我国薄膜沉积设备行业前景长期向好 国产设备将逐步覆盖高端市场

一、行业相关定义及分类

薄膜沉积设备在半导体制造设备中具有重要作用，即在晶圆表面通过物理/化学方法交替堆叠SiO2、SiN等绝缘介质薄膜和Al、Cu等金属导电膜等，在这些薄膜上可以进行掩膜版图形转移（光刻）、刻蚀等工艺，最终形成各层电路结构。在硅片制造、芯片制造和芯片封测过程中都有应用。

按工艺原理的不同，薄膜沉积设备分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）设备。由于技术原理的不同，几大主流薄膜沉积技术适用于不同的工艺与沉积薄膜类型。

物理气相沉积（PVD）技术是指在真空条件下采用物理方法将材料源（固体或液体）表面气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。PVD镀膜技术主要分为三类：真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜和真空离子镀膜。PVD主要用于沉积金属材料，其中溅射法还可以沉积部分介质材料，通常用于沉积阻挡层金属、金属填充层、金属互联等。

化学气相沉积（CVD）是通过化学反应的方式，利用加热、等离子或光辐射等各种能源，在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术，是一种通过气体混合的化学反应在基体表面沉积薄膜的工艺。细分技术路线来看，LPCVD主要用于沉积阻挡层和刻蚀终止层、用于应力释放的薄膜间衬垫层、高温沉积层（包括氧化物、氮化硅、多晶硅、钨）等；PECVD主要用于沉积金属上的绝缘体、氮化物钝化层、低k介质、pMOS栅电极钝化、源/漏注入终止、金属前介质、用于缝隙填充和大马士革互联的金属层间介质等。

ALD技术是一种特殊的真空薄膜沉积方法，具有较高的技术壁垒。ALD技术通过将气相前驱体脉冲交替地通入反应室并在沉积基底上发生表面饱和化学反应形成薄膜。通过ALD镀膜设备可以将物质以单原子层的形式一层一层沉积在基底表面，每镀膜一次/层为一个原子层，根据原子特性，镀膜10次/层约为1nm。ALD主要用于沉积间隙填充介电材料、侧壁和掩膜图案化、适形衬垫、刻蚀截止层、钨插塞、接触孔和通孔填充、3DNAND字线、低应力复合互联、用于通孔和接触孔金属化的阻挡膜等。

细分而言，PECVD和溅射PVD为当前市场主流。PECVD可在相对较低的反应温度下形成高致密度、高性能薄膜，且不破坏已有薄膜和底层电路，占全球市场份额约三成。溅射PVD形成的薄膜附着力较强、质量较好、应用范围广，大约占据全球市场两成份额。

资料来源：观研天下数据中心整理

二、行业规模现状

1、市场规模

薄膜沉积作为半导体制造三大核心工艺之一，其市场规模正随先进制程推进、3D存储堆叠及先进封装技术的爆发而高速扩张，2025年我国市场达到了571.7亿元。

数据来源：观研天下数据中心整理

2、供应规模

根据观研报告网发布的《中国薄膜沉积设备行业现状深度研究与投资前景分析报告（2026-2033年）》显示，尽管我国薄膜沉积设备国产化率仍然较低，但得益于国内半导体产业对先进制程设备的需求提升，以及政策对集成电路产业的重点扶持，市场已初步形成对薄膜沉积设备的认知，为后续技术突破和产能扩张奠定了基础。随着技术持续突破和产业链协同完善，国产设备将逐步覆盖高端市场，供应规模将进一步扩大。

数据来源：观研天下数据中心整理

3、需求规模

近年来全球半导体产业链向中国大陆加速转移， 5G、新能源汽车等新兴领域对芯片需求的爆发，推动晶圆厂大规模扩产。同时，国内政策对半导体产业的强力支持进一步刺激了设备采购需求，薄膜沉积设备作为晶圆制造核心环节，成为半导体产业需求重点领域。

数据来源：观研天下数据中心整理

三、行业细分市场分析

薄膜沉积设备按技术分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）三大类，其中CVD是最大的细分市场，各类比例如图。

资料来源：Gartner，观研天下数据中心整理

1、PVD

PVD是通过溅射或蒸发待镀材料产生金属蒸汽，之后在晶圆表面冷凝成膜的薄膜沉积工艺。PVD工艺过程中，仅材料形态发生改变，不涉及化学反应，属于纯粹的物理变化。半导体制造全过程中，PVD是沉积超纯金属、过渡金属氮化物薄膜必不可少的关键工艺，在Al pad（与PCB键合的焊盘）、金属硬掩膜（常用TiN）、Cu阻挡层（常用TaN，功能为防止Cu扩散）、Cu籽晶层（常用纯Cu或Cu合金，作为后续电镀工艺的种子层）等工艺段得到广泛应用。

