半导体设备薄膜沉积需求随制程升级增长,拓荆科技PECVD供需节奏如何把握?制程升级与3D化结构是薄膜沉积需求增长的两大核心驱动,拓荆科技作为国内唯一实现PECVD产业化的厂商,其产量与销量的快速攀升直接反映了下游需求的景气周期。

制程升级与3D化双重驱动需求

薄膜沉积设备的需求增长主要来自两个方向:一是制程进步带来的工序量增加,从90nm CMOS工艺的40道薄膜沉积工序,到3nm FinFET工艺产线已增至100道;二是芯片向3D结构发展后,堆叠层数与薄膜工艺直接挂钩。以NAND Flash产线为例,薄膜沉积在资本开支中的占比从2D架构的18%提升至3D架构的26%。

从细分品类看,PECVD是薄膜沉积设备中占比最大的品类,份额达33%。全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017年的125亿美元增长至2020年的172亿美元,复合增长率约11%,其中中国大陆市场对CVD和PVD的需求合计在200亿元左右。

拓荆科技PECVD供需节奏分析

拓荆科技是国内唯一实现PECVD设备产业化的厂商,其产品覆盖180-14nm制程的逻辑芯片及64/128层3D NAND。从公司披露的产销数据可以清晰看到供需节奏的加快:

年份产量(台)销量(台)产销率
20189444.44%
2019221986.36%
2020503162.00%
2021年1-9月492346.94%

产量从2018年的9台增至2020年的50台,销量从4台增至31台,反映出下游晶圆厂扩产带来的旺盛需求。产销率低于100%主要由于产品从发货到客户验收存在一定周期,使得产量大于销量,这也是设备行业常见的阶段性特征。

在客户结构上,拓荆科技的PECVD设备已进入中芯国际、华虹集团、长江存储等主流晶圆厂,国产化率在部分产线中持续提升。此外,公司在ALD领域也有布局,PEALD设备已实现产业化应用,覆盖14nm及以下逻辑芯片的SADP、STI Liner等工艺。

常见问题

拓荆科技PECVD的产能能否跟上需求增长?

从产量数据看,公司PECVD产量从2018年的9台增至2020年的50台,扩产节奏明显加快。产销率低于100%主要是验收周期所致,并非需求不足,实际在手订单和发货量更能反映需求景气度。

制程升级对PECVD和ALD的需求影响有何不同?

制程升级对两类设备都有拉动,但ALD在先进制程中的重要性更为突出——28nm以下的FinFET结构需要依赖ALD沉积的材料控制Fin宽度,是制约逻辑芯片先进程度的核心因素之一。PECVD则凭借33%的最大份额,受益于整体工序量的增加。

国产PECVD与国际厂商的差距主要体现在哪里?

薄膜沉积设备各细分赛道目前仍由应用材料、东京电子等国际巨头主导,国产厂商整体份额有限。拓荆科技作为国内PECVD产业化先行者,其工艺覆盖已延伸至14nm节点,但更先进制程(10nm以下)的产品仍处于研发阶段,差距与追赶空间并存。

延伸阅读