2022年薄膜沉積設(shè)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(shè)備行業(yè)市場現(xiàn)狀及發(fā)展路徑分析1.半導(dǎo)體行業(yè)景氣帶動設(shè)備需求增長，薄膜沉積是關(guān)鍵設(shè)備全球半導(dǎo)體行業(yè)處于景氣周期，中國半導(dǎo)體設(shè)備發(fā)展迅速。（1）半導(dǎo)體市場規(guī) 模：據(jù) WSTS 數(shù)據(jù)，2021 年全球半導(dǎo)體銷售額達(dá) 5559 億美元，同比+26%，且預(yù)計(jì) 2022 年同比增長 10.4%達(dá) 6135 億美元；據(jù) SIA 數(shù)據(jù)，2021 年中國半導(dǎo)體銷售額達(dá) 1898 億美元，同比+25%。中國半導(dǎo)體銷售額占全球銷售額的比例維持在 35%左右。 WSTS 預(yù)計(jì) 2022 年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模將達(dá)到 6135 億美元，同比增長 10.36%。（3） 半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模：據(jù) SEMI

2、統(tǒng)計(jì)，2021 年全球和中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額分別為 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(yù)計(jì) 2022 年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá) 1140 億美元，同比增長 11.11%。薄膜沉積設(shè)備是晶圓制造三大主設(shè)備之一。應(yīng)用于集成電路領(lǐng)域的設(shè)備通?？?分為前道工藝設(shè)備（晶圓制造）和后道工藝設(shè)備（封裝測試）兩大類，薄膜沉積設(shè)備 市場規(guī)模占半導(dǎo)體設(shè)備的 20%。全球薄膜沉積設(shè)備市場持續(xù)穩(wěn)定增長。根據(jù) Maximize Market Research 數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)，2021 年全球薄膜沉積設(shè)備市場規(guī)模為 190 億美元，同比+10.5%，預(yù)計(jì)

3、2025 年有 望達(dá)到 340 億美元，2021-2025 年 CAGR 達(dá) 15.7%。薄膜沉積是半導(dǎo)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(dǎo)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， 比如阻擋污染物和雜質(zhì)滲透、增加或減少導(dǎo)電性/信號傳輸、提高吸光率等。按照薄膜沉積技術(shù)原理可以分為 CVD（化學(xué)氣相沉積）、PVD（物理氣相沉積） /電鍍設(shè)備和 ALD（原子層沉積）。其中： （1）CVD 是通過化學(xué)反應(yīng)的方式，利用加熱、等離子或光輻射等各種能源，在 反應(yīng)器內(nèi)使氣態(tài)或蒸汽

4、狀態(tài)的化學(xué)物質(zhì)在氣相或氣固界面上經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成固態(tài)沉 積物的技術(shù)，是一種通過氣體混合的化學(xué)反應(yīng)在硅片表面沉積薄膜的工藝，可應(yīng)用 于絕緣薄膜、硬掩模層以及金屬膜層的沉積。常用的 CVD 設(shè)備包括 PECVD、SACVD、 APCVD、LPCVD 等，適用于不同工藝節(jié)點(diǎn)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表面的方法。ALD 工藝具有自限制生長的特點(diǎn)，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(fù)雜、薄膜厚度要求精準(zhǔn)的先進(jìn)邏輯芯片、 DRAM 和 3D NAND 制造中，ALD 是必不可少的核

5、心設(shè)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(yīng)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(shè)備，PECVD 設(shè)備在相對較低的反應(yīng)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(shí)現(xiàn)更快的薄 膜沉積速度，是芯片制造薄膜沉積工藝中運(yùn)用最廣泛的設(shè)備種類。SACVD：SACVD 設(shè)備的主要功能是在次常壓環(huán)境下，通過對反應(yīng)腔內(nèi)氣體壓 力和溫度的精確控制，將氣相化學(xué)反應(yīng)材料在晶圓表面沉積薄膜。SACVD 設(shè)備的高 壓環(huán)境可以減小氣相化學(xué)反應(yīng)材料的分

6、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(shí)現(xiàn)優(yōu)越的填孔（Gap fill）能力，是集成電路制造 的重要設(shè)備之一。PECVD是薄膜設(shè)備中占比最高的設(shè)備類型，占整體薄膜沉積設(shè)備市場的33%； ALD 占 11%；SACVD 是新興的設(shè)備類型，屬于其他薄膜沉積設(shè)備類目下的產(chǎn)品， 占比較小。在整個薄膜沉積設(shè)備市場，屬于 PVD 的濺射 PVD 和電鍍 ECD 合計(jì)占有 整體市場的 23%。2.半導(dǎo)體行業(yè)驅(qū)動力：晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)+技術(shù)升級+國產(chǎn)替代，驅(qū)動薄膜設(shè)備需求（1）晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)：下游需求高度景氣，晶圓廠積極擴(kuò)產(chǎn)，資本開支持續(xù)攀升驅(qū) 動半導(dǎo)體設(shè)備需求增長。物聯(lián)網(wǎng)，服務(wù)器，汽車電

7、子，新能源等行業(yè)對半導(dǎo)體需求持 續(xù)提升，半導(dǎo)體行業(yè)資本開支持續(xù)提高以滿足擴(kuò)產(chǎn)需要。IC Insights 預(yù)測，2021 年全 球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支規(guī)模約為 1539 億美元，預(yù)計(jì) 2022 年將超過 1904 億美元，同 比增長 24%。根據(jù) SEMI，全球半導(dǎo)體制造商將在 2021 年年底開始建設(shè) 19 座新的高 產(chǎn)能晶圓廠，并在 2022 年再開工建設(shè) 10 座，設(shè)備支出預(yù)計(jì)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(shè)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

8、廠每月可生產(chǎn)多達(dá) 260 萬片晶圓(8 英寸等效)。晶圓廠大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)定 將帶動設(shè)備需求，半導(dǎo)體設(shè)備成長動力充足。（2）技術(shù)升級：芯片制程升級，薄膜沉積設(shè)備需求量增加。隨著集成電路的持 續(xù)發(fā)展，晶圓制造工藝不斷走向精密化，芯片結(jié)構(gòu)的復(fù)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(fù)雜。在 90nmCMOS 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(shè)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(jìn)制程產(chǎn)線所需 的薄膜沉積設(shè)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 3D NAND 結(jié)構(gòu)，結(jié) 構(gòu)的復(fù)雜化導(dǎo)致對于薄膜沉積設(shè)備的需求量逐步增加。根據(jù)東京電子披露，薄膜沉 積設(shè)備占 FLASH 芯片產(chǎn)線資本開支比例從 2D 時(shí)代的 18%增長至 3D 時(shí)代的 26%。 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(shè)備的需求提升的 趨