智研研判！2024年中國薄膜沉積設(shè)備行業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析：國產(chǎn)化率將不斷提升[圖]

內(nèi)容概況：薄膜沉積設(shè)備通常用于在基底上沉積導(dǎo)體、絕緣體或者半導(dǎo)體等材料膜層，使之具備一定的特殊性能，廣泛應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。薄膜沉積設(shè)備按照工藝原理的不同可分為物理氣相沉積（PVD）設(shè)備、化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備和原子層沉積（ALD）設(shè)備。PVD、CVD、ALD技術(shù)各有自己的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)。根據(jù)測(cè)算，2023年全球半導(dǎo)體設(shè)備的銷售額達(dá)1063億美元。2023年晶圓制造設(shè)備銷售額約占總體半導(dǎo)體設(shè)備銷售額的90%，達(dá)到約960億美元。薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約占晶圓制造設(shè)備市場(chǎng)的22%，由此推算，2023年全球薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為211億美元。結(jié)合中國大陸半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售額占全球半導(dǎo)體制造設(shè)備的銷售額約為29%的比例推測(cè)算，2023年中國大陸薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為61億美元。在薄膜沉積設(shè)備中，PECVD占比約為33%，ALD設(shè)備占比約為11%，SACVD和HDPCVD占比約為6%。從競(jìng)爭(zhēng)格局來看，薄膜沉積設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)出高度壟斷的競(jìng)爭(zhēng)局面，行業(yè)基本由美國的應(yīng)用材料（AMAT）和泛林半導(dǎo)體（Lam），日本的東京電子（TEL）和迪恩仕（DNS），荷蘭的ASML和先晶半導(dǎo)體（ASMI）等為代表的國際知名企業(yè)壟斷。我國半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備發(fā)展起步較晚，目前僅有少數(shù)企業(yè)具備量產(chǎn)供貨能力。近年來，國內(nèi)企業(yè)不斷加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，涌現(xiàn)了北方華創(chuàng)、拓荊科技、中微公司、微導(dǎo)納米等一批薄膜沉積設(shè)備制造商。但整體來看，薄膜沉積設(shè)備國產(chǎn)率仍偏低，尤其是技術(shù)門檻更高的ALD設(shè)備。

一、基本情況

薄膜沉積設(shè)備通常用于在基底上沉積導(dǎo)體、絕緣體或者半導(dǎo)體等材料膜層，使之具備一定的特殊性能，廣泛應(yīng)用于光伏、半導(dǎo)體等領(lǐng)域的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。薄膜沉積設(shè)備按照工藝原理的不同可分為物理氣相沉積（PVD）設(shè)備、化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備和原子層沉積（ALD）設(shè)備。PVD、CVD、ALD技術(shù)各有自己的技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)，PVD為物理過程，CVD為化學(xué)過程，兩種具有顯著的區(qū)別。ALD也是采用化學(xué)反應(yīng)方式進(jìn)行沉積，但反應(yīng)原理和工藝方式與CVD存在顯著區(qū)別，在CVD工藝過程中，化學(xué)蒸氣不斷地通入真空室內(nèi)，而在ALD工藝過程中，不同的反應(yīng)物（前驅(qū)體）是以氣體脈沖的形式交替送入反應(yīng)室中的，使得在基底表面以單個(gè)原子層為單位一層一層地實(shí)現(xiàn)鍍膜。相比于ALD技術(shù)，PVD技術(shù)生長(zhǎng)機(jī)理簡(jiǎn)單，沉積速率高，但一般只適用于平面的膜層制備；CVD技術(shù)的重復(fù)性和臺(tái)階覆蓋性比PVD略好，但是工藝過程中影響因素較多，成膜的均勻性較差，并且難以精確控制薄膜厚度。

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備原材料主要包括機(jī)械類（陶瓷加工件、加熱盤、腔體、密封件、噴淋頭、配管零件、金屬加工件等）、機(jī)電一體類（EFEM、機(jī)械手、加熱帶等）、電氣類（射頻電源、射頻匹配器、遠(yuǎn)程等離子源、供電系統(tǒng)、電力輸送及通訊系統(tǒng)、IO輸入輸出模塊等）、氣體輸送系統(tǒng)類（供氣系統(tǒng)等）、真空系統(tǒng)類（供氣系統(tǒng)等）、附屬設(shè)備（泵、LDS、熱水機(jī)等）等。下游為中芯國際、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華虹集團(tuán)等芯片制造商。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《中國薄膜沉積設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及投資前景研判報(bào)告》

