薄膜沉积设备，最正宗的6家公司！

2024年12月，美国BIS修订了《出口管理条例》，对高深宽比结构、新金属材料等尖端应用所需的薄膜沉积设备实施新的管控。薄膜沉积可分为PVD、CVD和ALD三大类。PVD主要用于金属材料的沉积。CVD主要用于硬掩模等消耗膜层以及介质材料的制备。ALD可大体分为T-ALD和PEALD。其中T-ALD主要沉积金属和High-K材料等膜层，PEALD则主要沉积介质薄膜，多用于多重曝光和STI工艺。随着集成电路制造不断向更先进工艺发展，所需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。根据SEMI和中国电子专用设备工业协会数据，2023年国内薄膜沉积设备市场规模约479亿元，国产化率低于25%，仍存在广阔的国产替代空间。半导体薄膜沉积设备行业具有较高的技术壁垒、市场壁垒和客户准入壁垒。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，行业基本由应用材料、ASMI、泛林集团、TEL等国际巨头垄断。目前国内的薄膜沉积设备厂商主要包括北方华创、拓荆科技、微导纳米、中微公司、盛美上海和晶盛机电等。

目前国内LPCVD设备厂商主要包括中微公司、北方华创、盛美上海和微导纳米。其中，中微公司LPCVD薄膜设备可满足先进逻辑器件、DRAM和3DNAND中接触孔以及金属钨线的填充应用需求；其他二十多种导体薄膜沉积设备也将陆续进入市场，能够覆盖全部类别的先进金属应用。

相比传统的CVD设备，PECVD设备由于等离子体的作用，化学反应温度明显降低，可形成高致密度、高性能薄膜，不破坏已有薄膜和已形成的底层电路，实现更快的薄膜沉积速度，适用于沉积大多数主流介质薄膜，是芯片制造薄膜沉积工艺中运用最广泛的设备种类。

ALD

ALD相较于CVD和PVD，产业化应用起步时间较晚，在45nm以上等成熟制程、2D平面结构器件中应用较少，2007年Intel才首次在45nm技术节点上应用ALD进行薄膜制备。

ALD凭借其原子层级沉积特点，具有薄膜厚度精确度高、均匀性好、台阶覆盖率极高、沟槽填充性能极佳等优势，特别适合在对薄膜质量和台阶覆盖率有较高要求的领域应用，在45nm以下节点以及3D结构等半导体薄膜沉积环节具有较好的应用前景。

ALD技术可大体分为Thermal-ALD（热原子层沉积）、PEALD（等离子体增强原子层沉积）、SALD（空间原子层沉积）、ECALD（电化学原子层沉积）、AP-ALD（大气压原子层沉积）和流床式原子层沉积等。其中以Thermal-ALD和PEALD为主。

传统的T-ALD具有自限制生长特性，使其能够通过控制反应周期数来精确控制涂层厚度，同时能够在形状复杂或高深宽比结构的表面沉积均匀且具有保形性的化学计量薄膜，主要沉积金属和High-K材料等膜层，多用于HKMG工艺。

T-ALD其较低的生长速率降低了工业化应用，且高温易导致材料失效，过低的温度会导致表面反应不充分，在薄膜中残留碳、氢等杂质，影响薄膜性能。

为提高ALD工艺的生产效率及降低沉积温度，PEALD技术应运而生。PEALD是等离子体辅助和ALD的一种结合，其反应原理与一般ALD原理基本一致，仅在第三步骤中使用等离子体态第二前驱体代替普通的第二前驱体来与第一前驱体进行反应。

目前，国内布局半导体ALD设备的厂商主要有拓荆科技、微导纳米、北方华创、中微公司、盛美上海等。其中，拓荆在国内实现了ALD设备装机量第一，ALD薄膜工艺覆盖率第一；ALD设备25Q2收入超2024全年收入。

PVD

物理气相沉积PVD可分为蒸发和溅射两大类，蒸发主要用于OLED面板。

镀膜过程中利用的是物理现象，把待镀源从物质聚集的一种状态转变为另外一种状态，最终沉积到基片上的技术。

真空蒸镀：真空蒸镀设备操作简单、设备价格便宜、成膜速度快，但薄膜与基片结合力较差，镀好的薄膜用无尘布直接可以擦拭掉。蒸镀目前是OLED面板主流工艺，半导体中应用少。

