薄膜沉积设备在12英寸产线的国产化率整体不足15%,其市场规模扩张的核心驱动力主要来自12英寸晶圆厂扩产带来的设备需求增长国产替代从0到1突破后广阔的替代空间,以及政策与产业资本的催化作用。以长江存储、华虹无锡、华力集成2020年的中标数据为例,国产化率普遍在10%左右,这意味着超过85%的市场仍由国际巨头占据,国产替代空间巨大。

12英寸晶圆厂扩产拉动需求

国内12英寸晶圆厂的持续扩产是薄膜沉积设备市场增长最直接的拉动力。以长江存储、华虹系等主流厂商为代表,其产线建设需要大量采购PVD、CVD及ALD设备。例如,长江存储2020年采购的PVD设备达13台,CVD设备达173台,ALD设备达82台。随着芯片制程向3D化方向发展,薄膜沉积设备在产线资本开支中的占比提升——从2D NAND的18%提升至3D NAND的26%,进一步放大了设备需求。

国产替代空间与政策催化

当前国产薄膜沉积设备在12英寸产线的渗透率仍处于低位。以2020年中标数据为例,在长江存储,拓荆科技的设备占比为3%,北方华创为4%;在华虹无锡,拓荆科技占比11%,北方华创占比7%;在华力集成,拓荆科技占比5%,北方华创占比10%。这种低基数意味着一旦国产设备通过验证并实现批量供货,替代空间将非常可观。同时,国家集成电路产业投资基金(大基金)等产业资本对拓荆科技等国产厂商的直接持股(如大基金持有拓荆科技19.86%股份),也加速了国产设备的研发与产业化进程。

技术突破拓宽替代边界

国产厂商在技术上的持续突破是市场增长的内生动力。拓荆科技已实现PECVD设备的产业化,工艺覆盖180-14nm逻辑芯片及64/128层3D NAND,其PEALD设备可应用于14nm及以下逻辑芯片。北方华创在溅射PVD领域优势突出,产品覆盖90-14nm制程。两家公司在ALD领域的布局,也契合了先进制程对原子层沉积工艺日益增长的需求。

常见问题

薄膜沉积设备国产化率为什么这么低?

薄膜沉积设备技术壁垒高,尤其是先进制程所需的高均匀性、高纯度薄膜工艺,长期被应用材料、东京电子等国际巨头垄断。 国产设备起步较晚,从研发到客户验证、导入量产需要较长的周期,因此目前整体国产化率仍处于较低水平。

哪些国产厂商是薄膜沉积设备领域的代表?

拓荆科技和北方华创是国产薄膜沉积设备的两大核心厂商。 拓荆科技在PECVD领域是国内唯一实现产业化的厂商,北方华创则在溅射PVD领域具备较强竞争力,两家公司在ALD领域也均有布局。

未来薄膜沉积设备市场增长最快的细分品类是什么?

原子层沉积(ALD)设备是增长最快的细分品类。 虽然ALD目前仅占薄膜沉积设备市场约11%的份额,但它能够满足先进制程和3D结构对原子层级薄膜精度的需求,是14nm及以下逻辑芯片和128层以上3D NAND制造中的关键设备。

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