二、發(fā)展現(xiàn)狀

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展衍生出巨大的半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)，主要包括光刻機(jī)、刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、離子注入機(jī)、測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)等設(shè)備，屬于半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)先導(dǎo)者。應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的設(shè)備通常可分為前道工藝設(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測(cè)試）兩大類。其中，晶圓制造設(shè)備的市場(chǎng)規(guī)模占集成電路設(shè)備整體市場(chǎng)規(guī)模的90%左右。在前道晶圓制造中，共有七大工藝步驟，分別為氧化/擴(kuò)散、光刻、刻蝕、薄膜生長(zhǎng)、離子注入、清洗與拋光、金屬化，所對(duì)應(yīng)的設(shè)備主要包括氧化/擴(kuò)散設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備、離子注入設(shè)備、清洗設(shè)備、機(jī)械拋光設(shè)備等，其中光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、薄膜沉積設(shè)備是集成電路前道生產(chǎn)工藝中的三大核心設(shè)備。

半導(dǎo)體是支撐現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展水平和國家科技水平息息相關(guān)，其發(fā)展情況已成為全球各國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo)，是衡量一個(gè)國家或地區(qū)現(xiàn)代化程度和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。近年來，隨著現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，半導(dǎo)體行業(yè)整體景氣度持續(xù)提升，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2021年半導(dǎo)體設(shè)備銷售額成功突破千億美元，2022年進(jìn)一步擴(kuò)張至1076億美元。2023年，受全球經(jīng)濟(jì)下行壓力加劇、終端需求下滑、貿(mào)易摩擦等多重因素的影響，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入調(diào)整期，半導(dǎo)體設(shè)備銷售額也隨之出現(xiàn)下滑態(tài)勢(shì)，小幅1.3%，至1063億美元。其中中國、韓國、中國臺(tái)灣三地銷售額占比超7成。

中國是全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)，龐大的市場(chǎng)需求為半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了前提。2010年以來，中國逐步承接了半導(dǎo)體封測(cè)和晶圓制造業(yè)務(wù)并建立起初具規(guī)模的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)生態(tài)，完成了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的原始積累，初步完成產(chǎn)業(yè)鏈布局。中國大陸正在成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)能第三次擴(kuò)張的重要目的地。大陸晶圓代工廠中芯國際、華虹集團(tuán)，中國臺(tái)灣晶圓代工廠臺(tái)積電、聯(lián)電、晶合等晶圓廠接連在大陸擴(kuò)產(chǎn)、建廠，帶動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額快速增長(zhǎng)，2021年銷售額實(shí)現(xiàn)58%的增幅。2022年在疫情、下游需求減弱等因素影響下，我國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額出現(xiàn)較大幅度下滑，2023年恢復(fù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，同比增長(zhǎng)29%達(dá)366億元，為全球增幅最大的地區(qū)。

據(jù)拓荊科技測(cè)算，2023年全球半導(dǎo)體設(shè)備的銷售額達(dá)1063億美元。2023年晶圓制造設(shè)備銷售額約占總體半導(dǎo)體設(shè)備銷售額的90%，達(dá)到約960億美元。薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約占晶圓制造設(shè)備市場(chǎng)的22%，由此推算，2023年全球薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為211億美元。結(jié)合中國大陸半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售額占全球半導(dǎo)體制造設(shè)備的銷售額約為29%的比例推測(cè)算，2023年中國大陸薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模約為61億美元。在薄膜沉積設(shè)備中，PECVD占比約為33%，ALD設(shè)備占比約為11%，SACVD和HDPCVD占比約為6%。

