2022年薄膜沉積設備行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展路徑分析

1、2022年薄膜沉積設備行業(yè)市場現(xiàn)狀及開展路徑分析1.半導體行業(yè)景氣帶動設備需求增長，薄膜沉積是關(guān)鍵設 備全球半導體行業(yè)處于景氣周期，中國半導體設備開展迅 速。（1）半導體市場規(guī)模：據(jù)WSTS數(shù)據(jù)，2021年全球半 導體銷售額達5559億美元，同比+26%,且預計2022年同比 增長10.4%達6135億美元；據(jù)SIA數(shù)據(jù)，2021年中國半導體 銷售額達1898億美元，同比+25%。中國半導體銷售額占全球 銷售額的比例維持在35%左右。WSTS預計2022年全球半導 體市場規(guī)模將到達6135億美元，同比增長10.36%。（3）半 導體設備市場規(guī)模：據(jù)SEMI統(tǒng)計，2021年全球和中國半導 體設備

2、銷售額分別為1026億美元、296億美元，同比+44%、 +58%,中國銷售額全球占比提升至29%。SEMI預計2022年 全球半導體設備銷售額達H40億美元，同比增長11.11%。薄膜沉積設備是晶圓制造三大主設備之一。應用于集成 電路領(lǐng)域的設備通?？煞譃榍暗拦に囋O備（晶圓制造）和后 道工藝設備（封裝測試）兩大類，薄膜沉積設備市場規(guī)模占 半導體設備的20%。全球薄膜沉積設備市場持續(xù)穩(wěn)定增長。根據(jù)Maximize Market Research數(shù)據(jù)統(tǒng) 計，2021年全球薄膜沉積設備市場規(guī) 模為190億美元，同比+10.5%,預計2025年有望達至U 340億 美元，2021-2025年CAGR達

3、15.7%。薄膜沉積是半導體制造過程中構(gòu)造晶體管的關(guān)鍵步驟之一。薄膜沉積是指在硅片襯底上沉積一層待處理的薄膜材料,逐層堆疊薄膜形成電路結(jié)構(gòu),包括半導體、介質(zhì)、金屬/金屬化合物三大類。薄膜涂層具不 同特性，可用于改變或改善襯底的性能，比方阻擋污染物和 雜質(zhì)滲透、增加或減少導電性/信號傳輸、提高吸光率等。圖14: 2021年全球半導體銷售額增長至5559億美元數(shù)據(jù)來源：WSTS、開源證券研究所工奈詈是數(shù)據(jù)來源：WSTS、開源證券研究所工奈詈是按照薄膜沉積技術(shù)原理可以分為CVD （化學氣相沉積）、PVD （物理氣相沉積）/電鍍設備和ALD （原子層沉積）。其 中：（1） CVD是通過化學反響的方式，

4、利用加熱、等離子 或光輻射等各種能源，在反響器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽狀態(tài)的化學 物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學反響形成固態(tài)沉積物的技術(shù), 是一種通過氣體混合的化學反響在硅片外表沉積薄膜的工藝， 可應用于絕緣薄膜、硬掩模層以及金屬膜層的沉積。常用的 CVD 設備包括 PECVD、SACVD、APCVD、LPCVD 等，適 用于不同工藝節(jié)點對膜質(zhì)量、厚度以及孔隙溝槽填充能力等的 不同要求。（2） ALD可以將物質(zhì)以單原子膜形式一層一層地鍍在 基底外表的方法。ALD工藝具有自限制生長的特點，可精確 控制薄膜的厚度，制備的薄膜具有均勻的厚度和優(yōu)異的一致 性，臺階覆蓋率高，在結(jié)構(gòu)復雜、薄膜厚度要求精準的先進邏 輯

5、芯片、DRAM和3D NAND制造中，ALD是必不可少的核 心設備之一。（3） PVD：通過真空蒸鍍和濺射等物理方法沉 積金屬或金屬化合物薄膜，應用最廣泛的PVD是磁控濺射和 離子化PVD,主要用于后段金屬互連層、阻擋層、硬掩膜、 焊盤等工藝。PECVD： PECVD相比傳統(tǒng)的CVD設備，PECVD設備 在相對較低的反響溫度下形成高致密度、高性能薄膜，不破 壞已有薄膜和已形成的底層電路，實現(xiàn)更快的薄膜沉積速度, 是芯片制造薄膜沉積工藝中運用最廣泛的設備種類。SACVD：SACVD設備的主要功能是在次常壓環(huán)境下，通過對反響腔內(nèi) 氣體壓力和溫度的精確控制，將氣相化學反響材料在晶圓表 面沉積薄膜。S

