智研研判！2024年中国薄膜沉积设备行业运行态势分析：国产化率将不断提升[图]

内容概况：薄膜沉积设备通常用于在基底上沉积导体、绝缘体或者半导体等材料膜层，使之具备一定的特殊性能，广泛应用于光伏、半导体等领域的生产制造环节。薄膜沉积设备按照工艺原理的不同可分为物理气相沉积（PVD）设备、化学气相沉积（CVD）设备和原子层沉积（ALD）设备。PVD、CVD、ALD技术各有自己的技术特点和技术难点。根据测算，2023年全球半导体设备的销售额达1063亿美元。2023年晶圆制造设备销售额约占总体半导体设备销售额的90%，达到约960亿美元。薄膜沉积设备市场规模约占晶圆制造设备市场的22%，由此推算，2023年全球薄膜沉积设备市场规模约为211亿美元。结合中国大陆半导体制造设备销售额占全球半导体制造设备的销售额约为29%的比例推测算，2023年中国大陆薄膜沉积设备市场规模约为61亿美元。在薄膜沉积设备中，PECVD占比约为33%，ALD设备占比约为11%，SACVD和HDPCVD占比约为6%。从竞争格局来看，薄膜沉积设备行业呈现出高度垄断的竞争局面，行业基本由美国的应用材料（AMAT）和泛林半导体（Lam），日本的东京电子（TEL）和迪恩仕（DNS），荷兰的ASML和先晶半导体（ASMI）等为代表的国际知名企业垄断。我国半导体薄膜沉积设备发展起步较晚，目前仅有少数企业具备量产供货能力。近年来，国内企业不断加强技术研发，涌现了北方华创、拓荆科技、中微公司、微导纳米等一批薄膜沉积设备制造商。但整体来看，薄膜沉积设备国产率仍偏低，尤其是技术门槛更高的ALD设备。

一、基本情况

薄膜沉积设备通常用于在基底上沉积导体、绝缘体或者半导体等材料膜层，使之具备一定的特殊性能，广泛应用于光伏、半导体等领域的生产制造环节。薄膜沉积设备按照工艺原理的不同可分为物理气相沉积（PVD）设备、化学气相沉积（CVD）设备和原子层沉积（ALD）设备。PVD、CVD、ALD技术各有自己的技术特点和技术难点，PVD为物理过程，CVD为化学过程，两种具有显著的区别。ALD也是采用化学反应方式进行沉积，但反应原理和工艺方式与CVD存在显著区别，在CVD工艺过程中，化学蒸气不断地通入真空室内，而在ALD工艺过程中，不同的反应物（前驱体）是以气体脉冲的形式交替送入反应室中的，使得在基底表面以单个原子层为单位一层一层地实现镀膜。相比于ALD技术，PVD技术生长机理简单，沉积速率高，但一般只适用于平面的膜层制备；CVD技术的重复性和台阶覆盖性比PVD略好，但是工艺过程中影响因素较多，成膜的均匀性较差，并且难以精确控制薄膜厚度。

从产业链来看，半导体薄膜沉积设备原材料主要包括机械类（陶瓷加工件、加热盘、腔体、密封件、喷淋头、配管零件、金属加工件等）、机电一体类（EFEM、机械手、加热带等）、电气类（射频电源、射频匹配器、远程等离子源、供电系统、电力输送及通讯系统、IO输入输出模块等）、气体输送系统类（供气系统等）、真空系统类（供气系统等）、附属设备（泵、LDS、热水机等）等。下游为中芯国际、长江存储、华虹集团等芯片制造商。

相关报告：智研咨询发布的《中国薄膜沉积设备行业市场全景评估及投资前景研判报告》

二、发展现状

半导体产业的发展衍生出巨大的半导体设备市场，主要包括光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备、离子注入机、测试机、分选机、探针台等设备，属于半导体行业产业链的技术先导者。应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备（晶圆制造）和后道工艺设备（封装测试）两大类。其中，晶圆制造设备的市场规模占集成电路设备整体市场规模的90%左右。在前道晶圆制造中，共有七大工艺步骤，分别为氧化/扩散、光刻、刻蚀、薄膜生长、离子注入、清洗与抛光、金属化，所对应的设备主要包括氧化/扩散设备、光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备、离子注入设备、清洗设备、机械抛光设备等，其中光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备是集成电路前道生产工艺中的三大核心设备。

半导体是支撑现代经济社会发展的战略性、基础性和先导性产业。半导体行业的发展水平和国家科技水平息息相关，其发展情况已成为全球各国经济、社会发展的风向标，是衡量一个国家或地区现代化程度和综合实力的重要标志。近年来，随着现代工业不断发展，半导体行业整体景气度持续提升，全球半导体设备市场呈现快速增长态势，2021年半导体设备销售额成功突破千亿美元，2022年进一步扩张至1076亿美元。2023年，受全球经济下行压力加剧、终端需求下滑、贸易摩擦等多重因素的影响，半导体产业进入调整期，半导体设备销售额也随之出现下滑态势，小幅1.3%，至1063亿美元。其中中国、韩国、中国台湾三地销售额占比超7成。

