国产ALD设备市场前景广阔 微导纳米异军突起成就“隐形冠军”

全球晶圆厂积极扩产带动薄膜设备需求激增

继2021年增长7%之后，全球晶圆产能今年将增长8%，根据SEMI 300mm Fab Outlook to 2024报告预测，芯片行业在2020年至2024年期间，至少将新增38家300mm Fab厂，其中中国大陆与中国台湾地区分别将增加8家和11家，占据新建厂总数的一半以上。到2024年，芯片行业将拥有161家300mm Fab厂，月产能将达到700万片。

新增的产能布局，尤其是中国晶圆厂的产能扩张，将大力推动本土装备业的投资和发展。SEMI在其世界晶圆厂预测报告中强调，2022年前端晶圆厂用于半导体设备的投资将创下约1000亿美元的历史新高，中国大陆的设备支出将近 170 亿美元，位居全球第三。

而从晶圆厂的投资构成来看，光刻设备、刻蚀设备与薄膜沉积设备是集成电路前道生产工艺中最重要的三类设备。其中，薄膜沉积设备的投资占晶圆厂投资总额的16%，占晶圆制造设备投资总额的21% 。根据Maximize Market Research数据统计，全球半导体薄膜沉积设备市场规模从2017年的125亿美元已扩大至2020年的172亿美元，年复合增长率为11.2%，预计至2025年市场规模可达340亿美元。

ALD设备在半导体薄膜沉积设备市场的占有率

预计将逐步提升

原子层沉积技术（Atomic Layer Deposition，简称ALD）是一种将物质以单原子层形式逐层在基底表面形成薄膜的真空镀膜工艺。早在1974年，芬兰材料物理学家Tuomo Suntola开发了这项技术，并获得百万欧元千禧技术奖。ALD技术最初用于平板电致发光显示器，但并未得到广泛应用。直到21世纪初，ALD技术开始被半导体行业采用，通过制造超薄高介质材料取代传统氧化硅，成功解决了场效应晶体管因线宽缩小而引起的漏电流难题，促使摩尔定律进一步向更小线宽发展。Tuomo Suntola博士曾表示，ALD可显著增加组件的集成密度。

相比传统的化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，简称CVD）和物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，简称PVD），ALD的优势在于成膜具备优异的三维保形性、大面积成膜均匀性，以及精确的厚度控制等，适用于在复杂的形状表面和高深宽比结构中生长超薄薄膜。

数据来源清华大学微纳加工平台

在后摩尔时代，晶圆制造的复杂度和工序量大大提升。以逻辑芯片为例，随着45nm以下制程的产线数量增多，尤其是28nm及以下工艺的产线，对镀膜厚度和精度控制的要求更高，在引入多重曝光技术后，ALD需求工序数和设备数均大幅提高；在存储芯片领域，主流制造工艺已由2D NAND发展为3D NAND结构，内部层数不断增高，元器件逐步呈现高密度、高深宽比结构，ALD的重要作用开始凸显。从半导体未来的发展来看， ALD 技术将在后摩尔时代扮演着愈发重要的角色。

数据来源ResearchGate

从半导体薄膜沉积设备的细分市场上来看，目前CVD及PVD设备市场占有率分别为56%、23%，ALD设备的市场占有率仅为11%，但据中国台湾工业技术研究院的报告显示，三者2020-2025年均复合增长率分别为8.5%，8.9%和26.3%，可见ALD设备的市场前景广阔。

ALD设备国产化率低 海外企业垄断市场

咨询机构Yole数据显示，荷兰先晶半导体（ASM）、日本东京电子（TEL）是ALD设备行业的双巨头，两者的市场占有率合计接近50%。与此同时，包括美国泛林（Lam）、应用材料（AMAT）等国际半导体设备厂商的产品线均涵盖ALD设备。

企业名称

总部

成立时间

产品简介

ASM

荷兰

1968年

产品涵盖晶圆加工技术的重要方面，包括光刻、沉积、离子注入和单晶圆外延。近年来，该公司将 ALD和PEALD技术引入先进制造商的主流生产。

TEL

日本

1963年

日本最大的半导体成膜、刻蚀设备公司，产品线中包含 ALD 设备。

Lam

美国

1980年

公司产品线涵盖薄膜沉积、刻蚀、剥离和清洗等多个类型。

AMAT

美国

1967年

产品横跨ALD 、CVD、PVD、刻蚀、CMP、RTP等除光刻机外的几乎所有半导体设备。

放眼国内，近年来集成电路产业快速发展，但据广发证券半导体行业设备研究报告对全球2020年主要半导体装备市占率分析，国内装备厂商的半导体ALD产品市占率仍然为零，整体来看尚处于起步阶段。

值得关注的是，近年来有一家专注于ALD技术的公司，不断在半导体ALD设备领域实现突破与创新，正得到越来越多的认可，迅速在业内积攒起口碑，它就是江苏微导纳米科技股份有限公司（以下简称“微导纳米”）。

团队深耕薄膜沉积技术三十余年

成就ALD设备领域“隐形冠军”