6、ACVD設備的高壓環(huán)境可以減小氣相化學反響 材料的分子自由程，通過臭氧在高溫下產(chǎn)生高活性的氧自由 基，增加分子之間的碰撞，實現(xiàn)優(yōu)越的填孔（Gap fill）能力, 是集成電路制造的重要設備之一。PECVD是薄膜設備中占比最高的設備類型，占整體薄膜 沉積設備市場的33%； ALD占11%； SACVD是新興的設備 類型，屬于其他薄膜沉積設備類目下的產(chǎn)品，占比擬小。在 整個薄膜沉積設備市場，屬于PVD的濺射PVD和電鍍ECD 合計占有整體市場的23%o圖22: PECVD是薄膜設備中占比最高的設備類型MOCVD, 4%MOCVD, 4%PECVD, 33%管式CVD, 12%電鍍ECD, 4%非管

7、式LPCVD, 11%其他薄膜沉積設備, 6%濺射 PVD, 19%ALD, 11%2.半導體行業(yè)驅(qū)動力：晶圓廠擴產(chǎn)+技術(shù)升級+國產(chǎn)替代,驅(qū)動薄膜設備需求（1）晶圓廠擴產(chǎn)：下游需求高度景氣，晶圓廠積極擴產(chǎn), 資本開支持續(xù)攀升驅(qū)動半導體設備需求增長。物聯(lián)網(wǎng)，服務 器，汽車電子，新能源等行業(yè)對半導體需求持續(xù)提升，半導 體行業(yè)資本開支持續(xù)提高以滿足擴產(chǎn)需要。（Insights預測， 2021年全球半導體行業(yè)資本開支規(guī)模約為1539億美元，預計 2022年將超過1904億美元，同比增長24%。根據(jù)SEMI,全 球半導體制造商將在2021年年底開始建設19座新的高產(chǎn)能 晶圓廠，并在2022年再開工建設1

8、0座，設備支出預計將超過 1400億美元，以滿足市場對芯片的加速需求。中國大陸和中 國臺灣地區(qū)將在新晶圓廠建設方面處于領(lǐng)先地位，各有8座, 其次是美洲有6座，歐洲/中東有3座，日本和韓國各有2座。 以上29座晶圓廠每月可生產(chǎn)多達260萬片晶圓（8英寸等效）。 晶圓廠大規(guī)模擴產(chǎn)定將帶動設備需求，半導體設備成長動力 充足。（2）技術(shù)升級：芯片制程升級，薄膜沉積設備需求量增 加。隨著集成電路的持續(xù)開展，晶圓制造工藝不斷走向精密 化，芯片結(jié)構(gòu)的復雜度也不斷提高，需要在更微小的線寬上 制造，工藝也越來越復雜。在90nmeMOS工藝，大約需要40 道薄膜沉積工序，而3nmFinFET工藝產(chǎn)線需要100道工序。 隨著產(chǎn)線的逐漸升級，晶圓廠對薄膜沉積設備數(shù)量和性能的需求將繼續(xù)隨之提升?？傮w上看，越先進制程產(chǎn)線所需的薄 膜沉積設備數(shù)量越多。在存儲芯片領(lǐng)域，隨著主流制造工藝已由2D NAND發(fā) 展為3DNAND結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的復雜化導致對于薄膜沉積設備 的需求量逐步增加。根據(jù)東京電子披露，薄膜沉積設備占 FLASH芯片產(chǎn)線資本開支比例從2D時代的18%增長至3D時 代的26%o隨著3D NAND FLASH芯片的內(nèi)部層數(shù)不斷增高, 對于薄膜沉積設備的需求提升的趨勢亦將延續(xù)。（3）國產(chǎn)替 代：薄膜沉積設備國外壟斷，國產(chǎn)替代需求不斷提升。行業(yè)基 本由應用材料（AMAT）、先晶半導體（ASMI）、