中国是全球最大的半导体消费市场，庞大的市场需求为半导体设备产业发展提供了前提。2010年以来，中国逐步承接了半导体封测和晶圆制造业务并建立起初具规模的半导体设计行业生态，完成了半导体产业的原始积累，初步完成产业链布局。中国大陆正在成为全球半导体产能第三次扩张的重要目的地。大陆晶圆代工厂中芯国际、华虹集团，中国台湾晶圆代工厂台积电、联电、晶合等晶圆厂接连在大陆扩产、建厂，带动半导体设备销售额快速增长，2021年销售额实现58%的增幅。2022年在疫情、下游需求减弱等因素影响下，我国半导体设备销售额出现较大幅度下滑，2023年恢复增长态势，同比增长29%达366亿元，为全球增幅最大的地区。

据拓荆科技测算，2023年全球半导体设备的销售额达1063亿美元。2023年晶圆制造设备销售额约占总体半导体设备销售额的90%，达到约960亿美元。薄膜沉积设备市场规模约占晶圆制造设备市场的22%，由此推算，2023年全球薄膜沉积设备市场规模约为211亿美元。结合中国大陆半导体制造设备销售额占全球半导体制造设备的销售额约为29%的比例推测算，2023年中国大陆薄膜沉积设备市场规模约为61亿美元。在薄膜沉积设备中，PECVD占比约为33%，ALD设备占比约为11%，SACVD和HDPCVD占比约为6%。

半导体薄膜沉积设备行业具有很高的技术壁垒、市场壁垒和客户准入壁垒。与中国大陆半导体专用设备企业相比，国际巨头企业拥有客户端先发优势，产品线丰富、技术储备深厚、研发团队成熟、资金实力较强等优势，国际巨头还能为同时购买多种产品的客户提供捆绑折扣。因此，从全球市场份额来看，薄膜沉积设备行业呈现出高度垄断的竞争局面，行业基本由美国的应用材料（AMAT）和泛林半导体（Lam），日本的东京电子（TEL）和迪恩仕（DNS），荷兰的ASML和先晶半导体（ASMI）等为代表的国际知名企业垄断。国际巨头经过几十年发展，凭借资金、技术、客户资源、品牌等方面的优势，占据了薄膜沉积设备市场的大部分份额。在PVD市场，AMAT是绝对龙头；在CVD市场，AMAT、LAM、TEL三家几乎平分秋色；在ALD市场，实现产业化应用的主要为TEL和ASM。

我国半导体薄膜沉积设备发展起步较晚，目前仅有少数企业具备量产供货能力。近年来，国内企业不断加强技术研发，涌现了北方华创、拓荆科技、中微公司、微导纳米等一批薄膜沉积设备制造商。但整体来看，薄膜沉积设备国产率仍偏低，尤其是技术门槛更高的ALD设备。

三、发展趋势

1、芯片制造工艺进步及结构复杂化提高薄膜设备需求

随着集成电路制造不断向更先进工艺发展，单位面积集成的电路规模不断扩大，芯片内部立体结构日趋复杂，所需要的薄膜层数越来越多，对绝缘介质薄膜、导电金属薄膜的材料种类和性能参数不断提出新的要求。在90nmCMOS工艺大约需要40道薄膜沉积工序。在3nmFinFET工艺产线，则超过100道薄膜沉积工序，涉及的薄膜材料由6种增加到近20种，对于薄膜颗粒的要求也由微米级提高到纳米级，进而拉动晶圆厂对薄膜沉积设备需求量的增加。在FLASH存储芯片领域，随着主流制造工艺已由2D NAND发展为3D NAND结构，结构的复杂化导致对于薄膜沉积设备的需求量逐步增加。而随着3D NAND FLASH芯片的堆叠层数不断增高，逐步向更多层及更先进工艺发展，对于薄膜沉积设备的需求提升的趋势亦将延续。

2、先进制程对薄膜沉积设备提出更高要求

在晶圆制造过程中，薄膜起到产生导电层或绝缘层、阻挡污染物和杂质渗透、提高吸光率、临时阻挡刻蚀等重要作用。随着芯片制造工艺不断走向精密化，对薄膜工艺性能提出了更高的技术要求，包括薄膜厚度、均匀性、光学系数、机械应力及颗粒度等性能指标，市场对于高性能薄膜设备的依赖逐渐增加，这也将拉动半导体高端薄膜设备的需求。

3、国产替代持续推进

近年来，在国家政策的拉动和支持下，我国半导体产业快速发展，整体实力显著提升，设计、制造能力与国际先进水平不断缩小，半导体先进设备制造仍然相对薄弱。伴随着国家鼓励类产业政策和产业投资基金不断的落实与实施，本土半导体及其设备制造业迎来了前所未有的发展契机，薄膜沉积设备作为半导体制造的核心设备，将会迎来巨大的进口替代市场空间，国产化率将不断提升。

以上数据及信息可参考智研咨询（www.chyxx.com）发布的《中国薄膜沉积设备行业市场全景评估及投资前景研判报告》。智研咨询是中国领先产业咨询机构，提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【智研咨询】公众号，每天及时掌握更多行业动态。