PVD设备市场垄断性极强，AMAT是全球范围内绝对的龙头，此外，日本Ulvac、瑞士Evatec等公司也有较强的竞争力。北方华创是国内PVD设备的领导者，产品广泛应用到集成电路、先进封装、MEMS、功率器件、LED等领域。北方华创突破了溅射源设计技术、等离子产生与控制技术、颗粒控制技术、腔室设计与仿真模拟技术、软件控制技术等PVD系列核心技术，建立了具有自主知识产权的核心技术优势，并成功进入国际供应链体系；公司PVD领域的代表产品包括：eVictor AX30 Al pad PVD系统、exiTin H630 TiN金属硬掩膜PVD系统、eVictor GX20系列通用溅射系统、Polaris G620系列通用溅射系统、Polaris T系列硅通孔物理气相沉积系统等。

2025年，我国PVD薄膜沉积设备市场规模约为149.1亿元。

资料来源：观研天下数据中心整理

2、CVD

CVD是通过气相化学反应在基体表面沉积固体薄膜的镀膜工艺，属于化学反应。CVD反应前体一般为硅烷、磷烷、硼烷、氨气、氧气等气体原料，生成物一般为氮化物、氧化物、氮氧化物、碳化物、多晶硅等固体薄膜，反应条件一般为高温、高压、等离子体等。

CVD成膜工艺一般包括八个步骤：1）反应气体传输至沉积区；2）膜先驱物形成；3）膜先驱物扩散至基体表面；4）膜先驱物粘附；5）膜先驱物向膜生长区域扩散；6）表面化学反应，膜沉淀并逐渐生长，最终形成连续膜，同时生成副产物；7）副产物从基体表面移除；8）副产物从反应腔移除。

从市场竞争格局角度看，CVD设备垄断性较强，AMAT、LAM、TEL是全球CVD市场的主要供应商，这些公司起步早、积累深，先发优势明显，综合竞争力强。国内厂商也在发力，主流CVD设备类型均有所覆盖，但总体竞争力有待进一步提升。北方华创、拓荆科技、中微公司在APCVD、LPCVD、PECVD、SACVD、MOCVD领域已经有所突破，并有部分产品成功出货至下游晶圆厂，但国内公司起步较晚，在技术及客户积累方面与国外巨头相比仍有明显差距。

2025年，我国CVD薄膜沉积设备市场规模约为316.04亿元。

资料来源：观研天下数据中心整理

3、ALD

ALD是一种以单原子膜形式逐层沉积在基底上的镀膜方法，是化学气相沉积的一种特殊形式。ALD的原理为气相前驱体脉冲交替通入反应器并在基底表面以单原子层的模式逐层成膜，反应步骤包括：1）前驱体A进入反应室并吸附在基体表面；2）惰性气体冲洗反应室，将剩余的前驱体A清洗干净；3）前驱体B进入反应室并吸附在基体表面，与前驱体A发生化学反应，生成目标薄膜；4）惰性气体冲洗反应室，将化学反应生成的副产物清除出反应室，完成一次原子层薄膜沉积。如此循环往复，即可实现单位原子层级的薄膜沉积。

ASM是全球最大的ALD设备厂商，TEL紧随其后，垄断性强。国内ALD厂商有微导纳米、拓荆科技、北方华创等，布局较为全面，发展势头较为迅猛，但起步较晚，综合竞争力与国外龙头厂商仍存在较大差距。（1）微导纳米：主营产品为ALD设备，覆盖光伏、半导体等领域，产品类别丰富，多款产品在高K介质、钝化层等领域已进行产业化应用或验证，综合水平国内领先；（2）拓荆科技：PEALD步伐较快，已实现产业化应用，适配55-14nm逻辑芯片制造工艺需求，可沉积SiO、SiN等介质薄膜，产生了规模较为可观的营收，TALD出货至客户进行验证，可沉积Al2O3等金属氧化物薄膜；（3）北方华创、盛美上海在ALD领域也都有所布局，产品处于产业化应用或验证阶段。总体来讲，国内ALD设备厂商大都处于起步阶段，技术水准、营收规模、市场占比等与国际领先企业相比尚有较大的提升空间。

2025年，我国ALD薄膜沉积设备市场规模约为79.92亿元。

资料来源：观研天下数据中心整理

四、行业竞争情况

随着半导体技术的不断进步，薄膜沉积设备的技术也在不断更新和升级，行业前景长期向好的趋势较为明确。纵观全球，半导体薄膜沉积设备市场主要由美国、日本等国的厂商主导；中国市场中，拓荆科技是国内半导体CVD设备制造业的领跑者，北方华创则是国内PVD工艺装备技术的引领者。在薄膜沉积设备领域，本土厂商目前主要竞争对手为美国的应用材料（AMAT）、美国的泛林半导体 （Lam）、日本的东京电子（TEL）、荷兰的先晶半导体（ASMI）。

资料来源：观研天下数据中心整理（WWTQ）