机械设备行业深度报告：薄膜沉积：先进逻辑/存储产线国产化空间广阔 国产厂商加速补齐短板环节

　　薄膜沉积设备：空间大、高成长的半导体晶圆制造设备薄膜沉积设备负责芯片制造过程中介质层、金属层以及外延层的沉积，与刻蚀、光刻一同构成市场空间最大的三种晶圆制造设备。2023 年全球薄膜沉积设备市场规模约184.35 亿美金，国内市场空间约444.56 亿元。2013-2023 年全球半导体薄膜沉积设备市场规模年均增速达14.47%，后续在存储器3D 升级以及先进逻辑多重曝光的推动下，薄膜沉积市场增速有望继续超过半导体设备整体市场增速。

    　　3D NAND 薄膜沉积设备国产化率较高，先进逻辑仍有较大国产替代空间根据我们估算，使用PECVD 设备沉积氧化物/氮化物多层薄膜约占3D NAND 所需薄膜沉积工艺设备总市场空间的35%。横向字线填充和高深宽刻蚀后的钨填充共同构成3D NAND 制造中难度最大的薄膜沉积工艺，使用的ALD 钨和CVD 钨设备合计约占3D NAND 薄膜沉积设备总需求的15%。以上三种设备目前均有国产厂商布局。在逻辑器件制造中，使用最广泛的是钝化层、层间介质及扩散阻挡层沉积SiO2、SiN 等介质材料的PECVD 设备。使用ALD 设备沉积HKMG 结构以及用PECVD/ALD 沉积ADC、Low K 等先进介质材料难度大。目前国内先进逻辑/DRAM 产线的薄膜沉积设备国产化率预计低于3D NAND 产线。

    　　海外薄膜沉积龙头沿革复盘：工艺设计创新与设备产能领先铸就长期壁垒全球薄膜沉积市场呈现高度集中的垄断格局。Applied Materials 是全球第一大薄膜沉积厂商，1989 年至今通过提供创新的材料工程解决方案和晶圆厂一同配合进行晶体管关键尺寸微缩，从而维持在客户产线上的高市场份额。如，公司通过使用钴/钽/钌改进晶体管布线沉积工艺，突破铜互联向28 纳米以下拓展的瓶颈。

    　　Novellus 在2012 年被收购前是全球第二大薄膜沉积厂商，主要产品为导体LPCVD/ECD/PECVD(层间介质、硬掩模等）。其产品覆盖度并非全面，但机台具备高产能的核心优势。2007 年Novellus 就推出了集成12 个沉积腔室的PECVD设备，支撑当时多家规划月产能超过10 万片/月的存储厂商以更低的成本扩产。

    　　2013 年三星率先开启3D NAND 量产，收购Novellus 后的Lam Research 凭借刻蚀和薄膜沉积组合拳在2013-2023 财年实现净利润3857%的增长。

    　　国产厂商各自优势不同，齐心补齐高端薄膜沉积短板环节2023 年薄膜沉积设备国产化率约23.4%，假设到2030 年国内市场空间增长至708亿元，国产化率提升到65%，则对应国产厂商356 亿元的营收增量空间。其中，中微公司重点布局高端导体LPCVD/Thermal ALD 以及EPI 设备市场；北方华创以PVD 为基加速拓展CVD/ALD 设备； 拓荆科技维持在PECVD 介质/HDPCVD/SACVD 领域的领先地位并加速新型反应腔开发；微导纳米继续深耕更先进制程节点的ALD 设备。受益标的：中微公司、北方华创、拓荆科技。

    　　风险提示：国内先进晶圆厂扩产不及预期、产线国产化率提升不及预期。

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