逻辑芯片与存储芯片对薄膜沉积设备的需求差异显著：在逻辑芯片先进制程中，PECVD主要用于层间介质（ILD）等薄膜沉积，ALD则在高k栅介质和关键尺寸控制（如FinFET的SADP工艺）中爆发；在存储芯片领域，3D NAND堆叠层数的增加直接推高ALD步骤数，使其成为需求增长最快的技术路线。
PECVD与ALD在逻辑芯片中的应用
在逻辑芯片领域，随着制程向7nm及以下演进，薄膜沉积工序数大幅增加。PECVD凭借33%的市场份额，是占比最大的薄膜沉积设备品类，主要用于沉积氧化硅、氮化硅等层间介质材料，保障晶体管之间的绝缘与互联。而ALD虽然目前市场份额仅为11%，却是“兵家必争之地”，在先进制程中扮演不可替代的角色。例如在FinFET结构的自对准双重成像技术（SADP）中，ALD沉积的氧化硅硬掩膜厚度直接决定了Fin的宽度，从而制约芯片制程的先进程度。此外，ALD还广泛应用于高k栅介质（如HfO₂）等关键薄膜的制备。
ALD在存储芯片中的需求爆发
存储芯片向3D NAND架构转型后，堆叠层数成为核心指标。从2D NAND到3D NAND，薄膜沉积设备在产线资本开支中的占比从18%提升至26%。3D NAND的堆叠层数每增加一倍，ALD的步骤数增加更多，因为每一层都需要精确的原子级薄膜沉积来形成存储单元的栅极介质和绝缘层。例如，在128层以上的3D NAND中，ALD被大量用于沉积氧化硅/氮化硅的周期性叠层，以及高k介质材料。这使得ALD成为存储芯片领域需求增长最快的薄膜沉积技术。
先进封装对PVD的需求拉动
在先进封装领域，如硅通孔（TSV）和再分布层（RDL）工艺中，PVD设备的需求显著增长。PVD（溅射PVD）占据薄膜沉积设备19%的市场份额，主要用于沉积阻挡层（如Ta/TaN）和种子层（如Cu），为后续电镀填孔提供导电基础。北方华创的PVD产品已覆盖TSV、Bumping等先进封装工艺，能够沉积Cu、Ti、Ta等多种金属薄膜。
常见问题
PECVD和ALD在逻辑芯片中的主要区别是什么？
PECVD主要用于沉积较厚的层间介质薄膜，如氧化硅和氮化硅，特点是沉积速率高、成本较低；ALD则用于原子层级别的精确薄膜控制，如高k栅介质和SADP中的硬掩膜，虽然沉积速率慢，但对薄膜厚度和均匀性的控制精度远超PECVD。
3D NAND堆叠层数增加如何影响ALD需求？
3D NAND堆叠层数每增加一倍，ALD的步骤数增加更多。因为每增加一层存储单元，都需要ALD沉积高精度的介质薄膜（如氧化硅/氮化硅叠层），且层数越多，对薄膜均匀性和厚度控制的要求越高，ALD的优势越明显。
先进封装中为什么需要PVD？
在TSV和RDL等先进封装工艺中，PVD用于沉积金属阻挡层和种子层，防止铜扩散并为后续电镀提供导电基底。PVD能够精确沉积Ti、Ta、Cu等金属薄膜，是先进封装不可或缺的环节。