全球晶圆厂扩产推动薄膜设备需求 高增长赛道迎国产突破
据SEMI《300mm Fab Outlook to 2024》报告,继2021年增长7%后,2022年全球晶圆产能预计同比增长8%。2020年至2024年间,全球将新增至少38座300mm晶圆厂,其中中国大陆和中国台湾地区分别新增8家和11家,占总数过半。到2024年,全球300mm晶圆厂数量将达到161家,月产能预计达700万片。

晶圆厂大规模扩产带动半导体设备投资攀升。SEMI预测,2022年全球前端晶圆厂设备投资将达约1000亿美元,创历史新高;中国大陆设备支出近170亿美元,位列全球第三,本土装备产业发展迎来重要机遇。

在晶圆制造设备中,光刻、刻蚀与薄膜沉积为三大核心工艺。薄膜沉积设备投资约占晶圆厂总投资的16%,占制造设备投资的21%。Maximize Market Research数据显示,全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017年的125亿美元增至2020年的172亿美元,年复合增长率达11.2%,预计2025年将突破340亿美元。


ALD技术优势显著 市场渗透率加速提升
原子层沉积(ALD)是一种以单原子层形式逐层沉积薄膜的真空镀膜工艺,由芬兰科学家Tuomo Suntola于1974年开发。21世纪初,ALD被引入半导体行业,用于制造高介电常数(High-k)材料替代传统氧化硅,有效解决晶体管漏电流问题,助力摩尔定律向更小制程演进。
相较于化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD),ALD具备优异的三维保形性、大面积均匀性和精确厚度控制能力,特别适用于复杂结构及高深宽比器件的超薄薄膜生长。

数据来源:清华大学微纳加工平台
随着制程微缩和3D结构普及,ALD在先进逻辑与存储芯片中的应用日益广泛。在28nm及以下逻辑工艺中,多重曝光技术增加对ALD工序的需求;在3D NAND存储器中,层数不断上升,结构趋于高深宽比,ALD成为关键工艺环节。

数据来源:ResearchGate
目前,CVD和PVD设备市场占有率分别为56%和23%,ALD占比约11%。但根据中国台湾工研院预测,2020–2025年ALD设备年均复合增长率达26.3%,远高于CVD(8.5%)和PVD(8.9%),展现出强劲增长潜力。

海外巨头主导 ALD国产化亟待突破
Yole数据显示,荷兰ASM与日本东京电子(TEL)合计占据全球ALD设备市场近50%份额,美国泛林(Lam)、应用材料(AMAT)等也具备完整ALD产品线,形成高度集中的竞争格局。
企业名称 |
总部 |
成立时间 |
产品简介 |
ASM |
荷兰 |
1968年 |
覆盖光刻、沉积、离子注入等工艺,近年推动ALD和PEALD技术进入主流产线。 |
TEL |
日本 |
1963年 |
日本最大半导体成膜与刻蚀设备商,产品包含ALD设备。 |
Lam |
美国 |
1980年 |
产品涵盖薄膜沉积、刻蚀、清洗等多个领域。 |
AMAT |
美国 |
1967年 |
产品覆盖ALD、CVD、PVD、CMP、RTP等除光刻机外几乎所有前道设备。 |
国内ALD设备起步较晚,广发证券研究指出,2020年中国企业在该领域市占率为零,整体处于发展初期。然而,近年来已有企业实现技术突破,逐步打破国外垄断。
微导纳米:深耕ALD技术 打造国产“隐形冠军”
江苏微导纳米科技股份有限公司(简称“微导纳米”)成立于2015年,专注先进微米级、纳米级薄膜沉积设备研发与生产,是全球少数以ALD为核心技术的高端装备企业之一,业务覆盖集成电路、光伏、LED&MEMS、柔性电子及新能源等领域,获评国家级“专精特新”小巨人企业。
财报显示,2021年微导纳米ALD相关收入达4.28亿元,同比增长37%;截至2022年5月,在手订单达15.44亿元。对比全球主要ALD厂商同期销售额(约3.9亿至52.7亿元),微导纳米已跻身国际主流供应商行列,并在国内同类企业中连续两年ALD产品收入排名第一。
公司核心技术团队由CTO黎微明博士领衔,其拥有近30年ALD研发与产业化经验,为最早从事该领域研究的华人专家之一,长期参与国际ALD会议技术委员会工作,并发起中国ALD会议。微导纳米还联合海内外高校及科研机构,建立多个省级研发平台,包括江苏省原子层沉积工程技术研究中心、博士后创新实践基地等,具备持续技术创新能力。
多领域布局 推动ALD国产替代进程
微导纳米率先将ALD技术应用于光伏高效电池制造,在PERC、TOPCon等技术路线中发挥关键作用,客户覆盖通威太阳能、隆基股份、阿特斯、爱旭股份、晶科能源等头部企业,设备已实现出口欧洲。
在半导体领域,公司是国内首家将量产型High-k ALD设备成功导入28nm节点前道产线的国产厂商,关键工艺参数达到国际水平,获得客户重复订单。零部件国产化率预计2023年可达95%,有力支撑产业链自主可控。
在存储芯片方面,其ALD设备凭借原子级精度、高阶梯覆盖率和多元掺杂控制能力,满足先进存储器件制造需求,并拓展至新型存储器应用。
面向第三代半导体,微导纳米为国内某化合物半导体标杆企业定制的ALD设备已成功交付,可应用于SiC、GaN功率器件的栅氧层、钝化层等关键工艺,助力5G、新能源汽车等领域发展。
在新型显示领域,公司推出批量式ALD系统,服务于Micro-OLED硅基显示器、先进封装和MEMS制造,已在Micro-OLED量产应用中获得多个订单。
当前,微导纳米ALD技术已具备延伸至14nm及更先进节点的能力,正建设集成电路高端装备产业化应用中心,推进半导体配套设备扩产升级。通过整合上下游资源,公司有望进一步提升全球竞争力,加速实现高端薄膜装备国产化替代。

