全球薄膜沉积设备市场长期由应用材料、东京电子等国际巨头主导,中国厂商目前在全球格局中整体仍处于追赶者位置,但已在PVD、CVD等细分赛道实现多点突破。应用材料在PVD领域占据约85%的全球份额,东京电子在ALD领域占据约45%的份额,而国产厂商北方华创、拓荆科技等已在部分细分市场取得实质性进展,正成为重塑全球竞争格局的重要变量。

全球竞争格局:美日巨头主导

薄膜沉积设备是半导体三大核心设备之一,市场构成较为分散,占比最大的PECVD份额约为33%,溅射PVD约为19%,ALD约为11%。在竞争格局上,各细分赛道均由国际巨头垄断:

类别应用材料泛林半导体东京电子先晶半导体
CVD28%25%11%17%
ALD29%26%45%
PVD85%15%

从数据可以看出,应用材料在PVD领域具有压倒性优势,东京电子则在ALD这一“兵家必争之地”占据领先地位。ALD因能很好满足先进制程和3D结构需求,虽然目前占比仅11%,却是决定芯片制程先进程度的核心环节之一。

中国厂商的突破与短板

在国产替代进程中,拓荆科技和北方华创是两大主力。拓荆科技是国内唯一实现PECVD设备产业化的厂商,产品工艺覆盖180-14nm制程的逻辑芯片及64/128层3D NAND;北方华创的优势集中在溅射PVD领域,产品覆盖90-14nm多个制程工艺,打破了应用材料的垄断。

从国内主要晶圆厂的采购数据来看,国产化率正在逐步提升。在长江存储的薄膜设备采购中,北方华创在溅射PVD细分设备中的占比可达20%左右,而拓荆科技在CVD类设备中的占比约为2-3%。华虹无锡、华力集成等产线的薄膜沉积设备国产化率总体在10%左右。

两家厂商在ALD领域均有布局,其中拓荆科技的PEALD设备可应用于14nm及以下的逻辑芯片,北方华创的ALD产品技术节点覆盖至28nm。

差距与机会并存

客观来看,中国厂商在全球薄膜沉积设备市场的整体份额仍然有限,与国际巨头在技术积累、产品覆盖广度上存在明显差距。但国产替代的推进正在加速:一方面,制程进步和芯片3D化驱动薄膜沉积设备需求持续增长,全球市场规模从2017年的125亿美元增长至2020年的172亿美元;另一方面,国内厂商已在PECVD、溅射PVD等细分赛道实现产业化突破,并逐步向ALD等更高技术壁垒的领域延伸。

常见问题

中国厂商在哪些细分领域最具竞争力?

国产厂商在溅射PVD和PECVD领域进展最快。北方华创在溅射PVD领域具备较强竞争力,在长江存储采购中的占比可达20%左右;拓荆科技则是国内唯一实现PECVD产业化的厂商。

国产薄膜沉积设备与国际巨头的差距有多大?

整体而言,国产厂商在全球市场的份额仍较低,在ALD等先进制程关键领域与国际巨头存在技术代差。但国产化率正在稳步提升,部分产线薄膜设备国产化率已达10%左右。

国产替代能否改变全球竞争格局?

国产替代正在逐步推进,但短期内难以撼动应用材料、东京电子等巨头的垄断地位。长期来看,随着国内厂商在ALD等关键领域的技术突破和产能验证,有望在全球格局中占据更重要的位置。

延伸阅读