溅射镀膜：可分为直流物理气相沉积（DCPVD）、射频物理气相沉积（RFPVD）、磁控溅射和离子化物理气相沉积。

直流物理气相沉积：又称阴极溅射。阴极溅射所需的靶材必须是导体，因工艺气体的Ar离子会与靶材表面的电子复合进而造成靶材电位上升，导致溅射终止。可通过射频溅射或CVD的方式沉积绝缘材料。阴极溅射另一大缺点在于启辉电压高，电子对衬底轰击强，需采用磁控溅射以解决。

射频物理气相沉积：采用射频电源作为激励源，可沉积导体和绝缘材料。但RFCVD沉积速率远低于DCPVD，因此通常采用直流和射频两种电源通过耦合器同时加载于靶材的方式解决。此外，与RFPVD相比，CVD具有更好的台阶覆盖能力，故多采用CVD沉积介质绝缘材料。

根据SEMI数据，2023年全球溅射PVD设备市场规模达到43.56亿美元，占薄膜沉积设备市场的19%，仅次于PECVD。溅射PVD市场呈现高度垄断的特征。Gartner数据显示，2020年应用材料在全球溅射PVD设备市场的市占率高达86%，为绝对龙头。

北方华创是国内PVD设备最大的解决方案提供商，累计出货超千腔，现已实现PVD设备工艺全覆盖。

目前国内薄膜沉积设备厂商主要包括北方华创、拓荆科技、微导纳米、中微公司、盛美上海和晶盛机电等，各厂商发展侧重点不同，共同助力薄膜沉积设备国产化崛起。

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北方华创（002371）

公司布局有薄膜沉积设备领域，已形成了物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）、外延（EPI）和电镀（ECP）设备的全系列布局。

2024年公司薄膜沉积设备收入超100亿元。PVD实现对逻辑和存储芯片的全覆盖，EPI实现常压外延和减压外延领域的全面覆盖，并于2025年3月发布首款12英寸电镀设备。

中微公司（688012）

公司布局MOCVD设备、薄膜沉积设备等系列产品。目前正在开发近40种导体薄膜LPCVD/ALD/PVD薄膜沉积设备，已有六款薄膜沉积产品推向市场。

公司减压EPI设备已顺利付运成熟制程客户进行量产验证，并已经进入先进制程工艺验证和客户验证阶段。

拓荆科技（688072）

公司推出的PECVD、ALD、SACVD、HDPCVD及FlowableCVD薄膜设备可以支撑逻辑芯片、存储芯片中所需的全部介质薄膜材料的约100多种工艺应用。薄膜沉积设备在客户端产线生产产品的累计流片量已突破2.96亿片。

公司PECVD设备已实现全系列PECVD介质薄膜材料的覆盖，通用介质薄膜材料和先进介质薄膜材料均已实现产业化应用；Thermal-ALDAl2O3、AlN等工艺设备持续出货至客户端，并扩大金属及金属化合物薄膜材料应用，整体进展顺利。

微导纳米（688147）

公司形成了以原子层沉积（ALD）技术为核心，化学气相沉积（CVD）等多种真空薄膜技术梯次发展的产品体系。是国内首家成功将量产型High-k原子层沉积设备应用于集成电路制造前道生产线的国产设备厂商，也是行业内率先为新型存储提供薄膜沉积技术支持的设备厂商之一。

作为率先将ALD技术规模化应用于国内光伏电池生产的企业，已成为行业内提供高效电池技术与设备的领军者之一，与国内头部光伏厂商形成了长期合作伙伴关系。

盛美上海（688082）

公司立式炉管设备首先集中在LPCVD设备，再向氧化炉和扩散炉发展，最后逐步进入到ALD设备应用，现已完成三大类炉管产品包括常压、低压、原子层炉管的布局。

新推出了UltraPmaxTM+PECVD设备平台，该设备平台具有占地面积小，单位产出速度更快的优势，同时晶圆在腔体多加热盘中进行旋转切换的技术可以适配新型的工艺需求。

晶盛机电（300316）

公司已构建8-12英寸半导体大硅片核心装备的全产业链布局，产品质量达国际先进水平，国内市占率领先；同时，延伸至芯片制造与封装环节，成功布局8-12英寸硅常压外延、8-12英寸减压外延设备及减薄机等关键设备，相关产品取得市场认可并实现批量销售。

在化合物半导体装备领域，公司6-8英寸碳化硅外延设备、氧化炉、激活炉实现国产替代，市占率行业领先。

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