“专精特新”目前是中国市场最热门的词汇之一，形容的便是那些在细分领域影响力很大，但平时并不为普通大众所知晓的企业。微导纳米成立于2015年12月，主要从事先进微米级、纳米级薄膜沉积设备的研发、生产和应用，是全球为数不多的以ALD技术为核心，业务涵盖集成电路、半导体、光伏、LED&MEMS、柔性电子、新能源等工业领域的装备企业。作为国家级的“专精特新”小巨人企业，微导纳米无疑是专注于ALD设备细分市场、掌握关键核心技术的“隐形冠军”。

据最新财报披露，2021年微导纳米实现ALD相关销售收入约4.28亿元，同比增长约37%；截至2022年5月末，公司在手订单已有15.44亿元。对应前述广发证券发布的研究报告，全球前五大ALD半导体装备公司ASM、TEL、Lam等在ALD领域的销售额约在52.7-3.9亿元之间，微导纳米的ALD设备收入跻身国际主流ALD供应商。另据《中国光伏产业年度报告》（2020-2022）以及半导体设备行业上市公司公开息，微导纳米近两年ALD产品收入规模在国内同类企业中位列第一。

短短几年间，微导纳米从名不见经传到国内ALD设备行业的龙头企业，如此快速发展的背后，是有着近700人研发制造团队的支撑。微导纳米CTO黎微明博士拥有近30年的ALD技术研发和产业化经验，是最早从事ALD技术研究的华人之一，长期担任国际ALD会议技术委员会成员，也是中国ALD会议发起人，在国内外ALD技术领域享有很高声誉。同时，微导纳米与下游客户以及海内外教研单位深度合作，并筹建了支撑前瞻项目概念机、潜在客户样品验证的产业化应用中心，先后设立江苏省原子层沉积技术工程技术研究中心、江苏省外国专家工作室、江苏省博士后创新实践基地、江苏省研究生工作站等科研平台，具备承担半导体核心设备项目的技术储备和人才基础，是国内少数能协同客户在半导体先进制程解决方案上进行技术创新和产业化的设备厂商之一。

多元化ALD产品布局
致力于先进薄膜核心装备国产化

能够成功走向市场，除了夯实的技术基础外，独特、丰富的产品线更是微导纳米开疆辟土的利器。微导纳米率先将其ALD产品用于光伏产业的高效电池片生产，相关设备在PERC、TOPCon等高效电池技术发展过程中起到了重要作用，充分展现了公司的技术底蕴和创新实力。其与国内前十大电池片厂商长期合作，产品成为包括通威太阳能、隆基股份 、 阿特斯、爱旭股份、晶科能源等业内知名高效太阳能电池片生产商的核心设备，并逆向出口欧洲市场，迈出了国产ALD设备走向世界的重要一步。

在成功将 ALD 技术应用于光伏领域后，拥有半导体技术基因的核心团队将目光重新瞄准了对技术水平和工艺要求更高的半导体薄膜沉积设备领域，在极短的时间内获得多家国内知名半导体公司的商业订单。此外，其与多家国内半导体厂商及验证平台签署了保密协议并开展产品技术验证等合作，针对国内半导体薄膜沉积各细分应用领域研发试制新型 ALD 设备。

在逻辑芯片领域，微导纳米是国内首家成功将量产型High-k原子层沉积设备应用于28nm节点集成电路制造前道生产线的国产设备公司，据介绍其零部件国产化率有望于2023年达到95%，设备总体表现和工艺关键性能参数达到国际同类水平，并已获得客户重复订单认可，成功解决了我国半导体核心设备之一的国产化难题。

在存储芯片领域，公司ALD设备凭借原子级别的薄膜厚度和均匀性、高阶梯覆盖率，以及精确控制的多元掺杂和叠层等技术，可满足先进存储器件制造过程中的工艺要求。此外，其产品在新型存储器的工艺需求中也有着广泛的应用前景。

在第三代半导体领域，随着5G通讯、新能源汽车和充电桩等市场加速，进一步推动IGBT、SiC、GaN等功率器件的需求。ALD技术的金属氧化物、氮化物薄膜可作为栅氧层、钝化层和过渡层等，起到更好的器件漏电抑制、阻水阻氧效果。日前，微导纳米为国内某化合物半导体制造标杆企业定制的先进ALD设备已成功发货，这也标志着微导纳米率先迈出国产ALD设备进军先进化合物半导体微纳器件制造市场的坚实步伐。

在新型显示技术领域，如AR、VR等消费类终端的发展，Mini/Micro LED 和Micro-OLED市场规模快速提升。微导纳米开发出批量式原子层沉积镀膜系统，该设备具备产能高、综合成本低等优势，可为micro-OLED硅基微型显示器、先进晶圆封装、MEMS等提供定制化量产解决方案。值得一提的是，公司ALD设备在Micro-OLED方面的量产化应用，已收到客户的多个订单。

综合来看，ALD设备作为先进制程所必须的工艺设备，正迎来前所未有的发展契机。据了解，微导纳米ALD设备及工艺技术完全有延伸到14nm甚至更先进节点的潜力，已成为国内引领ALD技术在半导体及微纳加工领域产业化应用的中坚力量。下阶段，微导纳米将投入巨资建设集成电路高端装备产业化应用中心，以及半导体配套设备扩产升级等项目。相整合上下游资源后，微导纳米在致力于打造中国自主可控ALD高端装备的同时，将进一步提升参与全球市场竞争的能力。