半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備行業(yè)具有很高的技術(shù)壁壘、市場(chǎng)壁壘和客戶準(zhǔn)入壁壘。與中國大陸半導(dǎo)體專用設(shè)備企業(yè)相比，國際巨頭企業(yè)擁有客戶端先發(fā)優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品線豐富、技術(shù)儲(chǔ)備深厚、研發(fā)團(tuán)隊(duì)成熟、資金實(shí)力較強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，國際巨頭還能為同時(shí)購買多種產(chǎn)品的客戶提供捆綁折扣。因此，從全球市場(chǎng)份額來看，薄膜沉積設(shè)備行業(yè)呈現(xiàn)出高度壟斷的競(jìng)爭(zhēng)局面，行業(yè)基本由美國的應(yīng)用材料（AMAT）和泛林半導(dǎo)體（Lam），日本的東京電子（TEL）和迪恩仕（DNS），荷蘭的ASML和先晶半導(dǎo)體（ASMI）等為代表的國際知名企業(yè)壟斷。國際巨頭經(jīng)過幾十年發(fā)展，憑借資金、技術(shù)、客戶資源、品牌等方面的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了薄膜沉積設(shè)備市場(chǎng)的大部分份額。在PVD市場(chǎng)，AMAT是絕對(duì)龍頭；在CVD市場(chǎng)，AMAT、LAM、TEL三家?guī)缀跗椒智锷辉贏LD市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的主要為TEL和ASM。

我國半導(dǎo)體薄膜沉積設(shè)備發(fā)展起步較晚，目前僅有少數(shù)企業(yè)具備量產(chǎn)供貨能力。近年來，國內(nèi)企業(yè)不斷加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，涌現(xiàn)了北方華創(chuàng)、拓荊科技、中微公司、微導(dǎo)納米等一批薄膜沉積設(shè)備制造商。但整體來看，薄膜沉積設(shè)備國產(chǎn)率仍偏低，尤其是技術(shù)門檻更高的ALD設(shè)備。

三、發(fā)展趨勢(shì)

1、芯片制造工藝進(jìn)步及結(jié)構(gòu)復(fù)雜化提高薄膜設(shè)備需求

隨著集成電路制造不斷向更先進(jìn)工藝發(fā)展，單位面積集成的電路規(guī)模不斷擴(kuò)大，芯片內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，所需要的薄膜層數(shù)越來越多，對(duì)絕緣介質(zhì)薄膜、導(dǎo)電金屬薄膜的材料種類和性能參數(shù)不斷提出新的要求。在90nmCMOS工藝大約需要40道薄膜沉積工序。在3nmFinFET工藝產(chǎn)線，則超過100道薄膜沉積工序，涉及的薄膜材料由6種增加到近20種，對(duì)于薄膜顆粒的要求也由微米級(jí)提高到納米級(jí)，進(jìn)而拉動(dòng)晶圓廠對(duì)薄膜沉積設(shè)備需求量的增加。在FLASH存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域，隨著主流制造工藝已由2D NAND發(fā)展為3D NAND結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致對(duì)于薄膜沉積設(shè)備的需求量逐步增加。而隨著3D NAND FLASH芯片的堆疊層數(shù)不斷增高，逐步向更多層及更先進(jìn)工藝發(fā)展，對(duì)于薄膜沉積設(shè)備的需求提升的趨勢(shì)亦將延續(xù)。

2、先進(jìn)制程對(duì)薄膜沉積設(shè)備提出更高要求

在晶圓制造過程中，薄膜起到產(chǎn)生導(dǎo)電層或絕緣層、阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、提高吸光率、臨時(shí)阻擋刻蝕等重要作用。隨著芯片制造工藝不斷走向精密化，對(duì)薄膜工藝性能提出了更高的技術(shù)要求，包括薄膜厚度、均勻性、光學(xué)系數(shù)、機(jī)械應(yīng)力及顆粒度等性能指標(biāo)，市場(chǎng)對(duì)于高性能薄膜設(shè)備的依賴逐漸增加，這也將拉動(dòng)半導(dǎo)體高端薄膜設(shè)備的需求。

3、國產(chǎn)替代持續(xù)推進(jìn)

近年來，在國家政策的拉動(dòng)和支持下，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，整體實(shí)力顯著提升，設(shè)計(jì)、制造能力與國際先進(jìn)水平不斷縮小，半導(dǎo)體先進(jìn)設(shè)備制造仍然相對(duì)薄弱。伴隨著國家鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)政策和產(chǎn)業(yè)投資基金不斷的落實(shí)與實(shí)施，本土半導(dǎo)體及其設(shè)備制造業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機(jī)，薄膜沉積設(shè)備作為半導(dǎo)體制造的核心設(shè)備，將會(huì)迎來巨大的進(jìn)口替代市場(chǎng)空間，國產(chǎn)化率將不斷提升。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國薄膜沉積設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)全景評(píng)估及投資前景研判報(bào)告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。