从90nm到3nm，薄膜沉积工序数从40道增至100道，制程越先进，对薄膜沉积设备的技术要求越高。在此过程中，PVD、CVD、ALD三大技术路线并行发展，其中原子层沉积（ALD）因能实现原子级厚度控制，成为先进制程不可或缺的核心设备，同时也构成了极高的竞争壁垒。
技术路线：从平面到3D的迭代
随着逻辑芯片制程从90nm演进至3nm，薄膜沉积工序数从40道翻倍至100道。在2D NAND时代，薄膜沉积设备仅占产线资本开支的18%，而进入3D NAND时代后，这一比例提升至26%。不同技术路线各有侧重：PECVD（等离子体增强CVD）是占比最大的细分品类，达33%；溅射PVD占比19%；而ALD虽当前仅占11%，却是增长最快的“兵家必争之地”。
ALD的核心优势在于其原子层级别的厚度控制能力。在28nm以下先进制程采用的FinFET结构中，ALD沉积的Spacer材料宽度直接决定了Fin的宽度，是制约芯片制程的核心因素之一。例如在22nm制程中，Fin宽度仅14.67nm，必须通过ALD配合自对准双重成像技术（SADP）才能实现。
竞争格局：国际巨头主导，国产厂商加速突破
全球薄膜沉积设备市场由应用材料、泛林半导体、东京电子三大巨头垄断。以ALD领域为例，东京电子占据45%份额，应用材料和泛林半导体分别占29%和26%；在PVD领域，应用材料更是以85%的份额形成绝对优势。
国产替代方面，拓荆科技是国内唯一实现PECVD设备产业化的厂商，其产品工艺覆盖180-14nm逻辑芯片及64/128层3D NAND，PEALD设备可应用于14nm及以下逻辑芯片。北方华创的优势集中在溅射PVD领域，已推出13款PVD产品，覆盖90-14nm制程，同时在ALD领域布局了28nm技术节点。
常见问题
为什么ALD设备在先进制程中不可或缺？
ALD能够通过交替引入反应物，实现原子层级别的薄膜生长，对厚度进行精确控制。在28nm以下FinFET结构中，ALD沉积的材料直接决定了Fin的宽度，是制造超精细结构的基础。
国产薄膜沉积设备目前处于什么水平？
国产主力厂商包括拓荆科技和北方华创。拓荆科技在PECVD领域实现产业化，产品覆盖180-14nm逻辑芯片；北方华创在溅射PVD领域覆盖90-14nm制程。两家公司在ALD领域均有布局，但与东京电子、应用材料等国际巨头相比，整体市场份额仍有较大差距。
薄膜沉积设备的技术壁垒主要体现在哪些方面？
壁垒主要体现在薄膜材料的覆盖广度和深度、原子级精度控制能力以及设备与工艺的协同优化。例如ALD设备需要精确控制反应物吸附和清洗循环，对均匀性、纯度要求极高，且不同制程对设备参数要求差异巨大，形成较高的技术门槛。