半导体设备薄膜沉积工序从90nm时代的40道增加到3nm FinFET工艺产线的100道，工序数翻倍直接推高了先进制程对薄膜沉积设备的需求。在国产替代层面，以北方华创、拓荆科技为代表的本土厂商已在PECVD、ALD、溅射PVD等关键环节实现多点突破，但从头部存储产线的中标数据看，国产化率仍处于爬坡阶段，先进制程的自主可控正从“点状突破”走向“生态构建”。
制程升级与3D化双轮驱动，薄膜沉积量价齐升
薄膜沉积与刻蚀是“一增一减”的对应环节，其市场成长逻辑与刻蚀设备高度相似。一方面，制程越先进，薄膜沉积工序数越多——从90nm CMOS工艺的40道增至3nm FinFET工艺产线的100道；另一方面，芯片向3D结构演进也显著拉高了薄膜沉积设备的资本开支占比，在3D NAND Flash产线中，薄膜沉积设备占资本开支的比例从2D时代的18%提升至26%。
从细分品类看，市场结构较为分散，PECVD以33%的份额居首，溅射PVD占19%，而ALD虽仅占11%，却是满足先进制程和3D结构需求的关键技术，被业内视为“兵家必争之地”。以FinFET工艺为例，在自对准双重成像技术（SADP）流程中，ALD沉积的硬掩膜层厚度直接决定Fin的最终宽度，是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。
国产设备双主力：拓荆领跑PECVD与ALD，北方华创深耕溅射PVD
目前国产薄膜沉积设备的替代主力为拓荆科技与北方华创，两家各有侧重，形成互补格局。
拓荆科技是国内唯一实现PECVD设备产业化的厂商，其产品工艺覆盖180-14nm制程的逻辑芯片以及64/128层3D NAND存储芯片，兼容氧化硅、氮化硅等多种薄膜材料。在ALD领域，公司的PEALD设备在国内处于领先地位，可广泛应用于14nm及以下的逻辑芯片。
北方华创的优势集中在溅射PVD领域，已推出多款PVD产品覆盖90-14nm制程，成功打破国际厂商的垄断格局。公司在CVD与ALD方向同样有布局，其中ALD产品技术节点覆盖至28nm。
| 厂商 | 优势领域 | 制程覆盖 |
|---|---|---|
| 拓荆科技 | PECVD（唯一产业化）、PEALD | PECVD 180-14nm；ALD 14nm |
| 北方华创 | 溅射PVD | PVD 90-14nm；ALD 28nm |
常见问题
国产薄膜沉积设备在头部产线的实际渗透率如何？
以长江存储的招标数据为参考，北方华创在溅射PVD细分设备中的占比约20%，拓荆科技在CVD类设备中的占比约2-3%。而在华虹无锡、华力集成等产线，薄膜沉积设备的国产化率总体在10%左右，仍有较大提升空间。
ALD设备为何被视为先进制程的关键？
ALD通过交替引入反应物实现原子层级别的薄膜厚度控制，在28nm以下先进制程的FinFET结构中，ALD沉积的硬掩膜层宽度直接决定Fin的最终尺寸。此外，ALD在金属栅、BSI工艺、3D NAND存储芯片及TSV封装中均有大量应用，是先进制程绕不开的核心设备。
国产设备与国际巨头在ALD赛道的差距有多大？
从竞争格局看，ALD赛道由东京电子（45%）、应用材料（29%）、泛林半导体（26%）主导，国产厂商尚处追赶阶段。拓荆科技的PEALD设备已实现14nm节点的产业化应用，北方华创的ALD产品覆盖至28nm，差距正在逐步缩小，但先进制程的规模化验证仍需时间。