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国产原子层沉积ALD设备盘点:微导纳米 |大色谜半导体设备厂商系列

国产原子层沉积ALD设备盘点:微导纳米 |大色谜半导体设备厂商系列 DA SEMI
2025-03-14
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导读:祝愿我所有追求真知、孜孜不倦的各位同行伙伴们,工作顺利!愿你所有的付出都能收到回报!

一、简单重温ALD设备原理

ALD(原子层沉积)设备可通俗理解为“给芯片贴膜”,通过气相前驱体脉冲交替通入反应器,在基底表面以单原子层模式逐层成膜。

特点:具备精准的膜厚控制能力,沉积薄膜厚度均匀性与一致性优异,台阶覆盖能力强,适用于深槽结构薄膜生长。尽管沉积速率较慢,但在SADP、HKMG、金属铜互联扩散阻挡层等关键工艺中具有不可替代的作用。

二、微导纳米——国内ALD龙头厂商

江苏微导纳米科技股份有限公司(简称“微导纳米”)自2015年成立以来,专注于原子层沉积(ALD)技术研发,已发展成为国内ALD设备领域的领军企业。

1. 核心设备与性能优势

微导纳米以ALD技术为核心,融合化学气相沉积(CVD)等多种真空薄膜技术,构建了覆盖半导体、光伏和柔性电子领域的梯次化产品体系。

麒麟/凤凰系列原子层沉积镀膜系统

该系列产品主要用于逻辑芯片与存储芯片制造,采用自主知识产权反应器设计与先进镀膜技术,支持300mm及以下晶圆的多种材料沉积,实现极限保形与高均匀性薄膜生长。系统支持单片、批量及等离子体功能配置,既可独立运行,也可集成于主流自动化晶圆传输平台。

HfO₂工艺已在28nm量产线实现产业化应用,并获客户重复订单。其沉积的HfO₂、ZrO₂、La₂O₃等材料可用于铁电存储器(FeRAM)电容介质层;Al₂O₃、TiN、AlN等材料则应用于化合物半导体与量子器件的导电层,已通过客户试样并签署订单。

技术优势:

  • 高精度薄膜控制:实现原子级厚度调控,确保薄膜均匀性与一致性。
  • 多功能集成:支持多材料沉积,满足多样化工艺需求。
  • 高产能:适配大规模量产,提升生产效率。

Dragon3000原子层沉积团簇系统

基于主流团簇平台架构,可集成麒麟与凤凰系列全部工艺模块,并兼容市场主流配套设备。通过先进真空技术集成High-K/Metal Gate、Capping Layer、Etch Stop、Work Function Metal等多类材料处理流程,保障无缺陷界面与器件完整性。

2. 光伏设备:推动清洁能源技术革新

夸父(KF)ALD系列

专用于光伏电池氧化铝薄膜沉积,适用于PERC电池背面钝化与TOPCon电池正面薄膜制备,凭借高效沉积速率与优质薄膜性能,显著提升电池转换效率。

祝融(ZR)PEALD系列

集成PEALD(等离子体增强原子层沉积)与PECVD技术,可同时完成氧化铝、氮化硅镀膜以及TOPCon电池隧穿层和掺杂多晶硅薄膜沉积。单台设备满足多重工艺需求,有效降低设备投资与运营成本。

技术优势:

  • 高效沉积:适配高效光伏电池的大规模生产。
  • 工艺集成:一机多能,减少产线复杂度。
  • 高稳定性:支持长时间连续稳定运行。

3. 柔性电子设备:开拓新兴应用领域

钙钛矿ALD+PVD设备组合

自主研发的百兆瓦级大尺寸玻璃基底钙钛矿组件生产设备,结合ALD界面钝化与PVD蒸镀技术,显著提升组件性能与长期稳定性。该设备组合已进入批量化重复订单交付阶段,2024年11月发货至客户端进行量产验证。

技术优势:

  • 高精度界面控制:ALD确保电子传输层致密均匀。
  • 高效量产:适配大尺寸基底,支持规模化生产。
  • 工艺兼容性:与现有产线高度兼容,降低升级门槛。

以ALD为核心,多技术协同发展

微导纳米构建了以ALD为核心、CVD等真空薄膜技术协同发展的平台体系,覆盖逻辑、存储、化合物半导体、新型显示(如硅基OLED)等多个领域,并持续拓展新兴应用场景。

ALD技术:在半导体镀膜市场占比约11%-13%,预计未来几年复合增长率达26.3%,是高端芯片制造的关键支撑技术。

CVD技术:占据半导体镀膜市场57%份额,虽增速相对较低(约8.9%),但因广泛应用仍为公司技术体系的重要组成部分。

市场表现与订单状态:强劲需求驱动增长

经营状况:2024年前三季度,微导纳米实现营业收入15.44亿元,同比增长51.17%。第三季度营收与净利润同比、环比均实现显著增长。

订单情况:截至2024年6月30日,在手订单总额达80.85亿元(含Demo订单),其中光伏领域66.67亿元,半导体领域13.44亿元。超75%新增订单来自存储领域(含新型存储、3D NAND、DRAM),体现公司在高端存储市场的领先布局。

新兴领域突破:钙钛矿ALD设备已进入批量化重复订单交付阶段,标志着公司在前沿应用领域的商业化进程取得实质性进展。

三、ALD国内外玩家分析

国外主要厂商

ASM International
市场地位:全球最大的ALD设备供应商,市场份额超50%。
技术特点:Pulsar系列专注逻辑与存储芯片中HfO₂、Al₂O₃等高介电材料沉积;PEALD技术提升沉积速率与薄膜质量。客户包括台积电、英特尔、三星等。
优势:技术领先,设备稳定性高,工艺覆盖全面。

东京电子(TEL)
市场地位:日本最大半导体设备商,ALD市场份额约20%。
技术特点:Trias系列支持高深宽比结构薄膜沉积,采用模块化设计便于维护升级。
客户:东芝、索尼及国际头部晶圆厂。
优势:设备可靠性强,售后服务完善。

应用材料(Applied Materials)
市场地位:全球领先半导体设备商,ALD市场份额约15%。
技术特点:Endura系列集成ALD与PVD技术,用于铜互连与阻挡层沉积;具备选择性ALD等创新工艺。
客户:台积电、三星、英特尔等。
优势:设备集成度高,工艺覆盖面广。

国内主要厂商

北方华创(NAURA)
市场地位:中国领先的半导体设备厂商,ALD市场份额持续提升。
技术特点:国产化ALD设备支持高介电材料沉积,性价比高。
客户:中芯国际、长江存储、华虹等。
优势:政策支持力度大,本土服务响应快。

拓荆科技(Piotech Inc.)
成立于2010年,2022年科创板上市,主营高端薄膜沉积设备,核心产品包括PECVD、ALD、SACVD及混合键合设备,覆盖逻辑、存储与先进封装领域。
技术特点:ALD设备(如NF-300H Astra)在TSV保形沉积中表现突出,台阶覆盖率达国际水平;Al₂O₃薄层介质沉积已通过客户验证。2023年ALD业务营收突破10亿元,正向台积电、英特尔等提供定制化方案。

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