华虹无锡产线薄膜沉积设备的国产化率约11%(以机台数量计算),主要由拓荆科技和北方华创贡献。逻辑芯片是当前国产设备渗透率最高的下游领域,而存储芯片和功率器件的国产化率相对较低,不同场景对设备类型和性能的要求差异显著。
下游应用场景需求分布
逻辑芯片:国产化率相对较高,PECVD 需求量大
在逻辑芯片产线中,薄膜沉积设备的国产化率明显高于存储产线。以华虹无锡(华虹集团)和华力集成(华虹集团)的逻辑产线为例,国产设备渗透率均在10%左右。其中,华虹无锡产线拓荆科技中标占比约11%、北方华创约7%;华力集成产线拓荆科技占比约5%、北方华创约10%。
逻辑芯片对PECVD(等离子体增强化学气相沉积)的需求量最大,该品类在薄膜沉积设备市场中占比约33%。国产厂商中,拓荆科技是国内唯一实现PECVD设备产业化的厂商,其产品已覆盖180nm至14nm制程的逻辑芯片。北方华创则在溅射PVD领域占据优势,其PVD产品覆盖90nm至14nm制程,并已打破应用材料在该领域的垄断。
存储芯片:国产化率较低,ALD 是竞争关键
在存储芯片领域,以长江存储为代表的产线中,薄膜沉积设备的国产化率明显偏低。根据中标数据,拓荆科技和北方华创在长江存储的机台中占比均仅在1%至4%之间。存储芯片向3D化发展后,薄膜沉积设备在资本开支中的占比从2D时代的18%提升至3D时代的26%,对ALD(原子层沉积)的需求尤为迫切。ALD设备在先进制程和3D结构(如3D NAND)中不可或缺,目前该领域仍由东京电子、应用材料等国际巨头主导,国产厂商拓荆科技和北方华创均在积极布局,但量产规模尚小。
功率器件:对薄膜均匀性要求高,国产设备逐步渗透
功率器件对薄膜沉积的均匀性和纯度要求较高,但技术壁垒低于先进逻辑和存储芯片。北方华创的PVD和CVD产品已覆盖功率半导体领域,其推出的多款PVD设备可用于功率器件制造中的金属薄膜沉积。不过,功率器件产线对薄膜沉积设备的整体国产化率数据在官方资料中未明确披露,整体仍处于逐步渗透阶段。
常见问题
为什么逻辑芯片产线的国产化率比存储产线高?
逻辑芯片产线(如华虹无锡、华力集成)的工艺节点相对成熟(成熟制程为主),国产设备如拓荆科技的PECVD和北方华创的PVD在该领域已有较长的产业化验证周期,能够满足28nm及以上制程的需求。而存储芯片(尤其是3D NAND)对ALD等先进设备的需求更大,这些设备的技术壁垒更高,国产厂商仍处于研发或产业化验证初期。
国产薄膜沉积设备在功率器件领域的优势是什么?
功率器件对薄膜的均匀性要求高,但对制程节点的要求不如先进逻辑和存储严苛。北方华创的PVD和CVD产品线覆盖功率半导体,且其PVD产品在国产设备中议价能力较强,能够满足功率器件对金属薄膜(如铝、钛)沉积的工艺需求。
国产厂商在ALD领域有何布局?
ALD是薄膜沉积设备中需求增长最快的品类,占比约11%。拓荆科技的PEALD设备已实现产业化应用,可用于28nm至14nm逻辑芯片的SADP工艺;北方华创的ALD产品技术节点覆盖至28nm。两者均在积极研发用于更高端制程和3D NAND的ALD设备。