类,成熟制程对它的需求构成基本盘;同时ALD等路线在先进制程中带来增量,两者并不互相替代。
薄膜沉积设备的增长主要由哪个下游方向驱动?
增长同时来自多个方向:先进制程对ALD等新路线的增量需求、成熟制程对PECVD和PVD的稳定需求,以及外延沉积在特定器件领域的扩展。制程升级带来的工序量增加和芯片3D化,则从整体上推高了设备需求量。
国产厂商在薄膜沉积领域处于什么位置?
国内主力厂商为拓荆科技和北方华创。拓荆科技是PECVD领域中实现产业化的国产厂商,并布局ALD;北方华创优势集中在溅射PVD领域,同时在CVD和ALD方向均有布局。两家公司在ALD领域都有布局,具体份额与替代进度建议以官方后续公布及第三方数据为准。