半导体薄膜沉积行业经历了从完全依赖进口到国产设备多点突破的关键拐点,其中北方华创在溅射PVD领域市占率达到20%左右是一个标志性节点。这一突破背后,是2000年设备国产化萌芽、2014年大基金启动扶持、2018-2020年长江存储大规模扩产推动批量导入,以及2020年后出口管制加速国产替代等多重拐点的累积结果。

关键拐点一:2000-2010年——国产设备萌芽期

2000年前后,国内半导体设备产业开始起步,北方华创的前身七星电子等企业开始投入PVD等薄膜沉积设备的研发。这一时期,国产设备主要处于技术积累和样机验证阶段,市场份额极低,全球市场由应用材料、东京电子等国际巨头垄断。

关键拐点二:2014年——大基金启动与资金扶持

2014年国家集成电路产业投资基金(大基金)一期设立,为国产设备厂商提供了关键的资金支持。北方华创获得大基金注资后,PVD产品开始进入下游客户的验证阶段,为后续批量导入奠定了基础。同期成立的拓荆科技也获得大基金持股,聚焦PECVD和ALD领域。

关键拐点三:2018-2020年——长江存储扩产带动批量导入

长江存储启动大规模3D NAND扩产,成为国产薄膜沉积设备的重要验证和量产平台。根据长江存储的中标数据,北方华创的薄膜设备在2018-2020年间持续中标,其溅射PVD在长江存储中的市占率提升至20%左右;拓荆科技的PECVD设备也在同期实现批量销售,国产化率逐步提升。

关键拐点四:2020年后——出口管制加速国产替代

2020年后,美国出口管制升级,国内晶圆厂加速导入国产设备以保障供应链安全。北方华创的PVD产品覆盖90-14nm多个制程,在集成电路、功率半导体等领域实现规模化应用;拓荆科技的PECVD已覆盖180-14nm逻辑芯片及64/128层3D NAND,两家公司的ALD产品也进入产业化验证阶段。

常见问题

未来薄膜沉积国产化的关键方向是什么?

从PVD向CVD/ALD全链条覆盖是重要方向。目前北方华创的优势在溅射PVD,拓荆科技的优势在PECVD,两家公司在ALD领域均有布局,但技术节点存在差异(北方华创ALD覆盖28nm,拓荆科技PEALD覆盖14nm及以下),能否实现全品类突破将决定国产替代的深度。

薄膜沉积设备的国产化率目前处于什么水平?

以长江存储、华虹无锡等产线的中标数据为参考,北方华创PVD在部分产线市占率达到20%左右,拓荆科技PECVD在部分产线市占率约2-5%,整体薄膜沉积设备国产化率在10%左右,仍有较大提升空间。

ALD为何被称为“兵家必争之地”?

ALD能够实现原子层级别的厚度控制,是先进制程(如14nm以下FinFET)和3D NAND结构中的关键工艺。虽然目前ALD在薄膜沉积设备市场中占比约11%,但它是制约芯片制程进步的核心因素之一,技术壁垒高、增长潜力大。

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