3D NAND扩产潮下,薄膜沉积设备国产替代的突破口,集中在国产厂商已在细分赛道建立优势的PVD与CVD领域,并通过3D NAND产线验证持续提升份额。以长江存储的采购数据为例,国产化率已从早期不足5%逐步提升,其中北方华创在溅射PVD细分设备中的占比可达20%左右,拓荆科技在CVD类设备中的占比约为2-3%。3D NAND堆叠层数增加直接拉高薄膜沉积工序需求,为国产设备提供了宝贵的产线验证与导入窗口。
国产薄膜沉积的现状与差距
薄膜沉积与刻蚀、光刻并称半导体三大核心设备,市场长期由应用材料、东京电子等国际巨头主导。国内市场需求规模可观,但国产化率整体仍处低位。从长江存储的招标数据看,以机台数量计算,拓荆科技与北方华创的合计国产化率在2020年约为7%(拓荆3%、北方华创4%);在华虹无锡、华力集成等产线中,两家国产厂商的份额合计多在10%左右。整体而言,国产设备在薄膜沉积市场的存在感正在增强,但与国际巨头相比仍有明显差距。
突破口一:北方华创的PVD优势
北方华创在PVD(物理气相沉积)领域布局最深,其优势集中在溅射PVD,产品覆盖90-14nm多个制程工艺,已推出多款PVD产品应用于集成电路、功率半导体等领域。在长江存储的采购中,北方华创在溅射PVD细分设备的占比可达到20%左右,显示出较强的竞争力。PVD设备主要服务于金属互连层沉积,是芯片制造中不可或缺的环节,北方华创在该领域的突破为国产替代提供了坚实支点。
突破口二:拓荆科技的CVD与ALD卡位
拓荆科技是CVD(化学气相沉积)领域的国产主力,也是国内唯一实现PECVD设备产业化的厂商,产品覆盖180-14nm逻辑芯片及64/128层3D NAND存储芯片。在长江存储的招标中,拓荆科技在CVD类设备的占比约为2-3%。此外,公司在ALD(原子层沉积)领域积极卡位——ALD是先进制程和3D结构中需求增长最快的细分品类,其PEALD设备可用于14nm及以下逻辑芯片,针对128层以上3D NAND的ALD设备也在研发中。随着3D NAND层数持续堆叠,ALD的工艺价值将进一步凸显。
常见问题
3D NAND扩产对国产设备意味着什么?
3D NAND的堆叠层数与薄膜工艺直接挂钩,薄膜沉积设备在3D NAND产线资本开支中的占比(26%)显著高于2D时代(18%)。扩产潮带来大量新增设备需求,为国产厂商提供了进入产线验证、积累量产数据的窗口期,是突破“验证难、导入慢”困局的关键机会。
国产薄膜沉积设备与国际巨头差距在哪?
差距主要体现在市场格局上:CVD、ALD、PVD各细分赛道仍由应用材料、东京电子等国际厂商主导,国产厂商整体份额较低。但差距也意味着成长空间,北方华创在PVD、拓荆科技在CVD/ALD的逐步突破,正在缩小这一差距。
国产替代下一步的关键看什么?
关键在于ALD领域的突破进度。ALD是决定先进制程和3D结构性能的核心环节,目前国产ALD设备在技术节点和产业化进度上仍处于追赶阶段,能否在3D NAND扩产周期内完成验证导入,是衡量国产替代深度的风向标。